專利名稱：一種非晶硅薄膜-p型晶體硅疊層太陽電池及制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種非晶硅薄膜-P型晶體硅疊層太陽電池及制造工藝。
背景技術(shù)：
非晶硅薄膜電池具有開壓高，但短路電流小的特點，而若要增加短路電流，則必須增加本征層的厚度，導(dǎo)致一方面增加了工藝成本，另一方面由于非晶硅薄膜電池特有的光致衰退效應(yīng)，電池效率將會降低。而晶硅電池由于晶體特有的完整性，一般來說，短路電流相對較大。但由于晶硅的禁帶寬度相對薄膜硅來說較小，因此開壓較低。因此有必要兼顧非晶硅薄膜電池和晶體硅電池的優(yōu)點，盡量地提高開路電壓和禁帶寬度的不同，充分吸收太陽光譜的能量
發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中之不足，提供一種非晶硅薄膜-P型晶體硅疊層太陽電池及制造工藝，以提高開路電壓和禁帶寬度的不同，充分吸收太陽光線的能量，減低成本，提高電池轉(zhuǎn)化率。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種非晶硅薄膜-P型晶體硅疊層太陽電池，包括材質(zhì)為P型晶體硅的基片，所述基片的背面依次設(shè)有非晶硅本征層、N型微晶硅層，基片的正面依次設(shè)有第一本征層、P型微晶硅層、非晶二氧化硅層、N型非晶硅層、第二本征層以及P型非晶硅層，N型微晶硅層和P型非晶硅層的外表面上分別設(shè)有透明導(dǎo)電膜，在所述透明導(dǎo)電膜上分別設(shè)有銀漿層。具體說，所述基片的厚度為75 85 μ m,非晶娃本征層的厚度為5 8nm, N型微晶娃層的厚度為10 20nm,第一本征層的厚度為5 8nm, P型微晶娃層的厚度為10 20nm，N型非晶硅層的厚度為5 15nm，第二本征層的厚度為50 200nm，P型非晶硅層的厚度為10 20nm,透明導(dǎo)電膜的厚度為60 lOOnm。一種上述非晶硅薄膜-P型晶體硅疊層太陽電池的制造工藝，包括以下步驟I、選擇P型晶體硅作為基片，對基片采用RCA清洗和制絨；2、在基片背面采用PECVD工藝沉積材料為非晶硅薄膜的非晶硅本征層，厚度為5 8nm,并鈍化非晶娃本征層的表面；3、在非晶硅本征層表面沉積N型微晶硅層，厚度為10 20nm ；4、在基片正面采用PECVD工藝沉積材料為非晶硅薄膜的第一本征層，厚度為5 8nm,并鈍化第一本征層的表面；5、在第一本征層的表面重摻雜一層P型微晶娃層,厚度為10 20nm ;6、在P型微晶硅層表面沉積非晶二氧化硅層；7、在非晶二氧化硅層的表面采用PECVD工藝依次沉積厚度為5 15nm的N型非晶硅層、厚度為50 200nm材料為非晶硅薄膜的第二本征層以及厚度為10 20nm P型非晶娃層;8、在N型微晶硅層和P型非晶硅層的外表面上分別采用濺射方式沉積厚度為60 IOOnm透明導(dǎo)電膜；9、用低溫漿料在所述透明導(dǎo)電膜的表面分別采用絲網(wǎng)印刷方式印刷銀漿層。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明由于選用P型晶體硅作為電池吸收層的基片，因此可以大量的吸收光子，而且P型硅相對N型硅來說，原料易得，有利于降低生產(chǎn)成本；其次，由于薄膜硅和晶體硅的光學(xué)帶隙和禁帶寬度的不同，吸收系數(shù)和截止波長的不同，因而可以更充分地吸收對太陽光譜的能量，提高對太陽光能量的利用率；再者，由于非晶二氧化硅層處于該電池結(jié)構(gòu)的中間位置，當(dāng)光線到達該非晶二氧化硅層界面時，可以反射回一部分光，重新被材料為非晶硅薄膜的本征層吸收，從而可以減少本征層的厚度，有益于降低光致衰退效應(yīng)，提高電池的轉(zhuǎn)化效率；采用非晶硅薄膜和晶體硅電池的內(nèi)部串聯(lián)，兩者開壓相力口，進一步地提聞了該結(jié)構(gòu)電池的開路電壓。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是發(fā)明的工藝流程圖。圖中I.基片2.非晶娃本征層3. N型微晶娃層4.第一本征層5. P型微晶娃層6.非晶二氧化硅層7. N型非晶硅層8.第二本征層9. P型非晶硅層10.透明導(dǎo)電膜11.銀漿層
具體實施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作進一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。如圖I所示的一種非晶硅薄膜-P型晶體硅疊層太陽電池，為疊層式結(jié)構(gòu)，具有材質(zhì)為P型晶體娃的基片I，基片I厚度為80 μ m,所述基片I的背面依次設(shè)有非晶娃本征層2和N型微晶硅層3，其中，非晶硅本征層2的厚度為6. 5nm，N型微晶硅層3的厚度為15nm。在基片I的正面依次設(shè)有第一本征層4、P型微晶娃層5、非晶二氧化娃層6、N型非晶硅層7、第二本征層8以及P型非晶硅層9，第一本征層4和第二本征層8的材料均為非晶硅薄膜，第一本征層4的厚度為7nm，P型微晶硅層5的厚度為15nm，N型非晶硅層7的厚度為10nm，第二本征層8的厚度為125nm，P型非晶硅層9的厚度為15nm。在N型微晶硅層3和P型非晶硅層9的外表面上分別設(shè)有透明導(dǎo)電膜10，透明導(dǎo)電膜10的厚度為80nm，在所述透明導(dǎo)電膜10上分別設(shè)有銀漿層11。上述非晶硅薄膜-P型晶體硅疊層太陽電池的制造工藝，包括以下步驟I、選擇厚度為80 μ m P型晶體硅作為基片1，對基片I進行RCA清洗和制絨；2、在基片I背面采用PECVD工藝沉積材料為非晶硅薄膜的非晶硅本征層2，厚度為
6.5nm,并鈍化非晶娃本征層2的表面,減少表面復(fù)合速率；3、在非晶硅本征層2表面沉積厚度為15nm的N型微晶硅層3 ；4、在基片I正面采用PECVD工藝沉積材料為非晶硅薄膜的第一本征層4，厚度為7nm,并鈍化第一本征層4的表面,減少表面復(fù)合速率；
5、在第一本征層4的表面重摻雜一層厚度為15nm P型微晶硅層5 ；6、繼續(xù)在P型微晶硅層5表面采用PECVD工藝沉積一層非晶二氧化硅層6 ；7、在非晶二氧化硅層6的表面采用PECVD工藝依次沉積厚度為IOnm的N型非晶硅層7、厚度為125nm材料為非晶硅薄膜的第二本征層8以及厚度為15nmP型非晶硅層9 ；8、在上述電池主體結(jié)構(gòu)完成后，采用濺射方式，分別在N型微晶硅層3和P型非晶娃層9的外表面上沉積厚度為80nm的透明導(dǎo)電膜10 ；9、最后用低溫漿料在所述透明導(dǎo)電膜10的表面分別采用絲網(wǎng)印刷方式印刷銀漿層11，形成雙面型發(fā)電的疊層太陽電池結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述的非晶硅薄膜-P型晶體硅疊層太陽電池，由于選用P型晶體硅作為電池吸收層的基片1，因此可以大量的吸收光子，而且P型硅相對N型硅來說，原料易得，有利于降低生產(chǎn)成本。非晶硅薄膜和晶體硅電池的內(nèi)部串聯(lián)，兩者開壓相加，進一步地提高了該·結(jié)構(gòu)電池的開路電壓。由于非晶二氧化硅層6處于該電池結(jié)構(gòu)的中間位置，當(dāng)光線到達該非晶二氧化硅層6界面時，可以反射回一部分光，重新被材料為非晶硅薄膜的本征層吸收，從而可以減少本征層的厚度，有益于降低光致衰退效應(yīng)，提高電池的轉(zhuǎn)化效率。同時由于薄膜硅和晶體硅的光學(xué)帶隙和禁帶寬度的不同，吸收系數(shù)和截止波長的不同，因而可以更充分地吸收對太陽光譜的能量，提高對太陽光能量的利用率。上述非晶硅薄膜材料為常規(guī)的PECVD (等離子體化學(xué)氣相沉積)工藝沉積獲得。PECVD沉積非晶硅氧時，需控制沉積時的功率密度為20-200mV/cm2，氧在非晶硅中的原子含量低于30%。上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種非晶硅薄膜-P型晶體硅疊層太陽電池，包括材質(zhì)為P型晶體硅的基片(1)，其特征是所述基片(I)的背面依次設(shè)有非晶硅本征層(2)、N型微晶硅層(3)，基片(I)的正面依次設(shè)有第一本征層(4)、P型微晶娃層(5)、非晶二氧化娃層(6)、N型非晶娃層(7)、第二本征層(8)以及P型非晶硅層(9)，N型微晶硅層(3)和P型非晶硅層(9)的外表面上分別設(shè)有透明導(dǎo)電膜(10)，在所述透明導(dǎo)電膜(10)上分別設(shè)有銀漿層(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非晶硅薄膜-P型晶體硅疊層太陽電池，其特征是所述基片(O的厚度為75 85 μ m，非晶硅本征層(2)的厚度為5 8nm，N型微晶硅層(3)的厚度為10 20nm,第一本征層(4)的厚度為5 8nm, P型微晶娃層(5)的厚度為10 20nm,N型非晶硅層(7)的厚度為5 15nm，第二本征層(8)的厚度為50 200nm，P型非晶硅層(9)的厚度為10 20nm，透明導(dǎo)電膜(10)的厚度為60 lOOnm。
3.—種權(quán)利要求I所述的非晶硅薄膜-P型晶體硅疊層太陽電池的制造工藝，其特征是包括以下步驟 .1、選擇P型晶體硅作為基片(1)，對基片(I)采用RCA清洗和制絨； .2、在基片(I)背面采用PECVD工藝沉積材料為非晶硅薄膜的非晶硅本征層(2)，厚度為5 8nm,并鈍化非晶娃本征層(2)的表面； .3、在非晶硅本征層(2)表面沉積N型微晶硅層(3)，厚度為10 20nm； .4、在基片(I)正面采用PECVD工藝沉積材料為非晶硅薄膜的第一本征層(4)，厚度為.5 8nm,并鈍化第一本征層(4)的表面； .5、在第一本征層(4)的表面重摻雜一層P型微晶硅層(5)，厚度為10 20nm; .6、在P型微晶娃層(5)表面沉積非晶二氧化娃層(6)； .7、在非晶二氧化硅層(6)的表面采用PECVD工藝依次沉積厚度為5 15nm的N型非晶硅層(7)、厚度為50 200nm材料為非晶硅薄膜的第二本征層(8)以及厚度為10 20nmP型非晶娃層(9); .8、在N型微晶硅層(3)和P型非晶硅層(9)的外表面上分別采用濺射方式沉積厚度為.60 IOOnm透明導(dǎo)電膜(10)； .9、用低溫漿料在所述透明導(dǎo)電膜(10)的表面分別采用絲網(wǎng)印刷方式印刷銀漿層(11)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非晶硅薄膜-P型晶體硅疊層太陽電池及制造工藝，包括材質(zhì)為P型晶體硅的基片，在基片背面依次沉積有非晶硅本征層、N型微晶硅層，基片的正面依次設(shè)有第一本征層、P型微晶硅層、非晶二氧化硅層、N型非晶硅層、第二本征層以及P型非晶硅層，N型微晶硅層和P型非晶硅層的外表面上分別設(shè)有透明導(dǎo)電膜，在所述透明導(dǎo)電膜上分別設(shè)有銀漿層。本發(fā)明采用非晶硅薄膜和晶體硅電池的內(nèi)部串聯(lián)，兩者開壓相加，進一步地提高了該結(jié)構(gòu)電池的開路電壓。P型晶體硅原料易得，有利于降低生產(chǎn)成本；光線到達非晶二氧化硅層界面時，可以反射回一部分光，重新被本征層吸收，從而可以減少本征層的厚度，降低光致衰退效應(yīng)，提高電池的轉(zhuǎn)化效率。
文檔編號H01L31/076GK102842635SQ201210292308
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者包健 申請人:常州天合光能有限公司