一種多晶硅薄膜太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多晶硅薄膜太陽能電池，包括具有多層結構的殼體，殼體內(nèi)最底部設有襯底，在所述襯底上依次設有減反膜、p+/n+型多晶硅籽晶層、p-/n-型多晶硅吸收層、n+/p+型a-Si：H發(fā)射層以及TCO玻璃；所述的殼體外最上端設有多個用于接觸的前電極。本實用新型采用n+/p-/p+型的基本結構單元，在發(fā)射區(qū)使用了重摻雜工藝，發(fā)射區(qū)重摻雜能夠形成頂層淺結重摻雜，大大提高了太陽能電池的能量轉換效率，節(jié)約了成本；該電池還具有結構簡單，制造工藝簡單等優(yōu)點。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于太陽能能源利用【技術領域】，特別是指一種多晶硅薄膜太陽能電 池。 -種多晶硅薄膜太陽能電池

【背景技術】
[0002] 能源短缺和環(huán)境污染是世紀人類所面臨的兩個重大問題，成為國際社會經(jīng)濟發(fā)展 的瓶頸。太陽能作為清潔無污染的可再生能源提供了解決這兩個問題的最好方案。目前， 如何研制出光電轉換效率高、壽命長、性能穩(wěn)定以及成本低廉的太陽電池已經(jīng)引起了全世 界的廣泛關注。因此，基于時代發(fā)展的需要，太陽電池具有廣闊的發(fā)展空間。
[0003] 太陽能光伏發(fā)電市場正蓬勃發(fā)展，在過去10年間，太陽電池市場每年以40%的比 例迅速增長，其中晶體硅太陽電池占據(jù)了太陽電池近90%的市場份額。晶體硅太陽電池組 件中硅晶片的成本約占太陽電池總成本的50%，即使生產(chǎn)技術不斷精進與發(fā)展！進一步大 幅降低晶體硅太陽電池的制備成本也已經(jīng)達到極限；因此，薄膜化或薄層化成為降低太陽 電池成本的主要手段和發(fā)展趨勢。薄膜太陽電池（TFSC)較晶體硅太陽電池，具有弱光性能 優(yōu)良、原材料消耗大幅降低和成本低等優(yōu)勢。并且，TFSC還可在柔性襯底上制備，具有韌性 好、可折疊、可卷曲以及可大面積生產(chǎn)等優(yōu)點，未來可應用于衣服、汽車玻璃、飛機以及建筑 物等表面。
[0004] 但是傳統(tǒng)的薄膜太陽電池存在能量轉換效率較低的問題，并且制備工藝復雜，薄 膜厚度還有待進一步壓縮。
[0005] 目前實驗室中制備出的多晶硅薄膜太陽電池的能量轉換效率已達到了 19%，但要 真正實現(xiàn)高效率低成本的多晶硅薄膜太陽電池的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，還需制備出的多晶硅薄膜 必須盡可能薄并采用廉價的襯底。 實用新型內(nèi)容
[0006] 本實用新型的目的是提供一種能量轉化高、制造工藝簡單、結構簡單、薄膜厚度 低，具有廉價玻璃襯底的多晶硅薄膜太陽能電池。
[0007] 本實用新型所述的一種多晶硅薄膜太陽能電池，包括具有多層結構的殼體，殼 體內(nèi)最底部設有襯底，在所述襯底上向上依次設有減反膜、P+/ n+型多晶硅籽晶層、p-/ η-型多晶硅吸收層、n+/ p+型a-Si :H發(fā)射層以及TC0玻璃；所述的殼體外最上端設有多 個前電極。
[0008] 進一步改進，所述的TC0玻璃由平板玻璃表面通過均勻鍍上一層透明的導電氧化 物薄膜而成。
[0009] 進一步改進，所述的襯底為玻璃襯底。
[0010] 所述的一種多晶硅薄膜太陽能電池的制備方法包括以下步驟：
[0011] 1)玻璃制絨；玻璃制絨增加了光在多晶硅薄膜中的有效光程，以致多晶硅薄膜對 光的吸收得到增強。
[0012] 2)勢壘層和減反層的沉積；勢壘層可用來阻擋襯底雜質進入多晶硅薄膜激活層， 能有效降低晶粒間界以及減少雜質缺陷；減反層可減少光入射到多晶硅薄膜時的反射，增 加薄膜對光的吸收。
[0013] 3)a-Si 層的沉積；
[0014] 4)多晶硅薄膜的制備，利用電子束蒸發(fā)晶化a-Si層得到多晶硅薄膜，或者利用 PEVCD在覆蓋了勢壘層的玻璃襯底上直接沉積多晶硅薄膜；
[0015] 5)快速熱退火或激光退火以及氫鈍化，快速退火或激光退火能大量減少晶界密度 和空間電荷區(qū)的缺陷，而氫鈍化能非常有效地鈍化各種晶界表面缺陷和體缺陷！以獲得更 高質量的多晶硅薄膜。
[0016] 6)光學限制；為了減少背表面載流子的復合和串聯(lián)電阻，利用PEVCD和鋁誘導技 術等在上表面沉積背表面電場層，并在沉積過程中進行原位摻雜。
[0017] 7)電學限制；為了減少太陽電池前后電極的電阻，利用光刻、網(wǎng)絲印刷、電子束蒸 發(fā)以及電子鍍等制備出具有歐姆接觸的前后電極。
[0018] 8)鈍化，即對太陽電池器件表面進行鈍化。
[0019] 本實用新型的有益效果在于：
[0020] 本實用新型與傳統(tǒng)的n/p型同質結電池結構不同，采用n+/p_/p+型的基本結構單 元，在發(fā)射區(qū)使用了重摻雜工藝，發(fā)射區(qū)重摻雜能夠形成頂層淺結重摻雜，大大提高了太陽 能電池的能量轉換效率，節(jié)約了成本；該電池還具有結構簡單，制造工藝簡單等優(yōu)點。使用 玻璃襯底，不但具有成本低廉、無毒害、透光性優(yōu)良、化學穩(wěn)定以及容易回收等優(yōu)點，還具有 一定的耐熱性和機械強度；制備工藝簡單，能進一步發(fā)展成更大的主動矩陣顯示屏；含TC0 的多晶硅薄膜電池結構可極大提高光生載流子的收集率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本實用新型的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0022] 如圖1所示，本實用新型所述的一種多晶硅薄膜太陽能電池，包括具有多層結構 的殼體1，殼體1內(nèi)最底部設有玻璃襯底2,在所述玻璃襯底2上向上依次設有減反膜3、p+/ n+型多晶硅籽晶層4、p-/ η-型多晶硅吸收層5、n+/ p+型a-Si :H發(fā)射層6以及TC0玻 璃7 ;所述的殼體1外最上端設有多個用于接觸的前電極8。
[0023] 所述的TC0玻璃7由平板玻璃表面通過均勻鍍上一層透明的導電氧化物薄膜而 成。
[0024] 本實用新型采用n+/p_/p+型的基本結構單元，在發(fā)射區(qū)使用了重摻雜工藝，發(fā)射 區(qū)重摻雜能夠形成頂層淺結重摻雜，大大提高了太陽能電池的能量轉換效率，節(jié)約了成本； 該電池還具有結構簡單，制造工藝簡單等優(yōu)點。使用玻璃襯底，不但具有成本低廉、無毒害、 透光性優(yōu)良、化學穩(wěn)定以及容易回收等優(yōu)點，還具有一定的耐熱性和機械強度；制備工藝簡 單，能進一步發(fā)展成更大的主動矩陣顯示屏；含TC0的多晶硅薄膜電池結構可極大提高光 生載流子的收集率。
[0025] 所述的一種多晶硅薄膜太陽能電池的制備方法包括以下步驟：
[0026] 1)玻璃制絨；玻璃制絨增加了光在多晶硅薄膜中的有效光程，以致多晶硅薄膜對 光的吸收得到增強。
[0027] 2)勢壘層和減反層的沉積；勢壘層可用來阻擋襯底雜質進入多晶硅薄膜激活層， 能有效降低晶粒間界以及減少雜質缺陷；減反層可減少光入射到多晶硅薄膜時的反射，增 加薄膜對光的吸收。
[0028] 3)a_Si 層的沉積；
[0029] 4)多晶硅薄膜的制備，利用電子束蒸發(fā)晶化a-Si層得到多晶硅薄膜，或者利用 PEVCD在覆蓋了勢壘層的玻璃襯底上直接沉積多晶硅薄膜；
[0030] 5)快速熱退火或激光退火以及氫鈍化，快速退火或激光退火能大量減少晶界密度 和空間電荷區(qū)的缺陷，而氫鈍化能非常有效地鈍化各種晶界表面缺陷和體缺陷！以獲得更 高質量的多晶硅薄膜。
[0031] 6)光學限制；為了減少背表面載流子的復合和串聯(lián)電阻，利用PEVCD和鋁誘導技 術等在上表面沉積背表面電場層，并在沉積過程中進行原位摻雜。
[0032] 7)電學限制；為了減少太陽電池前后電極的電阻，利用光刻、網(wǎng)絲印刷、電子束蒸 發(fā)以及電子鍍等制備出具有歐姆接觸的前后電極。
[0033] 8 )鈍化，即對太陽電池器件表面進行鈍化。
[0034] 本實用新型提供了一種多晶硅薄膜太陽能電池，以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選 實施方法，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前 提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種多晶娃薄膜太陽能電池，其特征在于，包括具有多層結構的殼體（1)，殼體內(nèi) 最底部設有襯底（2)，在所述襯底（2)上向上依次設有減反膜（3)、p+/n+型多晶硅籽晶層 (4)、p-/n-型多晶硅吸收層（5)、n+/p+型a-Si :H發(fā)射層（6)以及TCO玻璃（7);所述的殼 體外最上端設有多個前電極（8 )。
2. 根據(jù)權利要求1所述的多晶硅薄膜太陽能電池，其特征在于，所述的TCO玻璃（7)由 平板玻璃表面通過均勻鍍上一層透明的導電氧化物薄膜而成。
3. 根據(jù)權利要求1所述的多晶硅薄膜太陽能電池，其特征在于，所述的襯底（2)為玻璃 襯底。
【文檔編號】H01L31/0445GK203883020SQ201420271414
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月26日 優(yōu)先權日:2014年5月26日
【發(fā)明者】徐偉, 沈啟群 申請人:無錫中能晶科新能源科技有限公司