雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池，可用于光伏發(fā)電。
【背景技術(shù)】
[0002]異質(zhì)結(jié)太陽能電池不同于傳統(tǒng)的太陽能電池，其PN結(jié)不是通過在硅襯底上摻入II1、V族元素而形成的，而是在硅襯底上直接形成一層厚度為幾十到幾百納米不同材料的N型或者P型薄膜而形成。由于PN結(jié)兩側(cè)的材料有著質(zhì)的差別，因此，采用上述結(jié)構(gòu)形成的太陽能電池稱為異質(zhì)結(jié)太陽能電池。異質(zhì)結(jié)太陽能電池具有高轉(zhuǎn)化效率，工藝簡單及光穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在光伏領(lǐng)域具有很大的前景。
[0003]現(xiàn)有的異質(zhì)結(jié)太陽能電池通常采用單結(jié)單面結(jié)構(gòu)，剖面如圖2所示。其結(jié)構(gòu)自上而下分別為:正面電極1、增透膜2、P型非晶硅層3、本征非晶硅層4、N型硅襯底5、背面電極6。其中由于只有P型非晶硅層3、本征非晶硅層4和N型硅襯底5構(gòu)成一個異質(zhì)結(jié)。當光入射電池時，被換能機構(gòu)吸收的光能十分有限；并且此結(jié)構(gòu)由于各層材料禁帶寬度不同，會使界面上產(chǎn)生許多懸掛鍵，增加界面態(tài)密度，從而影響異質(zhì)結(jié)太陽能電池的載流子輸運、光電特性及發(fā)光性能效率。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池，以解決現(xiàn)有單異質(zhì)結(jié)太陽能光電轉(zhuǎn)換效率低，電池界面缺陷密度大的問題，提高了異質(zhì)結(jié)太陽能電池的性能。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型包括正面電極1，正面增透膜2、P型摻雜非晶硅層3、正面本征非晶娃層4、N型摻雜娃襯底5和背面電極9，其特征在于:在N型摻雜娃襯底5與背面電極9之間自上而下依次增設(shè)有背面本征非晶硅層6、N型摻雜非晶硅層7、背面增透膜8，該N型摻雜硅襯底5、背面本征非晶硅層6和N型摻雜非晶硅層7三者構(gòu)成另一背面異質(zhì)結(jié)。
[0006]作為優(yōu)選，所述的正面本征非晶硅層4和背面非晶硅層6厚度均為20?40nm。
[0007]作為優(yōu)選，所述的N型摻雜硅襯底5的厚度為200-400 μ m。
[0008]作為優(yōu)選，所述的N型摻雜非晶硅層7的厚度為50?70nm。
[0009]作為優(yōu)選，所述的正面電極I和背面電極9采用厚度為5?10 μπι的金屬銀。
[0010]作為優(yōu)選，所述的P型摻雜非晶硅層3的厚度為50?70nm。
[0011]作為優(yōu)選，所述的正面增透膜2和背面增透膜8采用厚度均為10-15nm的氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜。
[0012]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0013]1.雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)有利于降低界面缺陷，改善對光生少數(shù)載流子的收集，從而提高到了太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
[0014]2.太陽能電池采用正面氧化鋅透明導(dǎo)電層使直射太陽光變?yōu)樯⑸涔猓子诒晃?，同時具有很好的導(dǎo)電性。
[0015]3.由于采用雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，能夠保證進入電池內(nèi)部的入射光被充分吸收，從而提高光電轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是現(xiàn)有異質(zhì)結(jié)太陽能電池剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]參照圖1，本實用新型給出如下三實施例:
[0019]實施例1:
[0020]本實例的太陽能電池自上而下包括正面電極1，正面增透膜2、P型摻雜非晶硅層3、正面本征非晶硅層4、N型摻雜硅襯底5、背面本征非晶硅層6、N型摻雜非晶硅層7、背面增透膜8、背面電極9。P型摻雜非晶硅層3、正面非晶硅層4和N型摻雜硅襯底5構(gòu)成正面的異質(zhì)結(jié)；N型摻雜硅襯底5、背面非晶硅層6和N型摻雜非晶硅層7構(gòu)成了背面的異質(zhì)結(jié)。其中，所述正面電極I和背面電極9均采用厚度為5 μπι的金屬銀；所述正面增透膜2和背面增透膜8均采用厚度為1nm的氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜；所述P型摻雜非晶硅層3的厚度為50nm ;所述正面本征非晶娃層4和背面非晶娃層6厚度均為20nm ;所述N型摻雜娃襯底5的厚度為200 μ m ;所述N型摻雜非晶硅層7的厚度為50nm。
[0021]實施例2:
[0022]本實例的太陽能電池結(jié)構(gòu)與實施例1相同，即采用雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，其參數(shù)變化如下:
[0023]正面電極I和背面電極9采用厚度為8 μ m的金屬銀；正面增透膜2和背面增透膜8均采用厚度為13nm的氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜；P型摻雜非晶硅層3的厚度為60nm ;正面本征非晶硅層4和背面非晶硅層6厚度均為30nm ；N型摻雜硅襯底5厚度為300 ym；N型摻雜非晶硅層7的厚度為60nmo
[0024]實施例3:
[0025]本實例的太陽能電池結(jié)構(gòu)與實施例1相同，即采用雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，其參數(shù)變化如下:
[0026]正面電極I和背面電極9采用厚度為10 μπι的金屬銀；正面增透膜2和背面增透膜8均采用厚度為15nm的氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜；P型摻雜非晶硅層3的厚度為70nm ;正面本征非晶硅層4和背面非晶硅層6厚度均為40nm ；N型摻雜硅襯底5厚度為400 ym；N型摻雜非晶硅層7的厚度為70nmo
[0027]上述雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池，其制備步驟如下:
[0028]第一步，清洗厚度為200-400 μπι的N型摻雜硅襯底5。
[0029]第二步，加熱濃度為15% — 30%的KOH溶液至65_70°C，浸泡N型摻雜硅襯底5去除其表面機械損傷。
[0030]第三步，采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積PECVD工藝在N型摻雜硅襯底5正面和背面分別淀積厚度均為20-40nm的正面本征非晶硅層4和背面本征非晶硅層6。
[0031]第四步，采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積PECVD工藝在正面本征非晶硅層4上淀積厚度為50-70nm的P型摻雜非晶硅層3。
[0032]第五步，在P型摻雜非晶硅層3上采用磁控濺射沉積厚度為10?15nm的氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜，作為正面增透膜2。
[0033]第六步，在正面增透膜2上采用電子束蒸發(fā)工藝沉積厚度為5-10 μπι的金屬銀并刻蝕形成正面電極I。
[0034]第七步，采用等離子體增強化學(xué)氣相沉積PECVD工藝在背面本征非晶硅層6上淀積厚度為50-70nmN型摻雜非晶硅層7。
[0035]第八步，在N型非晶硅層7上采用磁控濺射沉積厚度為10-15nm的氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜膜，作為背面增透膜8。
[0036]第九步，在背面增透膜I表面采用電子束蒸發(fā)工藝沉積厚度為5-10 μπι的金屬銀形成太陽能電池的背面電極9，至此一種雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池制備完成。
[0037]本實用新型不僅增大了電池對光吸收利用，同時減小了異質(zhì)結(jié)界面的缺陷態(tài)密度，從而提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
【主權(quán)項】
1.一種雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池，包括正面電極(1)，正面增透膜(2)、P型摻雜非晶硅層(3)、正面本征非晶硅層(4)、N型摻雜硅襯底(5)和背面電極(9)，其特征在于:在N型摻雜硅襯底(5)與背面電極(9)之間自上而下依次增設(shè)有背面本征非晶硅層^)、N型摻雜非晶硅層(7)、背面增透膜(8)，該N型摻雜硅襯底(5)、背面本征非晶硅層(6)和N型摻雜非晶硅層(7)三者構(gòu)成另一背面異質(zhì)結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池，其特征在于:正面本征非晶硅層(4)和背面非晶娃層(6)的厚度均為20?40nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池，其特征在于:N型摻雜硅襯底(5)的厚度為200-400 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池，其特征在于:N型摻雜非晶硅層(7)的厚度為50?70nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池，其特征在于:正面增透膜(2)和背面增透膜⑶均采用10-15nm的氧化鋅透明導(dǎo)電薄膜材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池，其特征在于:P型摻雜非晶硅層(3)的厚度為50?70nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池，其特征在于:正面電極(I)和背面電極(9)均采用厚度為5?1ym金屬銀。
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙異質(zhì)結(jié)雙面太陽能電池。其由上到下依次為正面電極(1)，正面增透膜(2)、P型摻雜非晶硅層(3)、正面本征非晶硅層(4)、N型摻雜硅襯底(5)、背面本征非晶硅層(6)、N型摻雜非晶硅層(7)、背面增透膜(8)、背面電極(9)。其中P型摻雜非晶硅層(3)、正面非晶硅層(4)和N型摻雜硅襯底(5)構(gòu)成正面的異質(zhì)結(jié)；N型摻雜硅襯底(5)、背面本征非晶硅層(6)和N型摻雜非晶硅層(7)三者構(gòu)成另一背面異質(zhì)結(jié)。本實用新型通過層疊兩個不同能帶結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)，提高了太陽能電池對光的吸收利用，減小界面缺陷態(tài)密度，提高對載流子收集，改善了太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，可用于光伏發(fā)電。
【IPC分類】H01L31-0725, H01L31-0747, H01L31-0216, H01L31-0224
【公開號】CN204315606
【申請?zhí)枴緾N201520041808
【發(fā)明人】董鵬, 郭輝, 黃海栗, 苗東銘, 胡彥飛, 張玉明
【申請人】中電投西安太陽能電力有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月21日