CN101707219A - 本征隔离结构太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及太阳能电池，特别是指本征隔离结构太阳能电池及其制造方法，它依次包括铝背场/P型晶体硅衬底/本征硅薄膜/N型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜/透明导电薄膜/银栅线。和现有技术相比，本发明在本征隔离结构太阳能电池中采用铜铟镓硫或铜铟镓硒作为窗口层，通过调节其镓含量可以调节带隙宽度，并且可以调节晶格常数使其与晶体硅达到较好的晶格匹配，从而提高电池效率。

Description

本征隔离结构太阳能电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池，特别是指本征隔离结构太阳能电池及其制造方法。
背景技术
随着石油等不可再生资源的日益枯竭，太阳能等清洁、无污染的能源受到越来越大的重视，现有技术中的太阳能电池经过若干年的发展，已经逐渐发展应用，并且其优势也逐渐凸显出来。
现有的铜铟镓硒或铜铟镓硫薄膜太阳能电池是在20世纪80年代后期开发出来的新型太阳能电池，由于铜铟镓硫材料或铜铟镓硒材料可以通过调节镓的含量来调节其带隙和晶格常数，如果用于硅太阳能电池，将可达到与晶体硅较好的晶格匹配，又可调节带隙宽度，从而提高电池效率，但现有技术中还未见有这种报道。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点，提供一种采用铜铟镓硫或铜铟镓硒作为窗口层的本征隔离结构太阳能电池及其制造方法。
本发明主要基于如下原理：
铜铟镓硫材料或者铜铟镓硒材料的带隙和晶格常数可以通过调节镓的含量来调节，通过调节镓的含量可以调节并优化窗口层的带隙，避免了同质结太阳电池中的“死层”，可以让更多的光透进基区层，从而达到提高效率的目的。不但如此，调节镓的含量还可以调节铜铟镓硫或铜铟镓硒的晶格常数使之达到与晶体硅匹配的效果，较好的实现异质结节界面的钝化。
本发明采用如下技术方案：
本征隔离结构太阳能电池，它依次包括铝背场/P型晶体硅衬底/本征硅薄膜/N型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜/透明导电薄膜/银栅线。
所述P型晶体硅由冶金法制得。
所述本征硅薄膜为本征非晶硅薄膜或本征微晶硅薄膜。
前述本征隔离结构太阳能电池的制造方法，包括如下步骤：
步骤一，采用PECVD工艺在P型晶体硅衬底上沉积本征硅薄膜；
步骤二，在本征硅薄膜层上采用共蒸发技术沉积N型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜；
步骤三，在N型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜上采用溅射技术沉积透明导电薄膜；
步骤四，采用溅射或蒸发镀膜的方法在P型晶体硅背面制作铝背场；
步骤五，采用丝网印刷的方法在透明导电薄膜上制作Ag电极并烘烤。
本征隔离结构太阳能电池，它依次包括铝背场/N型晶体硅衬底/本征硅薄膜/P型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜/透明导电薄膜/银栅线。
所述N型晶体硅由冶金法制得。
所述本征硅薄膜为本征非晶硅薄膜或本征微晶硅薄膜。
前述本征隔离结构太阳能电池的制造方法，包括如下步骤：
步骤一，采用PECVD工艺在N型晶体硅衬底上沉积本征硅薄膜；
步骤二，在本征硅薄膜层上采用共蒸发技术沉积P型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜；
步骤三，在P型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜上采用溅射技术沉积透明导电薄膜；
步骤四，采用溅射或蒸发镀膜的方法在N型晶体硅背面制作铝背场；
步骤五，采用丝网印刷的方法在透明导电薄膜上制作Ag电极并烘烤。
由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
一，本发明在本征隔离结构太阳能电池中采用铜铟镓硫或铜铟镓硒作为窗口层，通过调节其镓含量可以调节带隙宽度，并且可以调节晶格常数使其与晶体硅达到较好的晶格匹配，从而提高电池效率；
二，本发明的晶体硅衬底可由冶金法制得，改变了传统电池的结构，克服了由冶金法材料制造的太阳能电池的反向电流大和效率较低的缺点，使得低成本的冶金法硅材料电池得以大规模应用。
附图说明
图1为本发明本征隔离结构太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一
参照图1，本发明的本征隔离结构太阳能电池，依次包括铝背场1/P型晶体硅衬底2/本征硅薄膜3/N型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜4/透明导电薄膜5/银栅线6。其中P型晶体硅由冶金法制得，本征硅薄膜为本征非晶硅薄膜或本征微晶硅薄膜。其中P型晶体硅衬底的厚度100-300μm，电阻率0.2-3Ωcm，本征硅薄膜的厚度为1-20nm，N型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜的厚度为5-100nm，透明导电薄膜的厚度为80-200nm。其中，P型晶体硅可采用CZ单晶硅片或多晶硅片。
本发明的本征隔离结构太阳能电池在制造时，包括如下步骤：
步骤一，采用PECVD工艺在表面织构化的P型晶体硅衬底上沉积本征硅薄膜；
步骤二，在本征硅薄膜层上采用共蒸发技术沉积N型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜；
步骤三，在N型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜上采用溅射技术沉积透明导电薄膜；
步骤四，采用溅射或蒸发镀膜的方法在P型晶体硅背面制作铝背场；
步骤五，采用丝网印刷的方法在透明导电薄膜上制作Ag电极并烘烤。
本发明的本征隔离结构太阳能电池，通过调节铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜中镓的含量可以调节并优化铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜的带隙，避免同质结太阳能电池中的“死层”，可以让更多的光透进基区层，从而达到提高电池效率的目的。另外，通过调节镓的含量，可以调节铜铟镓硫的晶格常数，使之达到与晶体硅匹配的效果，较好的实现异质结节界面的钝化。
具体实施方式二
本发明的本征隔离结构太阳能电池，依次包括铝背场/N型晶体硅衬底/本征硅薄膜/P型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜/透明导电薄膜/银栅线.其中N型晶体硅由冶金法制得，本征硅薄膜为本征非晶硅薄膜或本征微晶硅薄膜.其中N型晶体硅衬底的厚度100-300μm，电阻率0.2-3Ωcm，本征硅薄膜的厚度为1-20nm，P型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜的厚度为5-100nm，透明导电薄膜的厚度为80-200nm.其中，N型晶体硅可采用CZ单晶硅片或多晶硅片.
本发明的本征隔离结构太阳能电池在制造时，包括如下步骤：
步骤一，采用PECVD工艺在表面织构化的N型晶体硅衬底上沉积本征硅薄膜；
步骤二，在本征硅薄膜层上采用共蒸发技术沉积P型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜；
步骤三，在P型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜上采用溅射技术沉积透明导电薄膜；
步骤四，采用溅射或蒸发镀膜的方法在N型晶体硅背面制作铝背场；
步骤五，采用丝网印刷的方法在透明导电薄膜上制作Ag电极并烘烤。
上述仅为本发明的两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (8)

1.本征隔离结构太阳能电池，其特征在于：它依次包括铝背场/P型晶体硅衬底/本征硅薄膜/N型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜/透明导电薄膜/银栅线。
2.如权利要求1所述的本征隔离结构太阳能电池，其特征在于：所述P型晶体硅由冶金法制得。
3.如权利要求1所述的本征隔离结构太阳能电池，其特征在于：所述本征硅薄膜为本征非晶硅薄膜或本征微晶硅薄膜。
4.如权利要求1或2或3所述的本征隔离结构太阳能电池的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，采用PECVD工艺在P型晶体硅衬底上沉积本征硅薄膜；
步骤二，在本征硅薄膜层上采用共蒸发技术沉积N型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜；
步骤三，在N型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜上采用溅射技术沉积透明导电薄膜；
步骤四，采用溅射或蒸发镀膜的方法在P型晶体硅背面制作铝背场；
步骤五，采用丝网印刷的方法在透明导电薄膜上制作Ag电极并烘烤。
5.本征隔离结构太阳能电池，其特征在于：它依次包括铝背场/N型晶体硅衬底/本征硅薄膜/P型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜/透明导电薄膜/银栅线。
6.如权利要求5所述的本征隔离结构太阳能电池，其特征在于：所述N型晶体硅由冶金法制得。
7.如权利要求5所述的本征隔离结构太阳能电池，其特征在于：所述本征硅薄膜为本征非晶硅薄膜或本征微晶硅薄膜。
8.如权利要求5或6或7所述的本征隔离结构太阳能电池的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一，采用PECVD工艺在N型晶体硅衬底上沉积本征硅薄膜；
步骤二，在本征硅薄膜层上采用共蒸发技术沉积P型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜；
步骤三，在P型铜铟镓硫或铜铟镓硒薄膜上采用溅射技术沉积透明导电薄膜；
步骤四，采用溅射或蒸发镀膜的方法在N型晶体硅背面制作铝背场；
步骤五，采用丝网印刷的方法在透明导电薄膜上制作Ag电极并烘烤。
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EP2608273A3 (en) * 2011-12-23 2014-07-16 AU Optronics Corporation Solar cell having a pn hetero-junction
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