CN102136517A - 一种晶体硅异质结叠层太阳电池及其制作方法 - Google Patents

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周金莲
张磊
高振华
方超
陶玮
喻龙
童朝俊
刘阳
孙娜娜
刘星
周恩哲
丁开顺
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Abstract

本发明公开了一种新型的晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，用单晶硅片为主体材料，在正面和背面分别沉积非晶SiC薄膜和非晶Ge薄膜，再在两面上分别沉积透明导电薄膜构成电极，最后采用丝网印刷形成正、背面的栅电极汇集光生电流。非晶SiC薄膜和非晶Ge薄膜的沉积工艺是热丝化学气相沉积技术，该工艺具有高速、高质量沉积薄膜的优点，适合大规模产业化生产。

Description

一种晶体硅异质结叠层太阳电池及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种新型的晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，属于太阳能、微电子和太阳电池制造工业。
背景技术
采用非晶硅和晶硅结合获得的异质结太阳电池已获得极大地成功，2010年，日本三洋电子的晶硅异质结太阳电池(HIT太阳电池)最高效率已经达到23％。理论分析，晶硅太阳电池的效率可以达到29％，可见，电池的效率还有一定的提高空间。除了硅材料本身的质量导致的载流子复合、少子寿命降低，进而影响了电池效率的因素之外，这类异质结太阳电池的效率损失主要发生在正背面的非晶硅薄膜中、以及非晶硅薄膜与晶硅的交界面上。如果要进一步提高效率，必须要优化正、背面的非晶薄膜，包括选择更合适的光学禁带宽度和电学迁移率等。
中国发明专利ZL200410052858.9公布了采用该技术制备出非晶硅和晶体硅异质结太阳电池的成果。但该专利仅仅采用了非晶硅薄膜与晶体硅形成异质结的结构，没有深入地考虑如何利用好光波波长的长波段和短波段的光子。本专利是对专利ZL200410052858.9的一个补充，采用了不同光学禁带宽度的材料与晶体硅构成异质结太阳电池，实现更宽的光谱响应，达到提高太阳电池效率的最终目的。
实现本专利所描述的非晶和晶体硅异质结结构，同样可以采用中国发明专利ZL200410052858.9所公布的技术，就是热丝化学气相沉积，但也可以采用传统的等离子增强化学气相沉积技术。相比而言，热丝化学气相沉积更具优势，因为它可以实现高速高质量沉膜的大规模生产的目标。
发明内容
本发明目的在于提供一种新型的晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，解决和补充现有技术的不足和缺陷。
本发明采用如下技术方案：
晶体硅异质结叠层太阳电池，包括有晶体硅原片，其特征在于所述的晶体硅原片的正、背面分别沉积有本征非晶硅薄膜，所述的本征非晶硅薄膜的表面分别沉积有重掺杂P型SiC薄膜、重掺杂非晶Ge薄膜，并分别形成异质结，重掺杂P型SiC薄膜、重掺杂非晶Ge薄膜的表面分别沉积有透明导电薄膜，所述的透明导电薄膜上分别制备有正、背面电极。
一种晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，包括以下步骤：
(1)选取晶体硅原片，经清洗、减薄和表面制绒处理；
(2)在真空腔中，正、背面沉积本征非晶硅薄膜；
(3)在正面的本征非晶硅薄膜上，沉积重掺杂P型SiC薄膜；
(4)将背面翻到朝上，在背面的本征非晶硅薄膜上沉积一层重掺杂非晶Ge薄膜；
(5)在晶体硅的正面和背面分别沉积透明导电薄膜；
(6)在透明导电薄膜上制备正、背面电极。
新型的晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，所述的透明导电薄膜作为透明导电电极，材料可以是ITO，即掺锡的氧化铟薄膜，或者采用掺铝氧化锌薄膜。
新型的晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，是采用物理法，或者化学气相沉积沉积法制备。
新型的晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，所述的的SiC薄膜和Ge薄膜，是采用化学气相沉积法制备。
新型的晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，所述的正、背面电极采用丝网印刷技术在透明导电薄膜上印刷低温银浆，然后放入隧道炉烧结而成。
本发明的有益效果：
本发明采用多晶硅材料制备晶体硅非晶硅薄膜异质结太阳电池，目前世界上还没有该类电池的大规模生产和销售。采用能带工程技术，和宽带隙和窄带隙的碳-硅-锗元素的合金薄膜材料，运用量子阱的能带工程技术降低光学的有效带宽，拓宽太阳电池的光谱响应宽度，使电池的长波端的光谱响应阈值从晶体硅的900nm延长到红外2000nm，短波端的光谱响应阈值也从360nm扩展到320nm。
附图说明
图1为本发明的电池结构图。
1、晶体硅原片2和4、本征非晶硅薄膜3、高掺杂p型非晶SiC薄膜5、高掺杂的非晶Ge薄膜6和7、分别为透明导电薄膜8和9、分别为两个面的栅线电极。
图2为本发明的工艺流程图。
具体实施方式：
晶体硅异质结叠层太阳电池，包括有晶体硅原片1，晶体硅原片1的正、背面分别沉积有本征非晶硅薄膜2、4，本征非晶硅薄膜2、4的表面分别沉积有高掺杂P型SiC薄膜3、高掺杂非晶Ge薄膜5，并分别形成异质结，高掺杂P型SiC薄膜3、高掺杂非晶Ge薄膜5的表面分别沉积有透明导电薄膜6、7，所述的透明导电薄膜上分别制备有正、背面栅线电极8、9。
具体的工艺步骤如图2所示，第一步，化学减薄、清洗硅原片，在硅原片表面腐蚀形成陷光结构——金字塔绒面；第二步，在真空腔中，正、背面沉积本征非晶硅薄膜(10nm厚)2和4，第三步，在本征非晶硅薄膜上，沉积掺杂的低阻高掺杂P型SiC薄膜3；第四步，将背面翻到朝上，在本征非晶硅薄膜上沉积一层低阻高掺杂非晶Ge薄膜5；第五步，在两面上分别沉积一层厚80nm的透明导电薄膜6和7，如ITO，或ZAO。最后一步，采用丝网印刷工艺在透明导电薄膜上形成正、背面栅线电极8和9，再通过低温烧结工艺与透明导电薄膜形成欧姆接触，完成全部工艺程序。
本发明专利用单晶硅片为主体材料，在正面沉积禁带宽度大于1.14eV的非晶SiC薄膜3，和在背面沉积禁带宽度小于1.14eV的非晶Ge薄膜5。
由于非晶硅薄膜2和4的禁带宽度为1.6eV，也就是说，非晶硅可以阻挡部分波长小于700nm的光子入射到晶硅材料中。而非晶SiC薄膜3的禁带宽度为2.5eV，如果采用这样的宽禁带(2.5eV)的非晶SiC薄膜3，可将这个限制从700nm往短波的方向推进到490nm。
在背面也还可以沉积禁带宽度小于1.6eV的非晶锗G薄膜5，非晶锗G薄膜5的禁带宽度小到1.1eV，其对波长在800nm到1120nm的红外光具有部分吸收，通过这样的结构设计，最终改善红外波段的光谱响应。

Claims (6)

1.晶体硅异质结叠层太阳电池，包括有晶体硅原片，其特征在于：所述的晶体硅原片的正、背面分别沉积有本征非晶硅薄膜，所述的本征非晶硅薄膜的表面分别沉积有重掺杂P型SiC薄膜、重掺杂非晶Ge薄膜，并分别形成异质结，重掺杂P型SiC薄膜、重掺杂非晶Ge薄膜的表面分别沉积有透明导电薄膜，所述的透明导电薄膜上分别制备有正、背面电极。
2.一种晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)选取晶体硅原片，经清洗、减薄和表面制绒处理；
(2)在真空腔中，正、背面沉积本征非晶硅薄膜；
(3)在正面的本征非晶硅薄膜上，沉积重掺杂P型SiC薄膜；
(4)将背面翻到朝上，在背面的本征非晶硅薄膜上沉积一层重掺杂非晶Ge薄膜；
(5)在晶体硅的正面和背面分别沉积透明导电薄膜；
(6)在透明导电薄膜上制备正、背面电极。
3.根据权利要求2所述的新型的晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，其特征在于所述的透明导电薄膜作为透明导电电极，材料可以是ITO，即掺锡的氧化铟薄膜，或者采用掺铝氧化锌薄膜。
4.根据权利要求2所述的新型的晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，其特征在于是采用物理法，或者化学气相沉积沉积法制备。
5.根据权利要求2所述的新型的晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，其特征在于所述的的SiC薄膜和Ge薄膜，是采用化学气相沉积法制备。
6.根据权利要求2所述的新型的晶体硅异质结叠层太阳电池制作方法，其特征在于所述的正、背面电极采用丝网印刷技术在透明导电薄膜上印刷低温银浆，然后放入隧道炉烧结而成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102435596A (zh) * 2011-09-08 2012-05-02 中国科学院研究生院 热丝化学气相沉积过程中光发射谱的测试方法及其装置
CN105374888A (zh) * 2015-11-24 2016-03-02 新奥光伏能源有限公司 一种太阳能电池的低温银浆栅线的制备方法及电池和组件

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63143877A (ja) * 1986-12-08 1988-06-16 Hitachi Ltd アモルフアス太陽電池
CN1588649A (zh) * 2004-07-15 2005-03-02 上海交通大学 硅薄膜异质结太阳电池的制备方法
CN1812136A (zh) * 2005-12-01 2006-08-02 上海交通大学 二氧化锡薄膜与硅异质结太阳电池
CN101246926A (zh) * 2007-02-14 2008-08-20 北京行者多媒体科技有限公司 非晶硼碳合金及其光伏应用
CN201130669Y (zh) * 2007-03-09 2008-10-08 宁波杉杉尤利卡太阳能科技发展有限公司 两面光照的hit太阳电池
CN101632180A (zh) * 2007-02-08 2010-01-20 无锡尚德太阳能电力有限公司 混合硅太阳电池及其制造方法
CN101694853A (zh) * 2009-10-21 2010-04-14 中国科学技术大学 ZnO/SiC/Si异质结太阳能电池及其制备方法
US20100236613A1 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 Jong-Jan Lee Single Heterojunction Back Contact Solar Cell

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63143877A (ja) * 1986-12-08 1988-06-16 Hitachi Ltd アモルフアス太陽電池
CN1588649A (zh) * 2004-07-15 2005-03-02 上海交通大学 硅薄膜异质结太阳电池的制备方法
CN1812136A (zh) * 2005-12-01 2006-08-02 上海交通大学 二氧化锡薄膜与硅异质结太阳电池
CN101632180A (zh) * 2007-02-08 2010-01-20 无锡尚德太阳能电力有限公司 混合硅太阳电池及其制造方法
CN101246926A (zh) * 2007-02-14 2008-08-20 北京行者多媒体科技有限公司 非晶硼碳合金及其光伏应用
CN201130669Y (zh) * 2007-03-09 2008-10-08 宁波杉杉尤利卡太阳能科技发展有限公司 两面光照的hit太阳电池
US20100236613A1 (en) * 2009-03-17 2010-09-23 Jong-Jan Lee Single Heterojunction Back Contact Solar Cell
CN101694853A (zh) * 2009-10-21 2010-04-14 中国科学技术大学 ZnO/SiC/Si异质结太阳能电池及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102435596A (zh) * 2011-09-08 2012-05-02 中国科学院研究生院 热丝化学气相沉积过程中光发射谱的测试方法及其装置
CN105374888A (zh) * 2015-11-24 2016-03-02 新奥光伏能源有限公司 一种太阳能电池的低温银浆栅线的制备方法及电池和组件
CN105374888B (zh) * 2015-11-24 2018-01-12 新奥光伏能源有限公司 一种太阳能电池的低温银浆栅线的制备方法及电池和组件

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