CN102522446A - 一种hit太阳电池结构及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种HIT太阳电池结构及其制作方法，在N型硅衬底的正反面首先热氧化SiO2层做为掩膜；在正面SiO2层上进行开孔；在正面依次沉积本征非晶硅层、P型非晶硅层；之后沉积AL2O3薄膜；在AL2O3薄膜上开孔；然后沉积透明导电薄膜作为窗口层；最后再采用浆料丝网印刷Ag栅极；在电池的背面，首先仍然是对SiO2层开孔，然后依次沉积本征非晶硅层、N型非晶硅层，然后沉积透明导电薄膜；最后再丝网印刷Ag栅极，从而形成一个完整的电池器件。本发明的有益效果是：与三洋的HIT电池相比，本发明的HIT电池简化了清洗工艺，利于实现产业化。且能有效地降低表面复合速率，提高电池效率。

Description

一种HIT太阳电池结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种HIT太阳电池结构及其制作方法。
背景技术
现有的HIT太阳电池对硅片的清洁度要求很高，需要经过去损伤层、清洗制绒和化学抛光等步骤，清洗过程繁杂，且直接在硅片上上生长硅薄膜容易形成外延硅。此外，在采用磁控溅射方法沉积透明导电膜TCO时，会对a-si:H薄膜表面造成一定损伤，使得界面处存在大量缺陷，形成复合中心，影响电池效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种HIT太阳电池结构及其制作方法，优化太阳电池的制作工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种HIT太阳电池结构，在N型硅衬底的正反面具有SiO2层，在正反面的SiO2层上设置开孔，在正面的SiO2层上依次沉积本征非晶硅层和P型非晶硅层，本征非晶硅层和P型非晶硅层通过SiO2层上的开孔与N型硅衬底构成PN结，在P型非晶硅层上具有透明导电薄膜，在透明导电薄膜上设置栅极，在反面的SiO2层上依次沉积本征非晶硅层和N型非晶硅层，本征非晶硅层和N型非晶硅层通过SiO2层上的开孔与N型硅衬底导通，在N型非晶硅层上具有透明导电薄膜，在透明导电薄膜上设置栅极。
在正面的透明导电薄膜与P型非晶硅层之间具有AL2O3薄膜，在AL2O3薄膜上设置开孔，透明导电薄膜通过AL2O3薄膜上的开孔与P型非晶硅层导通。
一种HIT太阳电池结构的制作方法，在N型硅衬底的正反面首先快速热氧化形成一层1-2nm的SiO2层做为掩膜；通过激光或者腐蚀性浆料在SiO2层上进行开孔；在正面采用PECVD方法依次沉积生长3-10nm的本征非晶硅层、7-15nm的P型非晶硅层；之后采用磁控溅射的方法沉积一层1-2nm的AL2O3薄膜；通过激光或者腐蚀性浆料开孔；然后采用磁控溅射方法沉积透明导电薄膜作为窗口层；最后再采用浆料丝网印刷Ag栅极；在电池的背面，首先仍然是通过激光或者腐蚀性浆料对SiO2层开孔，然后采用PECVD方法依次沉积生长3-10nm的本征非晶硅层、7-15nm的N型非晶硅层，然后采用磁控溅射方法沉积透明导电薄膜作为窗口层；最后再采用浆料丝网印刷Ag栅极，从而形成一个完整的电池器件。
本发明的有益效果是：薄SiO2层的作用：1、防止外延硅的生长。通常硅片作为种子层，很容易导致外延硅的生长。2、减小硅片在沉积本征非晶硅层时所受到的等离子体的轰击损伤。3、由于首先在硅片上形成SiO2层，而不是沉积本征非晶硅层，从而降低了对晶体硅片的清洁度的要求，所以可以采用传统的硅片清洗工艺，而不需要繁杂的清洗流程。Al2O3层的作用：可以很好的钝化非晶硅层表面，降低表面复合速率，提高电池效率。与三洋的HIT电池相比，本发明的HIT电池简化了清洗工艺，利于实现产业化。且能有效地降低表面复合速率，提高电池效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的太阳电池的结构示意图；
图中，1.N型硅衬底，2.SiO2层，3.本征非晶硅层，4.P型非晶硅层，5.AL2O3薄膜，6.透明导电薄膜，7.栅极，8.N型非晶硅层，9.开孔。
具体实施方式
如图1所示，一种HIT太阳电池结构，在N型硅衬底1的正反面具有SiO2层2，在正反面的SiO2层2上设置开孔9，在正面的SiO2层2上依次沉积本征非晶硅层3和P型非晶硅层4，本征非晶硅层3和P型非晶硅层4通过SiO2层2上的开孔9与N型硅衬底1构成PN结，在P型非晶硅层4上具有透明导电薄膜6，在透明导电薄膜6上设置栅极7，在反面的SiO2层2上依次沉积本征非晶硅层3和N型非晶硅层8，本征非晶硅层3和N型非晶硅层8通过SiO2层2上的开孔9与N型硅衬底1导通，在N型非晶硅层8上具有透明导电薄膜6，在透明导电薄膜6上设置栅极7。
在正面的透明导电薄膜6与P型非晶硅层4之间具有AL2O3薄膜5，在AL2O3薄膜5上设置开孔9，透明导电薄膜6通过AL2O3薄膜5上的开孔9与P型非晶硅层4导通。
在清洗制绒后的N型硅衬底的正反面首先快速热氧化形成一层很薄的1-2nm的SiO2层做掩膜；通过激光或者腐蚀性浆料在SiO2层上进行开孔；在正面采用PECVD方法分别沉积生长5nm的本征非晶硅层a-si(i)、10nm的P型非晶硅层a-si(p)；之后采用低损伤磁控溅射的方法沉积一层1-2nm的氧化铝Al2O3薄膜；通过激光或者腐蚀性浆料开孔；然后采用磁控溅射方法沉积AZO或者ITO透明导电薄膜作为窗口层；最后再采用低温浆料丝网印刷Ag栅极。在电池的背面，首先仍然是通过激光或者腐蚀性浆料对SiO2层开孔，然后采用PECVD法沉积生长5nm的本征非晶硅层a-si(i)、10nm的P型非晶硅层a-si(n)，然后采用磁控溅射方法沉积TCO透明导电薄膜窗口层；最后再采用低温浆料丝网印刷Ag栅极。从而形成一个完整的电池器件。

Claims (3)

1.一种HIT太阳电池结构，其特征是：在N型硅衬底(1)的正反面具有SiO2层(2)，在正反面的SiO2层(2)上设置开孔(9)，在正面的SiO2层(2)上依次沉积本征非晶硅层(3)和P型非晶硅层(4)，本征非晶硅层(3)和P型非晶硅层(4)通过SiO2层(2)上的开孔(9)与N型硅衬底(1)构成PN结，在P型非晶硅层(4)上具有透明导电薄膜(6)，在透明导电薄膜(6)上设置栅极(7)，在反面的SiO2层(2)上依次沉积本征非晶硅层(3)和N型非晶硅层(8)，本征非晶硅层(3)和N型非晶硅层(8)通过SiO2层(2)上的开孔(9)与N型硅衬底(1)导通，在N型非晶硅层(8)上具有透明导电薄膜(6)，在透明导电薄膜(6)上设置栅极(7)。
2.根据权利要求1HIT太阳电池结构，其特征是：在正面的透明导电薄膜(6)与P型非晶硅层(4)之间具有AL2O3薄膜(5)，在AL2O3薄膜(5)上设置开孔(9)，透明导电薄膜(6)通过AL2O3薄膜(5)上的开孔(9)与P型非晶硅层(4)导通。
3.一种权利要求1所述的HIT太阳电池结构的制作方法，其特征是：在N型硅衬底(1)的正反面首先快速热氧化形成一层1-2nm的SiO2层(2)做为掩膜；通过激光或者腐蚀性浆料在SiO2层(2)上进行开孔；在正面采用PECVD方法依次沉积生长3-10nm的本征非晶硅层(3)、7-15nm的P型非晶硅层(4)；之后采用磁控溅射的方法沉积一层1-2nm的AL2O3薄膜(5)；通过激光或者腐蚀性浆料开孔；然后采用磁控溅射方法沉积透明导电薄膜(6)作为窗口层；最后再采用浆料丝网印刷Ag栅极；
在电池的背面，首先仍然是通过激光或者腐蚀性浆料对SiO2层(2)开孔，然后采用PECVD方法依次沉积生长3-10nm的本征非晶硅层(3)、7-15nm的N型非晶硅层(8)，然后采用磁控溅射方法沉积透明导电薄膜(6)作为窗口层；最后再采用浆料丝网印刷Ag栅极，从而形成一个完整的电池器件。
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