CN102593205A - 一种硅基薄膜太阳能电池 - Google Patents

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董科研
崔艳峰
陆中丹
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Abstract

本发明涉及一种硅基薄膜太阳能电池，具有硅片，所述的硅片具有P型晶体硅基体，P型晶体硅基体正面生长有2～5nm的SiO2层，P型晶体硅基体背面生长有2～5nm的Al2O3层，SiO2层正面依次生长有厚度为5±2nm的第一nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(n+)层、厚度为5±2nm的第二nc-Si:H(i)层，Al2O3层背面依次生长有厚度为5±2nm的第三nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(p+)、厚度为5±2nm的第四nc-Si:H(i)层。本发明能解决较多薄膜电池的光致衰减效应的问题，提高了硅基薄膜电池的开压及填充因子。

Description

一种硅基薄膜太阳能电池
技术领域
本发明涉及一种硅基薄膜太阳能电池。
背景技术
现有的硅基薄膜电池一般采用a-Si薄膜作为窗口层，但是不能很好的解决a-Si薄膜的光致衰减效应。硅基薄膜电池对基底的界面态要求很高，对清洗工艺要求苛刻。另外，硅基薄膜电池的重掺杂工艺会造成大量缺陷复合中心，导致电池开压及填充因子的降低，对电池性能造成一定影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种异质结叠层太阳能电池及其制备方法，
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种硅基薄膜太阳能电池，具有硅片，所述的硅片具有P型晶体硅基体，所述的P型晶体硅基体正面生长有2～5nm的SiO2(二氧化硅)层，所述的P型晶体硅基体背面生长有2～5nm的Al2O3(三氧化二铝)层，所述的SiO2层与P型晶体硅基体通过激光打孔形成点接触，所述的Al2O3层与P型晶体硅基体通过激光打孔形成点接触，所述的SiO2层正面依次生长有厚度为5±2nm的第一nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(n+)层、厚度为5±2nm的第二nc-Si:H(i)层，所述的Al2O3层背面依次生长有厚度为5±2nm的第三nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(p+)、厚度为5±2nm的第四nc-Si:H(i)层。
进一步地，所述的第二nc-Si:H(i)层正面沉积有厚度为80～100nm的正面导电膜层，正面导电膜层正面印刷有正面电极，所述的第四nc-Si:H(i)层背面沉积有厚度为80～100nm的背面导电膜层，背面导电膜层背面印刷有背面电极。
一种硅基薄膜太阳能电池的制备方法，硅片的衬底采用P型晶体硅基体，所述的P型晶体硅基体正面生长2～5nm的SiO2层，所述的P型晶体硅基体背面生长2～5nm的Al2O3层，所述的SiO2层与P型晶体硅基体通过激光打孔形成点接触，所述的Al2O3层与P型晶体硅基体通过激光打孔形成点接触。
所述的SiO2层正面依次生长厚度为5±2nm的第一nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(n+)层、厚度为5±2nm的第二nc-Si:H(i)层，所述的第二nc-Si:H(i)层正面沉积厚度为80～100nm的正面导电膜层，正面导电膜层正面印刷正面电极。
所述的Al2O3层背面依次生长厚度为5±2nm的第三nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(p+)、厚度为5±2nm的第四nc-Si:H(i)层，所述的第四nc-Si:H(i)层背面沉积厚度为80～100nm的背面导电膜层，背面导电膜层背面印刷有背面电极。
本发明的有益效果是：用多层nc-Si:H层代替a-Si能解决较多薄膜电池的光致衰减效应的问题。在P型晶体硅基体上制备的SiO2层、Al2O3层具有很好的钝化作用，通过激光打孔形成点接触，提供一个可控界面态结构，提供可控界面，降低了对清洗工艺的要求；同时可以避免等离子体对硅基底的溅射损伤。多层nc-Si:H(i)层的存在，可以有效的降低界面态密度，使得重掺非晶硅薄膜表面的光生电子-空穴对复合减少，暗电流降低，提高了硅基薄膜电池的开压及填充因子。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种硅基薄膜太阳能电池，具有硅片，硅片具有P型晶体硅基体，P型晶体硅基体正面生长有2～5nm的SiO2层，P型晶体硅基体背面生长有2～5nm的Al2O3层，SiO2层与P型晶体硅基体通过激光打孔形成点接触，Al2O3层与P型晶体硅基体通过激光打孔形成点接触，SiO2层正面依次生长有厚度为5±2nm的第一nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(n+)层、厚度为5±2nm的第二nc-Si:H(i)层，Al2O3层背面依次生长有厚度为5±2nm的第三nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(p+)、厚度为5±2nm的第四nc-Si:H(i)层。
c-Si(p)即P型晶体硅，nc-Si:H(i)即本征氢化纳米硅，a-Si:H(n+)即n+氢化非晶硅，a-Si:H(p+)即p+氢化非晶硅。
第二nc-Si:H(i)层正面沉积有厚度为80～100nm的正面导电膜层，正面导电膜层正面印刷有正面电极，第四nc-Si:H(i)层背面沉积有厚度为80～100nm的背面导电膜层，背面导电膜层背面印刷有背面电极。
一种硅基薄膜太阳能电池的制备方法，硅片的衬底采用P型晶体硅基体，P型晶体硅基体正面生长2～5nm的SiO2层，P型晶体硅基体背面生长2～5nm的Al2O3层，SiO2层与P型晶体硅基体通过激光打孔形成点接触，Al2O3层与P型晶体硅基体通过激光打孔形成点接触。
SiO2层正面依次生长厚度为5±2nm的第一nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(n+)层、厚度为5±2nm的第二nc-Si:H(i)层，第二nc-Si:H(i)层正面沉积厚度为80～100nm的正面导电膜层，正面导电膜层正面印刷正面电极。
Al2O3层背面依次生长厚度为5±2nm的第三nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(p+)、厚度为5±2nm的第四nc-Si:H(i)层，第四nc-Si:H(i)层背面沉积厚度为80～100nm的背面导电膜层，背面导电膜层背面印刷有背面电极用多层nc-Si:H层代替a-Si能解决较多薄膜电池的光致衰减效应的问题。
在P型晶体硅基体上制备的SiO2层、Al2O3层具有很好的钝化作用，通过激光打孔形成点接触，提供一个可控界面态结构，提供可控界面，降低了对清洗工艺的要求；同时可以避免等离子体对硅基底的溅射损伤。多层nc-Si:H(i)层的存在，可以有效的降低界面态密度，使得重掺非晶硅薄膜表面的光生电子-空穴对复合减少，暗电流降低，提高了硅基薄膜电池的开压及填充因子。
本发明中所涉及的化学式在太阳能电池技术领域中具有唯一特定含义。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (3)

1.一种硅基薄膜太阳能电池，具有硅片，所述的硅片具有P型晶体硅基体，其特征在于：所述的P型晶体硅基体正面生长有2～5nm的SiO2层，所述的P型晶体硅基体背面生长有2～5nm的Al2O3层，所述的SiO2层与P型晶体硅基体通过激光打孔形成点接触，所述的Al2O3层与P型晶体硅基体通过激光打孔形成点接触，所述的SiO2层正面依次生长有厚度为5±2nm的第一nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(n+)层、厚度为5±2nm的第二nc-Si:H(i)层，所述的Al2O3层背面依次生长有厚度为5±2nm的第三nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(p+)、厚度为5±2nm的第四nc-Si:H(i)层。
2.根据权利要求1所述的一种硅基薄膜太阳能电池，其特征在于：所述的第二nc-Si:H(i)层正面沉积有厚度为80～100nm的正面导电膜层，正面导电膜层正面印刷有正面电极，所述的第四nc-Si:H(i)层背面沉积有厚度为80～100nm的背面导电膜层，背面导电膜层背面印刷有背面电极。
3.一种硅基薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于：硅片的衬底采用P型晶体硅基体，所述的P型晶体硅基体正面生长2～5nm的SiO2层，所述的P型晶体硅基体背面生长2～5nm的Al2O3层，所述的SiO2层与P型晶体硅基体通过激光打孔形成点接触，所述的Al2O3层与P型晶体硅基体通过激光打孔形成点接触；
所述的SiO2层正面依次生长厚度为5±2nm的第一nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(n+)层、厚度为5±2nm的第二nc-Si:H(i)层，所述的第二nc-Si:H(i)层正面沉积厚度为80～100nm的正面导电膜层，正面导电膜层正面印刷正面电极；
所述的Al2O3层背面依次生长厚度为5±2nm的第三nc-Si:H(i)层、厚度为10±3nm的a-Si:H(p+)、厚度为5±2nm的第四nc-Si:H(i)层，所述的第四nc-Si:H(i)层背面沉积厚度为80～100nm的背面导电膜层，背面导电膜层背面印刷有背面电极。
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