CN102956756A - 太阳能电池的制造方法及其结构 - Google Patents

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郁操
牛新伟
陈晨
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

本发明公开了的太阳能电池的制造方法，所述方法采用C-O共掺的方法制备非晶硅单结薄膜电池、非晶硅/非晶硅锗或非晶硅/微晶硅等硅基薄膜太阳电池中非晶硅顶电池的非晶P型掺杂层。相应的，还提供了采用本发明的方法形成的太阳能电池的结构。本发明的方法以及太阳能电池结构可以有效解决目前硅氧制备的非晶P型掺杂层中存在的光学带隙和导电特性之间的矛盾，提高太阳能电池的稳定性及其光电转换效率。

Description

太阳能电池的制造方法及其结构
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体地说涉及太阳能电池的制造方法及其结构。
背景技术
非晶硅本身固有的S-W（Steabler-Wronski，光致衰退）效应是造成硅基薄膜组件光致衰减的主要原因。参考图1，图1为典型非晶硅/微晶硅叠层电池组件的室内光致衰减曲线。从图1中可看出，当控制室内光照强度为1000W/m2，组件表面温度50±2℃时，非晶硅/微晶硅叠层电池组件（1100mm×1300mm）的室内光致衰减情况。
目前产业化的非晶硅单结组件的光致衰减系数在15%~20%的范围内，非晶硅/微晶硅叠层电池组件的光致衰减系数在9%~13%的范围内。例如，当衰减系数为11%时，初始功率1 50W（1100mm*1300mm）的非晶硅/微晶硅叠层电池，真正发电的功率只有133W，功率的损失非常巨大。因此，学术界和产业界的相关人员一直致力于解决硅基薄膜组件的光致衰减问题，以减小光伏组件发电功率的损失。
FF（Fill Factor，填充因子）衰减是非晶硅单结电池和非晶硅/微晶硅叠层电池光致衰减的主要原因之一。引起FF下降的直接原因有很多，例如：（1）非晶硅本征层的质量，特别是R-factor；（2）非晶硅本征层的厚度；（3）顶电池P型掺杂层的质量和厚度；（4）顶电池PI缓冲层的质量和厚度；（5）顶、底电流限制；（6）底电池本征层的晶化率等。虽然上述各个因素都有可能导致FF衰减，但是其本质原因是由于电池中的掺杂层和本征层材料在太阳光（特别是短波段光）照射下形成内部缺陷（复合中心）引起材料性能的下降所致。
在目前非晶硅单结薄膜电池和以非晶硅做顶电池的非晶硅/非晶硅锗、非晶硅/微晶硅等硅基薄膜太阳电池中非晶硅/微晶硅叠层，与前电极直接接触的非晶P型掺杂层是影响光致衰减（特别是填充因子FF）的主要原因之一。由于其本身特殊的陷光优势和环境友好性，低压化学沉积（LPCVD）法制备的掺硼氧化锌（ZnO:B）已成为目前光伏产业界应用较为广泛的前电极之一。但这种类型的前电极都有一个缺陷，即材料本身的致密性不够。而在这种前电极上制备非晶P型掺杂层时，就需要严格控制等离子体对前电极表面的轰击，以防止原子污染腔室。在这种类型的前电极上一般采用的P层材料为非晶硅碳（a-SiC:H）或非晶硅氧（a-SiOx:H）。
图2给出了非晶硅碳（a-SiC:H）制成的P型掺杂层与非晶硅氧（a-SiOx:H）制成的P型掺杂层的非晶硅/微晶硅叠层电池组件室外老化对比，从图2中可以看到非晶硅氧P层掺杂层的平均衰减系数较原来的非晶硅碳P型掺杂层小约2%，而这2个百分点的衰减优势主要源于FF的稳定性变好。
另一方面，非晶硅氧P型掺杂层的光学带隙和导电特性之间的相互矛盾是限制其规模应用的瓶颈：氧含量越高，其材料的光学带隙越宽；但导电性下降，主要表现为电池的串联电阻显著上升。因此，需要一种新技术来有效解决非晶硅氧P型掺杂层的光学带隙和导电特性之间的相互矛盾。
发明内容
本发明提供的太阳能电池的制造方法及其结构，用于解决在非晶硅顶电池时，非晶P型掺杂层的光学带隙和导电特性之间的矛盾，提高太阳能电池的稳定性及其光电转换效率。
根据本发明的一个方面，提供一种非晶硅单结薄膜电池的制造方法，其中，包括以下步骤：
提供一衬底，在所述衬底上形成前电极；
在所述前电极上形成非晶硅PiN结，所述非晶硅PiN结包括：非晶P型掺杂层、非晶硅本征吸收层和非晶N型掺杂层；
在所述非晶硅PiN结上形成背电极；
其特征在于，所述非晶P型掺杂层为SiOxCy。
根据本发明的另一个方面，提供一种非晶硅单结薄膜电池，包括：
衬底；
前电极，形成于所述衬底之上；
非晶硅PiN结，形成于所述前电极之上，所述非晶硅PiN结包括：非晶P型掺杂层、非晶硅本征吸收层和非晶N型掺杂层；
背电极，形成于所述非晶硅PiN结；
其特征在于，所述非晶P型掺杂层为SiOxCy。
根据本发明的又一个方面，提供一种非晶硅/微晶硅叠层电池的制造方法，其中，包括以下步骤：
提供一衬底，在所述衬底上形成前电极；
在所述前电极上形成非晶硅PiN结，所述非晶硅PiN结包括：非晶P型掺杂层、非晶硅本征吸收层和N型掺杂层；
在所述非晶硅PiN结上形成微晶硅PiN结，所述微晶硅PiN结包括：微晶P型掺杂层、微晶硅本征吸收层和微晶N型掺杂层；
在所述微晶硅PiN结上形成背电极；
其特征在于，所述非晶P型掺杂层为SiOxCy。
根据本发明的又一个方面，提供一种非晶硅/微晶硅叠层电池，其中，包括：
衬底；
前电极，形成于所述衬底之上；
非晶硅PiN结，形成于所述前电极之上，所述非晶硅PiN结包括：非晶P型掺杂层、非晶硅本征吸收层和N型掺杂层；
微晶硅PiN结，形成于所述非晶硅PiN结之上，所述微晶硅PiN结包括：微晶P型掺杂层、微晶硅本征吸收层和微晶N型掺杂层；
背电极，形成于所述微晶硅PiN结之上；
其特征在于，所述非晶P型掺杂层为SiOxCy。
本发明首次提出了采用C-O共掺的方法制备非晶硅顶电池的P型窗口层，有效的解决了非晶硅氧P型材料的光学带隙和导电特性之间的相互矛盾，即在加宽光学带隙的同时，还能保证其导电特性。采用本发明提供的方法，在不增加设备投资和物料成本的基础上，能够有效提高硅基薄膜太阳能电池的填充因子光致稳定性，进而提高太阳能电池的光电转换效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为典型非晶硅/微晶硅叠层电池组件的室内光致衰减曲线；
图2为非晶硅碳（a-SiC:H）P型掺杂层与非晶硅氧（a-SiOx:H）P型掺杂层的非晶硅/微晶硅叠层电池组件室外老化对比；
图3为根据本发明的一种非晶硅单结薄膜电池的制造方法的一个具体实施方式的流程示意图；
图4为根据本发明的一种非晶硅单结薄膜电池的一个具体实施方式的示意性截面图；
图5为根据本发明的一种非晶硅单结薄膜电池的另一个具体实施方式的示意性截面图；
图6为根据本发明的一种非晶硅/微晶硅叠层电池的制造方法的一个具体实施方式的流程示意图；
图7为根据本发明的一种非晶硅/微晶硅叠层电池的一个具体实施方式的示意性截面图；
图8为根据本发明的一种非晶硅/微晶硅叠层电池的另一个具体实施方式的示意性截面图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
参考图3，图3为根据本发明的一种非晶硅单结薄膜电池的制造方法的一个具体实施方式的流程示意图。
步骤S101，提供一衬底100，在所述衬底100上形成前电极200；
上述衬底100为玻璃。
可选的，衬底100的材料还可以为不锈钢或特种塑料等。
前电极200通常采用透明导电氧化物（Transparent Contact Oxide，TCO）制成。前电极200对于硅薄膜太阳电池来说将扮演着关键的角色，其光学性质和电学性质均能够直接影响太阳电池组件的发电效率。在衬底100上镀透明导电氧化物形成硅薄膜太阳电池的前电极，其性质对电池组件有直接关系。
前电极200的材料常采用近年来产业界倾向的透明导电氧化物半导体，如氧化锌（ZnO:B，ZnO:Al）、氧化锡（SnO2:F）、氧化铟（ITO）等。优选采用掺硼氧化锌来制成前电极200。
形成前电极200可以采用化学气相沉积（CVD）和溅射法（Sputter）等。
步骤S102，在所述前电极200上形成非晶P型掺杂层310，所述非晶P型掺杂层310为SiOxCy。
在PiN结构电池中，由于非晶P型掺杂层310是受光面，因此制备工艺要求严格，不仅要有高的电导率，宽的光学带隙，还要有较高的光透射率，允许更多的太阳光透过它进入非晶硅本征层320。通常情况下，非晶P型掺杂层310可选用P型非晶硅碳或微晶硅材料制成。但是为了调和对前电极的低轰击、高的初始功率和良好的光稳定性，本发明中优选采用SiOxCy材料制成非晶P型掺杂层310。
可选的，可以采用等离子体增强化学气相沉积法（Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，PECVD）、激光脉冲沉积法、分子束外延法、溅射法等方法形成非晶P型掺杂层310。优选的，采用等离子体增强化学气相沉积的方法。
在非晶P型掺杂层310上形成非晶硅本征吸收层320。在非晶硅太阳能电池中，由于载流子的短寿命和低迁移率，使光生载流子的扩散长度大大低于电池的厚度，光生载流子只有漂移运动而无扩散运动。因此，大多数光生载流子必须在电池内部电场的驱动下才能被电极收集，否则会因复合而湮灭。作为有源区，非晶硅本征吸收层320肩负着光生载流子的产生与收集，因此非晶硅太阳能电池能量转换效率强烈地依赖于其非晶硅本征吸收层320的质量。
非晶硅本征吸收层320通常采用化学气相沉积法沉积非晶硅材料形成。
可选的，在形成非晶硅本征吸收层320之前，在非晶P型掺杂层310上形成缓冲层340。缓冲层340能够降低晶格失配的程度，改善电池的性能，在宏观上表现就是非晶P型掺杂层310和非晶硅本征吸收层320之间的带隙过渡。
当缓冲层340厚度较薄时，晶格失配问题得到初步改善，从而减少了载流子在界面的复合，因而随着厚度的增加，电池的开路电压增加，填充因子得到较大的改善，电池效率增加。但是，随着厚度继续增加，电阻也随之升高，因此电池性能又会下降。因此需要将缓冲层340的厚度保持在一定的阈值范围内。
优选采用SiOx作为缓冲层340。可以采用激光脉冲沉积法、化学气相沉积和/或其他合适的方法形成缓冲层340。
在非晶硅本征吸收层320上形成N型掺杂层350。在PiN结构薄膜太阳电池中，与非晶P型掺杂310层和非晶硅本征吸收层320相比，N型掺杂层330对电池性能的影响相对小一些，一般要求其重掺杂，有较高的电导率。一方面，N型掺杂层330能与非晶硅本征吸收层320之间形成低的势垒；另一方面，能与背电极形成良好的欧姆接触。
将磷烷（PH3）气体混合入硅烷（SiH4）等原料气体中导入真空度保持在10~1000Pa的反应室中，在射频（RF）电场的作用下产生辉光放电，原料气体被分解，在非晶硅本征吸收层320上形成N型硅薄膜材料薄膜，即形成N型掺杂层330。所述N型掺杂层350由非晶和/或微晶材料制成。可以采用激光脉冲沉积法、分子束外延法、溅射法和/或其他合适的方法形成所述N型掺杂层350。
上述非晶P型掺杂层310、非晶硅本征吸收层320和N型掺杂层350；或非晶P型掺杂层310、非晶硅本征吸收层320、缓冲层340和N型掺杂层350组成非晶硅PiN结300。
步骤S103，在非晶硅PiN结300上形成背电极400。
在薄膜氢化非晶硅太阳电池中，背电极层400高效的捕光能力是提高太阳电池性能的重要因素。具有高反射率的背电极层400可以有效地把未吸收的长波光线反射回太阳电池内，使光再次进入硅层时有较长的光学路径，以增加光被吸收的几率，从而增加光电流。
背电极层400可采用氧化锌/银（ZnO/Ag）、氧化锌/铝(ZnO/Al)、二氧化锌单层或复合导电膜。
背电极层400可以通过溅射或化学气相沉积等方法制备而成。
参考图4，图4所示的非晶硅单结薄膜电池包括：衬底100；前电极200，形成于所述衬底100之上；非晶硅PiN结300，形成于所述前电极200之上，所述非晶硅PiN结300包括：非晶P型掺杂层310、非晶硅本征吸收层320和非晶N型掺杂层330；背电极400，形成于所述非晶硅PiN结300。
上述衬底100采用玻璃材料制成。可选的，非晶硅单结薄膜电池的衬底100的材料还可以为不锈钢或特种塑料等。
在衬底100上镀透明导电氧化物可作为硅薄膜太阳电池的前电极200，其性质对电池组件有直接关系。前电极200还可采用金属氧化物半导体，如氧化锌（ZnO:B，ZnO:Al）、氧化锡（SnO2:F）、氧化铟（ITO）等。优选采用掺硼氧化锌来制成前电极200。
非晶P型掺杂层310选用SiOxCy材料。碳氧共掺的非晶P型掺杂层310可以有效解决光学带隙和导电特性之间的相互矛盾（氧含量高，光学带隙宽，但导电性显著下降）。因此，使用SiOxCy制备非晶P型掺杂层310可以在保证光学带隙宽的情况下得到较好的导电特性。
非晶硅本征吸收层320的材料为非晶硅。
非晶N型掺杂层330采用掺磷元素的材料来制备。可选的，选用非晶硅掺杂其它Ⅲ族元素的材料。
背电极400采用氧化锌/银（ZnO/Ag）材料沉积形成。可选的，背电极400还可采用氧化锌/铝(ZnO/Al)、二氧化锌单层或复合导电膜。
可选的，参考图5，在非晶P型掺杂层310和非晶硅本征吸收层320之间还包括缓冲层340。优选的，缓冲层340采用SiOx材料制备。在PI界面处形成缓冲层340，可以降低界面处电子和空穴的复合，解决能带失配问题，进而提高薄膜电池的性能。
参考图6，图6为根据本发明的一种非晶硅/微晶硅叠层电池的制造方法的一个具体实施方式的流程示意图。
步骤S201，提供一衬底100，在所述衬底100上形成前电极200；
步骤S202，在所述前电极200上形成非晶硅PiN结300，所述非晶硅PiN结300包括：非晶P型掺杂层310、非晶硅本征吸收层320和N型掺杂层350；所述非晶P型掺杂层310为SiOxCy；
步骤S203，在所述非晶硅PiN结300上形成微晶硅PiN结500，所述微晶硅PiN结500包括：微晶P型掺杂层510、微晶硅本征吸收层520和微晶N型掺杂层530；
步骤S204，在所述微晶硅PiN结500上形成背电极400。
上述步骤S201、步骤S202和步骤S204分别与步骤S101、步骤S102和步骤S103相同或相似，其内容已在前述说明书中进行过详述，在此不再赘述。值得指出的是，在步骤S202中形成的是N型掺杂层350，而不是非晶N型掺杂层330。N型掺杂层350可以是非晶和/或微晶材料制备而成。
下面介绍步骤S203，在非晶硅PiN结300上形成微晶硅PiN结500。形成微晶硅PiN结500，首先要形成微晶P型掺杂层510。微晶P型掺杂层510采用宽带隙高电导的微晶硅形成。其制备可以采用激光脉冲沉积法、分子束外延法、溅射法、增强化学气相沉积等方法。
在微晶P型掺杂层510上形成微晶硅本征吸收层520。微晶硅本征吸收层520的材料为微晶硅。可以采用硅烷或用氢气稀释过的硅烷来制备。其可采用化学气相沉积、甚高频等离子体增强化学气相沉积（VHF-PECVD）等常用的沉积方法形成。
继续在微晶硅本征吸收层520上形成微晶N型掺杂层530。可采用激光脉冲沉积法、分子束外延法、溅射法和/或其他合适的方法形成微晶N型掺杂层530。
微晶P型掺杂层510、微晶硅本征吸收层520和微晶N型掺杂层530组成了微晶硅PiN结500。形成微晶硅PiN结500之后，继续执行步骤S204，即在微晶硅PiN结500上形成背电极400。步骤S204的内容可以从本说明书其他部分找到详细说明，在此不再赘述。
可选的，在形成非晶硅本征吸收层320之前，在非晶P型掺杂层310上形成缓冲层340。缓冲层340能够降低晶格失配的程度，改善电池的性能，在宏观上表现就是非晶P型掺杂层310和非晶硅本征吸收层320之间的带隙过渡。
当缓冲层340厚度较薄时，晶格失配问题得到初步改善，从而减少了载流子在界面的复合，因而随着厚度的增加，电池的开路电压增加，填充因子得到较大的改善，电池效率增加。但是，随着厚度继续增加，电阻也随之升高，因此电池性能又会下降。因此需要将缓冲层340的厚度保持在一定的阈值范围内。
优选采用SiOx作为缓冲层340。可以采用激光脉冲沉积法、化学气相沉积和/或其他合适的方法形成缓冲层340。所述缓冲层340的形成方法以及材料在说明书的前述部分可以找到，在此不再赘述。
可以理解，当形成缓冲层340后，那么非晶硅PiN结300则包括非晶P型掺杂层310、非晶硅本征吸收层320、缓冲层340和N型掺杂层330。
参考图7，图7所示的非晶硅/微晶硅叠层电池包括：衬底100；前电极200，形成于所述衬底之上；非晶硅PiN结300，形成于所述前电极之上，所述非晶硅PiN结300包括：非晶P型掺杂层310、非晶硅本征吸收层320和N型掺杂层350；微晶硅PiN结500，形成于所述非晶硅PiN结300之上，所述微晶硅PiN结500包括：微晶P型掺杂层510、微晶硅本征吸收层520和微晶N型掺杂层530；背电极400，形成于所述微晶硅PiN结500之上。
上述衬底100采用玻璃材料制成。可选的，非晶硅/微晶硅叠层电池的衬底100的材料还可以为不锈钢或特种塑料等。
在衬底100上镀透明导电氧化物可做为硅薄膜太阳电池的前电极200，其性质对电池组件有直接关系。前电极200还可采用金属氧化物半导体，如氧化锌（ZnO:B，ZnO:Al）、氧化锡（SnO2:F）、氧化铟（ITO）等。优选采用氧化锌掺杂硼来制成前电极200。
非晶P型掺杂层310选用SiOxCy材料。碳氧共掺的非晶P型掺杂层310可以有效解决光学带隙和导电特性之间的相互矛盾（氧含量高，光学带隙宽，但导电性显著下降）。因此，使用SiOxCy作为非晶P型掺杂层310可以在保证光学带隙宽的情况下得到良好的导电特性。
非晶硅本征吸收层320的材料为非晶硅。
N型掺杂层350可采用非晶和/或微晶材料制备。还可采用掺磷元素的材料来制备。可选的，选用非晶硅掺杂其它Ⅲ族元素的材料。
微晶P型掺杂层510采用宽带隙高电导的微晶硅形成。
微晶硅本征吸收层520和微晶N型掺杂层530的材料均为微晶硅。
背电极层400采用氧化锌/银（ZnO/Ag）材料沉积形成。可选的，背电极层400还可采用氧化锌/铝（ZnO/Al）、氧化锌单层或复合导电膜。
可选的，参考图8，在非晶P型掺杂层310和非晶硅本征吸收层320之间还包括缓冲层340。优选的，缓冲层340采用SiOx材料制备。在PI界面处形成缓冲层340，可以降低界面处电子和空穴的复合，解决能带失配问题，进而提高薄膜电池的性能。
采用本发明提供的方法可以有效解决目前硅氧制备的非晶P型掺杂层中存在的光学带隙和导电特性之间的矛盾，提高太阳能电池的性能以及光电转换效率。
本发明所示出的非晶硅P型掺杂层的制备方法以及材料还可应用于非晶硅/非晶硅锗、多结太阳电池含有非晶PiN结的薄膜太阳电池中。
虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (20)

1.一种非晶硅单结薄膜电池的制造方法，其中所述方法包括以下步骤：
提供一衬底（100），在所述衬底（100）上形成前电极（200）；
在所述前电极（200）上形成非晶硅PiN结（300），所述非晶硅PiN结（300）包括：非晶P型掺杂层（310）、非晶硅本征吸收层（320）和非晶N型掺杂层（330）；
在所述非晶硅PiN结（300）上形成背电极（400）；
其特征在于，所述非晶P型掺杂层（310）为SiOxCy。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，还包括步骤：
在所述非晶P型掺杂层（310）和非晶硅本征吸收层（320）之间形成缓冲层（340）。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述缓冲层（340）为SiOx。
4.根据权利要求1~3任一项所述的方法，其中，采用化学气相沉积的方式形成所述非晶P型掺杂层（310）。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述前电极（200）和/或背电极（400）使用氧化锡、氧化铟，或氧化锌掺杂其他元素制备。
6.一种非晶硅单结薄膜电池，其中所述电池包括：
衬底（100）；
前电极（200），形成于所述衬底（100）之上；
非晶硅PiN结（300），形成于所述前电极（200）之上，所述非晶硅PiN结（300）包括：非晶P型掺杂层（310）、非晶硅本征吸收层（320）和非晶N型掺杂层（330）；
背电极（400），形成于所述非晶硅PiN结（300）；
其特征在于，所述非晶P型掺杂层（310）为SiOxCy。
7.根据权利要求6所述的电池，其中，还包括：
缓冲层（340），形成于所述非晶P型掺杂层（310）和非晶硅本征吸收层（320）之间。
8.根据权利要求7所述的电池，其中，所述缓冲层（340）为SiOx。
9.根据权利要求6~8任一项所述的电池，其中，所述前电极（200）和/或背电极（400）使用氧化锡、氧化铟，或氧化锌掺杂其他元素制备。
10.一种非晶硅/微晶硅叠层电池的制造方法，其中所述方法包括以下步骤：
提供一衬底（100），在所述衬底（100）上形成前电极（200）；
在所述前电极（200）上形成非晶硅PiN结（300），所述非晶硅PiN结（300）包括：非晶P型掺杂层（310）、非晶硅本征吸收层（320）和N型掺杂层（350）；
在所述非晶硅PiN结（300）上形成微晶硅PiN结（500），所述微晶硅PiN结（500）包括：微晶P型掺杂层（510）、微晶硅本征吸收层（520）和微晶N型掺杂层（530）；
在所述微晶硅PiN结（500）上形成背电极（400）；
其特征在于，所述非晶P型掺杂层（310）为SiOxCy。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，还包括步骤：
在所述非晶P型掺杂层（310）和非晶硅本征吸收层（320）之间形成缓冲层（340）。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述缓冲层（340）为SiOx。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述N型掺杂层（350）为非晶和/或微晶材料。
14.根据权利要求10~13任一项所述的方法，其中，采用化学气相沉积的方式形成所述非晶P型掺杂层（310）。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述前电极（200）和/或背电极（400）使用氧化锡、氧化铟，或氧化锌掺杂其他元素制备。
16.一种非晶硅/微晶硅叠层电池，其中所述电池包括：
衬底（100）；
前电极（200），形成于所述衬底（100）之上；
非晶硅PiN结（300），形成于所述前电极（200）之上，所述非晶硅PiN结（300）包括：非晶P型掺杂层（310）、非晶硅本征吸收层（320）和N型掺杂层（350）；
微晶硅PiN结（500），形成于所述非晶硅PiN结（300）之上，所述微晶硅PiN结（500）包括：微晶P型掺杂层（510）、微晶硅本征吸收层（520）和微晶N型掺杂层（530）；
背电极（400），形成于所述微晶硅PiN结（500）之上；
其特征在于，所述非晶P型掺杂层（310）为SiOxCy。
17.根据权利要求16所述的电池，其中，还包括：
缓冲层（340），形成于所述非晶P型掺杂层（310）和非晶硅本征吸收层（320）之间。
18.根据权利要求17所述的电池，其中，所述缓冲层（340）为SiOx。
19.根据权利要求16所述的电池，其中，所述N型掺杂层（350）为非晶和/或微晶材料。
20.根据权利要求16~19任一项所述的电池，其中，所述前电极（200）和/或背电极（400）使用氧化锡、氧化铟，或氧化锌掺杂其他元素制备。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103280496A (zh) * 2013-05-31 2013-09-04 浙江正泰太阳能科技有限公司 一种晶体硅异质结/微晶硅薄膜叠层光伏电池的制备方法
CN103296140A (zh) * 2013-05-21 2013-09-11 浙江正泰太阳能科技有限公司 一种晶体硅/硅基薄膜叠层电池的制备方法
WO2023115787A1 (zh) * 2021-12-24 2023-06-29 西安隆基乐叶光伏科技有限公司 一种太阳能电池的窗口层、太阳能电池及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4254429A (en) * 1978-07-08 1981-03-03 Shunpei Yamazaki Hetero junction semiconductor device
CN1193194A (zh) * 1996-09-19 1998-09-16 佳能株式会社 有特定掺杂层的光电元件
CN1213861A (zh) * 1997-08-01 1999-04-14 佳能株式会社 光电元件及其制备方法
CN101510566A (zh) * 2009-03-18 2009-08-19 南开大学 一种硅薄膜太阳电池用宽带隙n型纳米硅材料及制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4254429A (en) * 1978-07-08 1981-03-03 Shunpei Yamazaki Hetero junction semiconductor device
CN1193194A (zh) * 1996-09-19 1998-09-16 佳能株式会社 有特定掺杂层的光电元件
CN1213861A (zh) * 1997-08-01 1999-04-14 佳能株式会社 光电元件及其制备方法
CN101510566A (zh) * 2009-03-18 2009-08-19 南开大学 一种硅薄膜太阳电池用宽带隙n型纳米硅材料及制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103296140A (zh) * 2013-05-21 2013-09-11 浙江正泰太阳能科技有限公司 一种晶体硅/硅基薄膜叠层电池的制备方法
CN103280496A (zh) * 2013-05-31 2013-09-04 浙江正泰太阳能科技有限公司 一种晶体硅异质结/微晶硅薄膜叠层光伏电池的制备方法
WO2023115787A1 (zh) * 2021-12-24 2023-06-29 西安隆基乐叶光伏科技有限公司 一种太阳能电池的窗口层、太阳能电池及其制备方法

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