CN1218406C - 一种太阳能电池及制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单室沉积非晶硅叠层太阳能电池制造，属于叠层薄膜电池技术。目的是利用单室沉积技术，创造一种低成本大规模生产非晶硅双结叠层太阳能电池。技术特征在单室中充入I层非晶硅工作气体，压力80Pa，温度230℃，放电功率120W，沉积膜厚700～800的I层非晶硅膜；分子泵抽真空度6.0～9.0×10^-3Pa时，在顶电池I层非晶硅膜表面，及顶电池N层微晶硅膜表面分别制作一层40～50氧化物阻挡层，氩离子轰击和氩气冲洗，减少膜层污染。

Description

一种太阳能电池及制造方法

技术领域

本发明涉及一种非晶硅双结叠层太阳能电池及制造方法，确切的说是一种单室沉积非晶硅叠层太阳能电池制造，属于一种叠层薄膜太阳能电池技术领域。

技术背景

目前，叠层非晶硅太阳能电池是在单结非晶硅太阳能电池技术基础上发展起来的，叠层电池由于其多结，电池光电性能稳定性和光电稳定转化效率等方面，与单结电池性能相比，稳定性和稳定转化效率有较大幅度的提高。在现有技术多室沉积系统中，制备非晶硅和微晶硅膜的技术包括了如下环节：第一步将玻璃基片放入进真空室；第二步通过过渡室；第三步进入顶电池的非晶硅p层沉积室；第四步沉积非晶硅p层；第五步通过第五过渡室进入顶电池的非晶硅I层在第五室沉积非晶硅I层；第六步经第六过渡室进入第七室沉积顶电池的微晶硅n层；第八步，由第八过渡室进入第九室沉积底电池的微晶硅p层；第十步经第十过渡室进入第十一室沉积底电池的非晶硅I层；再由第十二过渡室进入第十三室沉积底电池的非晶硅n层；最后进入第十四室卸片，完成双结叠层非晶硅、微晶硅膜的沉积。由此看得出，多室沉积技术生产叠层非晶硅太阳能电池存在两个明显缺点，一是由于沉积非晶硅、微晶硅膜需要十四个连续在线真空室，其设备复杂，造价昂贵，而且设备的控制和维护成本费用很高。二是玻璃基片在真空室之间的移动以及真空室的抽气和充气等环节多，易造成时间延误，降低生产效率。为克服多室沉积技术的不足，技术又由复杂回到简单。回到单室沉积技术的研究和探讨。如发表在太阳能学报，1995年7月，Vol.16，No.3的“大面积集成型a-SiC:H/a-Si:H叠层太阳能电池的研制”(以下简称文件1，)和发表的国外杂志的Solar Energy Materials and Solar cells v46 n2 May 1997.P157-172“用单室反应器和高速VHF-GD法沉积的稳定转化效率为9％的a-Si:H/a-Si:H叠层太阳能电池”(a-Si:H/a-Si:H stacked cell with 9％stabilized efficiency deposited in a single-chamber reactor at highrate due to VHF-GD)以下简称文件2。两篇论文从不同的角度探讨了单室沉积系统的理论和优化叠层太阳能电池性能的可行性，但没有涉及到具体工艺和完整的技术方案。

发明目的

本发明的目的之一，利用单室沉积技术，创造一种低成本大规模生产非晶硅双结叠层太阳能电池，在单室沉积系统中放置两个以上沉积夹具；用分子泵取代扩散泵，加速抽真空，利用氩离子轰击和氩气冲洗，以减少膜层间沉积污染。

另一个目的是在a-Si:H/a-Si:H双结叠层太阳能电池的叠层之间，即在顶电池I层非晶硅膜表面，制备第一层氧化物阻挡层；在顶层电池N层微晶硅膜表面制备第二道氧化物阻挡层，在每层薄膜沉积之后，均采用氩离子轰击配与高纯氩气冲洗，减少膜层之间交叉污染。

本发明的又一个目的是在玻璃基片放入真空室之前，由烘箱预热，并与真空室同时完成加热，可节约30分钟的等待时间。采用均匀化布气、等离子体均匀化和均匀化加热技术，实现355×1220mm²大面积均匀沉积非晶硅膜和微晶硅膜。

技术方案

为了实现本发明提出任务，太阳能电池以玻璃为基板，顶电池，形成在玻璃基板上方，包括PIN非晶硅或微晶硅膜。底电池，形成在顶电池上方，包括PIN非晶硅或微晶硅膜，其主要特点在于在顶电池12的本征层8和N型层6之间存在氧化物阻挡层7。位于底电池14的验和P型层4和顶电池12的N型层6之间的氧化物阻挡层5。顶电池的N型层6、氧化物阻挡层5和底电池的P型层4构成隧道结13。

本发明由单室生产双结叠层非晶硅太阳能薄膜电池，基本包括以下环节和工艺步骤，将玻璃基片预热，入真空室；沉积顶电池PIN非晶硅、微晶硅薄膜；制备底电池PIN非晶硅、微晶硅膜，还包括前期准备：

a、预热，透明导电玻璃在烘箱中预热；

b、将导电玻璃连同多个沉积夹具推入单室沉积系统中；

c、启动分子泵高真空抽气系统抽真空；

d、a-Si:H/a-Si:H叠层太阳能电池，是在一个大容量真空室中沉积制备，大面积玻璃基片上沉积八层非晶硅、微晶硅膜和氧化物阻挡层，以优化隧道结；

e、在单室沉积过程中采用氩离子轰击和高纯氩气清洗真空室，以减少沉积层与层之间污染。

本发明采用单室系统，完成了制备叠层非晶硅太阳能薄膜电池半成品。它是在前期准备工作好的条件下进行，前期准备包括采用常压CVD或磁控溅射法在玻璃基片上镀制一层SnO₂或ZnO或ITO透明导电膜；通过化学腐蚀法刻蚀透明导电膜，形成透明导电膜电极图形；或采用激光刻划透明导电膜形成电极图形；清洗具有图形的透明导电玻璃。

经过后期制作加工成最终产品，在此不赘述。

为了实现本发明的第二项任务，单室沉积双结叠层非晶硅太阳能电池及制造方法，其技术特征是：

第一步、预加热，将面积为355×406-355×1220平方毫米的导电玻璃放入沉积夹具中、推进预烘箱中加热；

第二步、将加热到预定温度为220℃～230℃的透明导电玻璃放入单室沉积系统中；

第三步、对真空室反复进行清洗，启动分子泵抽高真空，充入沉积顶电池纳晶化P层非晶硅的工作气体，调整工艺参数为沉积压力85～86Pa，沉积温度220～230℃，以13.56MHz的射频频率或70MHz甚高频率、125～135W的放电功率进行辉光放电，在透明导电膜表面沉积膜厚100～120的纳晶化P层非晶硅膜；

第四步、沉积完纳晶化P层非晶硅膜后，将残留尾气抽出真空室外，对真空室反复进行清洗，并抽高真空，充入沉积顶电池I层非晶硅的工作气体，沉积压力80Pa，沉积温度230℃，以120W的放电功率进行辉光放电，在已沉积的纳晶化P层非晶硅膜表面上沉积膜厚700～800的I层非晶硅膜；

第五步、将残留尾气抽出真空室外，对真空室反复进行清洗，并抽高真空，通入制备氧化物薄层的工作气体，在顶电池I层非晶硅膜表面制备第一层的氧化物阻挡层；

第六步、将残留尾气抽出真空室外，真空室反复进行清洗和抽高真空，充入沉积顶电池N层微晶硅的工作气体，沉积压力85～87Pa，沉积温度280～320℃，放电功率100～200W，在已沉积的氧化物阻挡层表面上沉积膜厚约200的N层微晶硅膜；

第七步、对真空室反复进行清洗和抽高真空，通入制备氧化物薄层的工作气体，在顶电池N层微晶硅膜表面制备第二层氧化物阻挡层；

第八步、对真空室反复进行清洗和抽高真空，充入沉积底电池P层微晶硅的工作气体，沉积压力85～86Pa，沉积温度280～320℃，放电功率100～200W，在已沉积的氧化物阻挡层表面上沉积膜厚100～120的P层微晶硅膜；

第九步、对真空室反复进行清洗和抽高真空，充入沉积底电池I层非晶硅的工作气体，沉积压力95～97Pa，沉积温度220～230℃，放电功率125～145W，进行辉光放电，在已沉积的底电池P层微晶硅膜表面上沉积膜厚3400～3700的I层非晶硅膜；

第十步、沉积完I层非晶硅膜后，清洗真空室和抽高真空，充入沉积底电池N层非晶硅的工作气体，沉积压力80Pa，沉积温度230℃，放电功率150W，在底电池I层非晶硅膜表面上沉积膜厚280～300的N层非晶硅膜。

从以上第五步开始，每完成一层薄膜沉积后，都要对真空室进行清洗，包括夹具和膜层，用氩离子轰击和高纯氩气反复冲洗，并用分子泵抽高真空，完成叠层非晶硅薄膜电池的半成品制备。

导电玻璃放入沉积夹具中，在烘箱中预加热到220～230℃，同时沉积真空室抽真空，并加热到220～230℃，两者并行同时完成。

在每次用氩离子轰击和高纯氩气冲洗真空室后，用分子泵对真空室快速地抽高真空，当真空度达到6.0～9.0×10^-3pa时，进行辉光放电沉积非晶硅、微晶硅膜。每沉积一次非晶硅、微晶硅和氧化物阻挡层，均用氩离子轰击配与高纯氩气反复冲洗。在顶电池I层非晶硅膜和顶电池N层微晶硅膜之间，及顶电池N层微晶硅膜和底电池P层微晶硅膜之间分别制作一层40～50氧化物薄膜，形成阻挡杂质相互扩散的、优化隧道结和非晶硅叠层太阳能电池性能的氧化物阻挡层。

本发明，前期准备，首先采用常压CVD或磁控溅射法在玻璃基片上镀制一层SnO₂或ZnO或ITO透明导电膜；通过化学腐蚀法刻蚀透明导电膜，形成透明导电膜电极图形；或采用激光刻划法刻划透明导电膜形成电极图形；用超声清洗机和自动连续清洗机清洗已形成透明导电膜电极图形的透明导电玻璃。沉积完非晶硅、微晶硅膜的半成品电池板放入激光刻划机中，按照事先设计的电池节数、互联方式和图形结构，对非晶硅、微晶硅膜进行激光刻划、形成相邻电池单元之间的连接通路。刻划非晶硅、微晶硅膜的半成品电池板放入蒸铝机中，按照事先设计的背电极图形，用真空蒸发法蒸镀铝背电极并实现相邻电池单元之间的电气连接，形成大面积的集成化非晶硅双结叠层太阳能电池板；或将已刻划非晶硅、微晶硅膜的半成品电池板，采用丝印的方法按照事先设计的背电极图形，丝印碳浆电极，或银浆电极，或其他导电浆料电极。采用具有超强粘附性和韧性的高分子材料由丝印形成背漆保护层。采用防腐蚀、可焊性良好的特殊浆料制作可焊电极。采用EVA乙酸-乙酸乙烯共聚物、TEDLAR聚氟乙烯以及特殊密封胶等高分子材料对电池板进行层压封装，即得到最终的成品电池板。

积极效果

本发明的采用单室沉积系统沉积构成非晶硅叠层电池主体部分的非晶硅和微晶硅膜，大大减少了设备投资，并显著简化了工艺，提高了生产效率，同时也减少了设备运行和维护成本，另外，采用分子泵高真空抽气系统取代扩散泵，可大大减少对非晶硅、微晶硅膜的污染并减少相邻膜层间沉积的等待时间，因此，在保证电池性能的情况下，可降低非晶硅叠层太阳能电池的生产成本，使产品具有极高的性价比。由单室沉积制备叠层非晶硅薄膜电池过程不难看出，单室沉积系统尽可能模拟多室连续在线沉积的沉积环境。真空室清洗采用氩离子轰击和高纯氩气反复冲洗，减少因在一个室内沉积污染，使其最小。最终要性价比最合理。本发明也特别注重沉积过程中，清除各层残留尾气。

此前，国内外也有论文报道采用单真空室制备非晶硅叠层太阳能电池，但他们并没有对所采用的单室沉积系统设备和工艺技术及其优点进行详细具体的论述。仅对非晶硅膜的沉积工艺及其性能优化进行了研究，如文件2中使用了哑元层(dummy layer)来减少污染和渐变稀释浓度的I层沉积法等工艺，而没有详细具体的完整实施方案，而本发明所采用的单室沉积系统经过优化设计，单室真空室可同时放置两个以上大容量的沉积夹具，并以分子泵取代扩散泵，大大加快真空室的抽气速率，可大容量地快速沉积非晶硅膜和微晶硅膜，因此生产成本降低。在顶电池的I层非晶硅和顶电池的N层微晶硅之间及顶电池的N层微晶硅和底电池的P层微晶硅之间采用氧化物阻挡层，可防止杂质相互扩散，优化隧道结性能。这一措施在采用单室沉积系统的工艺中尤其重要，因为在单室沉积系统中沉积晶硅膜和微晶硅膜时，不可避免地存在前后膜层间的杂质交叉污染，这种污染会引起各层膜不同程度的性能衰退，尤其对I层非晶硅、N层微晶硅间和隧道结，这种性能的衰退影响更大，而且相邻膜层还会在后续的加工过程中，因加热使杂质相互扩散，I层非晶硅和隧道结的性能将急剧衰退，因此本发明在顶电池的I层非晶硅和顶电池的N层微晶硅之间及顶电池的N层微晶硅和底电池的P层微晶硅之间采用氧化物阻挡层，防止相邻膜层间的杂质相互扩散，文件1和文件2中均没有提到该项技术。在沉积完一层膜后，采用氩离子轰击和高纯氩气进行冲洗，可减少层与层之间的交叉污染，本发明所采用的氩离子轰击和高纯氩气进行冲洗的方法不会象传统的CO₂等离子体清洗方法那样额外引入碳、氧等新的杂质，碳、氧等杂质对I层非晶硅和隧道结的性能有较大的衰减作用。上述这些措施和工艺方法较大地提高了叠层电池的整体电性能和稳定性。

本发明的优势还在于，通过采用廉价生产设备---单室沉积系统取代传统的多室连续式沉积系统，和与这种生产设备相适应的、优化的各种工艺方法，如隧道结优化技术、氩离子轰击清洗工艺、分子泵高真空抽气系统、优质I层本征非晶硅沉积技术等，不但提高了非晶硅双结叠层太阳能电池的稳定转换效率和性能稳定性，而且大幅度地降低了生产成本。

附图

结合本发明的产品结构图，对本发明的技术内容作进一步说明：

附图是本发明的结构示意图。

其中，1是背电极层，2是底电池的非晶硅a-Si:H N₂层，3是底电池的本征非晶硅a-Si:H I₂层，4是底电池的微晶硅μc-Si P₂层，5是第二层氧化物阻挡层，6是顶电池的微晶硅μc-Si N₁层，7是第一层氧化物阻挡层，8是顶电池的本征非晶硅a-Si:H I₁层，9是顶电池的纳晶化非晶硅a-Si P₁层，10是透明导电膜层，11是玻璃基片，12是顶电池，13是隧道结，14是底电池。

以附图为来例详细说明本发明的技术内容、工艺原理及其步骤：

在面积为355×406-355×1220毫米平方玻璃基片上，采用溅射法、或CVD法沉积一层面电阻在40Ω/□以下，透光率在82％以上的ZnO或ITO或SnO₂透明导电膜，在已镀制透明导电膜(指ZnO或ITO)的玻璃基片上采用丝网印刷的方法按照已设计的透明导电膜电极图形丝印一层厚约200μm耐酸油墨，并放入烘箱中，在80℃的温度下恒温固化3分钟，将已固化好耐酸油墨的导电玻璃放入FeCl₃、HCl和水的混合溶液(FeCl₃∶HCl∶H₂O＝7∶10∶12)中，在55℃～65℃的温度下刻蚀60秒钟，将没有耐酸油墨的裸露透明导电膜腐蚀掉形成透明电极图形，用氢氧化钠溶液去除耐酸油墨并清洗干净；或者采用功率为1.5W～2.2W的红光激光(波长1064nm)刻划透明导电膜(指SnO₂)形成透明电极图形并清洗干净。

1)将已做好透明电极图形的导电玻璃放入两个以上的沉积夹具中，并推进烘箱中预加热到220～230℃；

2)同时，将沉积真空室进行抽真空，并加热到220～230℃，将已加热到预定温度的导电玻璃连同沉积夹具推入沉积真空室中，使用氩离子轰击和高纯氩气对真空室反复进行清洗；

3)启动分子泵抽高真空，当真空度达到6.0～9.0×10^-3Pa时，充入沉积顶电池P层非晶硅的工作气体，将其他工艺条件调整为沉积P层非晶硅的工艺条件，以13.56MHz的射频频率或70MHz(VHF)的频率进行辉光放电；

4)在透明导电膜表面沉积膜厚100～120的纳晶化P层非晶硅膜，沉积完纳晶化P层非晶硅膜后，将残留尾气抽出真空室外；

5)用氩离子轰击和高纯氩气对真空室反复进行清洗并启动分子泵抽高真空，充入沉积顶电池I层非晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积顶电池I层非晶硅的工艺条件，进行辉光放电，在已沉积的纳晶化P层非晶硅膜表面上沉积膜厚约700～800的I层非晶硅膜；

6)沉积完I层非晶硅膜后，将残留尾气抽出真空室外，用氩离子轰击和高纯氩气对真空室反复进行清洗并启动分子泵抽高真空；

7)通入制备氧化物薄层的工作气体，将工艺条件调整为沉积顶电池I层非晶硅膜和顶电池N层微晶硅膜之间的氧化物薄层的工艺条件，并在顶电池I层非晶硅膜表面制备一层膜厚40～50的氧化物阻挡层；

8)沉积完氧化物阻挡层后，将残留尾气抽出真空室外，对真空室进行清洗和抽高真空；

9)充入沉积顶电池N层微晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积顶电池N层微晶硅的工艺条件，在已沉积的氧化物阻挡层表面上沉积膜厚约200的N层微晶硅膜，沉积完N层微晶硅膜后，清洗真空室和抽高真空；

10)，通入制备氧化物薄层的工作气体，将工艺条件调整为沉积顶电池N层微晶硅膜和底电池P层微晶硅膜之间的氧化物薄层阻挡层的工艺条件，并在顶电池N层微晶硅膜表面制备一层膜厚40～50的氧化物阻挡层，沉积完氧化物阻挡层后，清洗真空室和抽高真空；

11)充入沉积底电池P层微晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积底电池P层微晶硅的工艺条件，在已沉积的氧化物阻挡层表面上沉积膜厚约100～120的P层微晶硅膜，沉积完P层微晶硅膜后，清洗真空室和抽高真空；

12)充入沉积底电池I层非晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积底电池I层非晶硅的工艺条件，进行辉光放电，在已沉积的底电池P层微晶硅膜表面上沉积膜厚约3400～3700的I层非晶硅膜；

13)沉积完I层非晶硅膜后，清洗真空室和抽高真空，充入沉积底电池N层非晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积底电池N层非晶硅的工艺条件，在已沉积的底电池I层非晶硅膜表面上沉积膜厚约280～300的N层非晶硅膜。

将上述已沉积完非晶硅、微晶硅膜的半成品电池板放入激光刻化机中，以波长530nm的绿光，激光功率为0.2W～0.7W，按照与ITO图形相对应的结构，对非晶硅、微晶硅膜进行刻化，形成相邻电池单元之间的连接通路；用真空蒸发法在已刻划非晶硅、微晶硅膜的半成品电池表面蒸镀铝背电极并实现相邻电池单元之间的电气连接，形成大面积的集成化非晶硅双结叠层太阳能电池板；采用100T的聚脂网版在已蒸镀铝背电极太阳能电池表面丝印具有超强粘附性和韧性的高分子材料，在155℃～160℃下固化30分钟，形成太阳能电池的保护层。

最佳实施例

例1：

(1)首先，在355×1220×3(mm³)玻璃上，采用磁控溅射法沉积一层厚1200，面电阻15Ω/□的ITO透明导电膜；

(2)在已镀上ITO膜的导电玻璃上，采用120T的钢丝网版，按集成型设计的图形丝印一层耐酸油墨保护层，将已印好耐酸油墨保护层的导电玻璃放入烘箱中，在80℃温度下，恒温3分钟，固化耐酸油墨保护层；

(3)将已固化好耐酸油墨保护层的导电玻璃放入FeCl3(35Kg)+HCl(42.5升)+DI水(60升)的混合腐蚀溶液中，调整腐蚀溶液的温度在55～65℃，在腐蚀溶液中腐蚀ITO透明导电膜60秒，腐蚀完后，将导电玻璃放入5％的NaOH溶液中去除耐酸油墨，并用清洗机清洗干净，得到了集成型排列的ITO透明导电膜电极；

(4)将已制作好ITO透明电极的导电玻璃放入四个沉积夹具并推进预烘箱中，在225℃温度下进行预加热1小时左右；

(5)将已加热好的导电玻璃连同夹具放入单室沉积系统中，使用氩离子轰击和高纯氩气对真空室反复进行清洗，启动分子泵抽高真空，当真空度达到9.0×10^-3Pa时，充入沉积顶电池纳晶化P层非晶硅的工作气体，将其工艺条件调整为沉积顶电池P层非晶硅的工艺条件，沉积压力85Pa，沉积温度230℃，以13.56MHz的射频频率、135W的放电功率进行辉光放电，在透明导电膜表面沉积膜厚约100的纳晶化P层非晶硅膜；

(6)沉积完纳晶化P层非晶硅膜后，将残留尾气抽出真空室外，使用氩离子轰击和高纯氩气对真空室反复进行清洗，并启动分子泵抽高真空，充入沉积顶电池I层非晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积顶电池I层非晶硅的工艺条件，沉积压力80Pa，沉积温度230℃，以13.56MHz的射频频率、120W的放电功率进行辉光放电，在已沉积的P层非晶硅膜表面上沉积膜厚约800的I层非晶硅膜；

(7)沉积完I层非晶硅膜后，将残留尾气抽出真空室外，使用氩离子轰击和高纯氩气对真空室反复进行清洗，并启动分子泵抽高真空，通入制备氧化物薄层的工作气体，将工艺条件调整为沉积顶电池I层非晶硅膜和顶电池N层微晶硅膜之间的氧化物薄层的工艺条件，并在顶电池I层非晶硅膜表面制备一层膜厚约50的氧化物阻挡层；

(8)沉积完氧化物阻挡层后，将残留尾气抽出真空室外，对真空室进行清洗和抽高真空，充入沉积顶电池N层微晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积顶电池N层微晶硅的工艺条件，沉积压力87Pa，沉积温度320℃，放电功率200W，在已沉积的氧化物阻挡层表面上沉积膜厚约200的N层微晶硅膜；

(9)沉积完N层微晶硅膜后，清洗真空室和抽高真空，通入制备氧化物薄层的工作气体，将工艺条件调整为沉积顶电池N层微晶硅膜和底电池P层微晶硅膜之间的氧化物薄层的工艺条件，并在顶电池N层微晶硅膜表面制备一层膜厚约50的氧化物阻挡层；

(10)沉积完氧化物阻挡层后，清洗真空室和抽高真空，充入沉积底电池P层微晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积底电池P层微晶硅的工艺条件，沉积压力85Pa，沉积温度320℃，放电功率200W，在已沉积的氧化物阻挡层表面上沉积膜厚约100的P层微晶硅膜；

(11)沉积完P层微晶硅膜后，清洗真空室和抽高真空，充入沉积底电池I层非晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积底电池I层非晶硅的工艺条件，沉积压力95Pa，沉积温度230℃，放电功率145W，进行辉光放电，在已沉积的底电池P层微晶硅膜表面上沉积膜厚约3700的I层非晶硅膜；

(12)沉积完I层非晶硅膜后，清洗真空室和抽高真空，充入沉积底电池N层非晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积底电池N层非晶硅的工艺条件，沉积压力80Pa，沉积温度230℃，放电功率150W，在已沉积的底电池I层非晶硅膜表面上沉积膜厚约300的N层非晶硅膜；

(13)将上述已沉积完非晶硅、微晶硅膜的半成品电池板放入激光刻划机中，以波长530nm的绿光，激光功率为0.6W，按照与ITO图形相对应的结构，在距ITO图形边沿0.1～0.4mm处，对非晶硅、微晶硅膜进行刻划，形成相邻电池单元之间的连接通路；

(14)用真空蒸发法在已刻划非晶硅、微晶硅膜的半成品电池表面蒸镀铝背电极并实现相邻电池单元之间的电气连接，形成大面积的集成化非晶硅双结叠层太阳能电池板；

(15)采用100T的聚脂网版在已蒸镀铝背电极太阳能电池表面丝印具有超强粘附性和韧性的高分子材料，在160℃下固化30分钟，形成太阳能电池的保护层。最后进行封装，形成完整的非晶硅叠层太阳能电池板成品，经测试合格后入库。

(16)、采用防腐蚀、可焊性良好的特殊浆料制作可焊电极。

(17)、采用EVA、TEDLAR及特殊密封胶等高分子材料，在温度为90℃，压力为1个大气压的条件下，利用层压机对电池板进行层压封装8分钟，然后放入烘箱，在130℃的温度下加热固化15分钟，即得到最终的成品电池板。

实施例2：

制造步骤同实施例1，仅改变步骤(11)中的工艺参数：

沉积完P层微晶硅膜后，清洗真空室和抽高真空，充入沉积底电池I层非晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积底电池I层非晶硅的工艺条件，沉积压力76Pa，沉积温度220℃，放电功率125W，进行辉光放电，在已沉积的底电池P层微晶硅膜表面上沉积膜厚约3500的I层非晶硅膜。

实施例3：

制造步骤同实施例1，仅改变步骤(7)和(9)中的工艺参数：

(7)沉积完I层非晶硅膜后，将残留尾气抽出真空室外，用高纯氩气配与弱离子轰击对真空室反复进行清洗并启动分子泵抽高真空，通入制备氧化物薄层的工作气体，将工艺条件调整为沉积顶电池I层非晶硅膜和顶电池N层微晶硅膜之间的氧化物薄层的工艺条件，并在顶电池I层非晶硅膜表面制备一层膜厚约40的氧化物阻挡层；

(9)沉积完N层微晶硅膜后，清洗真空室和抽高真空，通入制备氧化物薄层的工作气体，将工艺条件调整为沉积顶电池N层微晶硅膜和底电池P层微晶硅膜之间的氧化物薄层的工艺条件，并在顶电池N层微晶硅膜表面制备一层膜厚约40的氧化物阻挡层。

实施例4：

制造步骤同实施例1，仅改变步骤(1)、(5)中的工艺参数：

(1)首先，在355×813×3(mm³)玻璃上，采用平面磁控溅射法沉积一层厚1100，面电阻15Ω/□的ZnO透明导电膜；

(5)将已加热好的导电玻璃连同夹具放入单室沉积系统中，使用氩离子轰击和高纯氩气对真空室反复进行清洗，启动分子泵抽高真空，当真空度达到9.0×10^-3Pa时，充入沉积顶电池纳晶化P层非晶硅的工作气体，将其工艺条件调整为沉积顶电池纳晶化P层非晶硅的工艺条件，沉积压力85Pa，沉积温度220℃，以70MHz的高频频率(VHF)、125W的放电功率进行辉光放电，在透明导电膜表面沉积膜厚约100的纳晶化P层非晶硅膜；

其他薄膜层制备中涉及到辉光放电的，均采用70MHz的高频频率。

实施例5：

制造步骤同实施例4，仅改变步骤(8)、(10)中的工艺参数：

(8)沉积完氧化物阻挡层后，将残留尾气抽出真空室外，对真空室进行清洗和抽高真空，充入沉积顶电池N层微晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积顶电池N层微晶硅的工艺条件，沉积压力85Pa，沉积温度280℃，放电功率100W，以70MHz的高频频率进行辉光放电，在已沉积的氧化物阻挡层表面上沉积膜厚约200的N层微晶硅膜；

(10)沉积完氧化物阻挡层后，清洗真空室和抽高真空，充入沉积底电池P层微晶硅的工作气体，调整工艺条件为沉积底电池P层微晶硅的工艺条件，沉积压力85Pa，沉积温度285℃，放电功率115W，进行辉光放电，以70MHz的高频频率进行辉光放电，在已沉积的氧化物阻挡层表面上沉积膜厚约100的P层微晶硅膜。

实施例6：

制造步骤同实施例4，仅改变步骤(14)中的工艺参数：

(14)采用丝印方法在已刻划非晶硅、微晶硅膜的半成品电池表面按照事先设计的背电极图形，丝印制作高导电率的银浆电极并实现相邻电池单元之间的电气连接，形成大面积的集成化非晶硅双结叠层太阳能电池板。

实施例7：制造步骤同实施例1，仅改变步骤(1)、(2)、(3)、(4)中的工艺方法及工艺参数：

(1)首先，在355×1220×3(mm³)玻璃上，采用常压CVD法沉积一层厚1450，面电阻15Ω/□的SnO₂透明导电膜；

(2)采用功率为1.5W～2.2W的红光激光(波长1064nm)刻划SnO₂透明导电膜，形成透明正电极图形。

(3)将已形成透明正电极图形的SnO₂透明导电玻璃基片放入清洗机中进行清洗。

(4)将已制作好SnO₂透明电极并清洗干净的导电玻璃放入沉积夹具并推进预烘箱中，在225℃温度下进行预加热1小时。

本发明适用于低成本大规模工业化生产中，以上仅举几个实施例，但在实际生产中并不局限于上述实施例。

Claims (10)

1、一种太阳能电池，包括：

玻璃基板；

顶电池，形成在玻璃基板上方，包括PIN非晶硅或微晶硅膜；

底电池，形成在顶电池上方，包括PIN非晶硅或微晶硅膜；

其特征在于：在顶电池(12)的本征层(8)和N型层(6)之间存在氧化物阻挡层(7)。

2、根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：还包括位于底电池(14)的P型层(4)和顶电池(12)的N型层(6)之间的氧化物阻挡层(5)。

3、根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：其中顶电池的N型层(6)、氧化物阻挡层(5)和底电池的P型层(4)构成隧道结(13)。

4、根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：单室放置进行辉光放电沉积非晶硅或微晶膜的至少两个以上沉积夹具。

5、一种太阳能电池的制造方法，包括前期准备，透明导电膜玻璃基片清洗整理，后期的背电极、保护背漆的制作和层压封装，其特征是：

第一步、预加热，将面积为355×406-355×1220平方毫米的导电玻璃放入沉积夹具中、推进预烘箱中加热；

第二步、将加热到预定温度为220℃～230℃的透明导电玻璃放入单室沉积系统中；

第三步、对真空室反复进行清洗，启动分子泵抽高真空，充入沉积顶电池纳晶化P层非晶硅的工作气体，调整工艺参数为沉积压力85～86Pa，沉积温度220～230℃，以13.56MHz的射频频率或70MHz甚高频率、125～135W的放电功率进行辉光放电，在透明导电膜表面沉积膜厚100～120的纳晶化P层非晶硅膜；

第四步、沉积完纳晶化P层非晶硅膜后，将残留尾气抽出真空室外，对真空室反复进行清洗，并抽高真空，充入沉积顶电池I层非晶硅的工作气体，沉积压力80Pa，沉积温度230℃，以120W的放电功率进行辉光放电，在已沉积的纳晶化P层非晶硅膜表面上沉积膜厚700～800的I层非晶硅膜；

第五步、将残留尾气抽出真空室外，对真空室反复进行清洗，并抽高真空，通入制备氧化物薄层的工作气体，在顶电池I层非晶硅膜表面制备第一层的氧化物阻挡层；

第六步、将残留尾气抽出真空室外，真空室反复进行清洗和抽高真空，充入沉积顶电池N层微晶硅的工作气体，沉积压力85～87Pa，沉积温度280～320℃，放电功率100～200W，在已沉积的氧化物阻挡层表面上沉积膜厚约200的N层微晶硅膜；

第七步、对真空室反复进行清洗和抽高真空，通入制备氧化物薄层的工作气体，在顶电池N层微晶硅膜表面制备第二层氧化物阻挡层；

第八步、对真空室反复进行清洗和抽高真空，充入沉积底电池P层微晶硅的工作气体，沉积压力85～86Pa，沉积温度280～320℃，放电功率100～200W，在已沉积的氧化物阻挡层表面上沉积膜厚100～120的P层微晶硅膜；

第九步、对真空室反复进行清洗和抽高真空，充入沉积底电池I层非晶硅的工作气体，沉积压力95～97Pa，沉积温度220～230℃，放电功率125～145W，进行辉光放电，在已沉积的底电池P层微晶硅膜表面上沉积膜厚3400～3700的I层非晶硅膜；

第十步、沉积完I层非晶硅膜后，清洗真空室和抽高真空，充入沉积底电池N层非晶硅的工作气体，沉积压力80Pa，沉积温度230℃，放电功率150W，在底电池I层非晶硅膜表面上沉积膜厚280～300的N层非晶硅膜。

6、根据权利要求5所说的一种太阳能电池制造方法，其特征在于：导电玻璃放入沉积夹具中，在烘箱中预加热到220～230℃，同时沉积真空室抽真空，并加热到220～230℃，两者并行同时完成。

7、根据权利要求5所述的太阳能电池制造方法，其特征在于：每完成一层膜的沉积，都要对真空室进行清洗，包括夹具和膜层，用氩离子轰击和高纯氩气反复冲洗，然后再继续沉积后续膜层。

8、根据权利要求5所述的太阳能电池制造方法，其特征在于：在每次用氩离子轰击和高纯氩气冲洗真空室后，用分子泵对真空室快速地抽高真空，当真空度达到6.0～9.0×10^-3Pa时，进行辉光放电沉积非晶硅、微晶硅膜。

9、根据权利要求5或8所述的太阳能电池制造方法，其特征在于：在每沉积一次非晶硅、微晶硅和氧化物阻挡层，均用氩离子轰击配与高纯氩气反复冲洗。

10、根据权利要求5所述的太阳能电池制造方法，其特征在于：在顶电池I层非晶硅膜和顶电池N层微晶硅膜之间，及顶电池N层微晶硅膜和底电池P层微晶硅膜之间分别制作一层40～50氧化物薄膜，形成阻挡杂质相互扩散的、优化隧道结和非晶硅叠层太阳能电池性能的氧化物阻挡层。

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