[发明专利]SnO2为衬底的微晶硅薄膜太阳电池用透明导电薄膜的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及薄膜太阳电池领域，尤其是一种应用在SnO₂为衬底的微晶硅薄膜太阳电池用透明导电薄膜的制备方法。

【背景技术】

随着人类社会的高速发展，对能源的需求也日益加剧。化石燃料和工业革命的结合创造了人类历史上辉煌的现在文明，但同时也造成了当代人类发展所面临的能源危机与环境污染。太阳能用之不竭、取之不尽，因而光伏发电倍受人们瞩目。实践证明，大规模应用太阳电池的一个关键，就是大幅度的降低成本，发展薄膜太阳电池是降低成本的一个有效途径。

对于硅基薄膜太阳电池来说，薄膜非晶硅(a-Si:H)材料适合作太阳电池的最大特点是光吸收系数大，具有较高的光敏性，其吸收峰与太阳光谱峰相近，有利于对太阳光的利用，是极富吸引力的光伏材料。非晶硅(a-Si:H)薄膜太阳电池因其生长温度低、便于大面积生产、耗材少等优点受到人们的重视并得到迅速发展。尽管非晶硅是一种很好的太阳电池材料，但是由于其光学带隙为1.7eV左右，使得材料本身对太阳辐射光谱的长波区域不敏感，限制了非晶硅太阳电池转换效率的进一步提高，而且非晶硅电池本身所固有的S-W效应，使其稳定性不够理想，因而限制了其产业化进程。

氢化微晶硅薄膜(μc-Si:H)是由微晶粒、晶粒边界、空洞和非晶硅共存的复相材料组成，相对于非晶硅材料有很高的有序性，微晶硅电池稳定性大大提高，且微晶硅光学带隙在1.1eV左右，相对于非晶硅，电池响应光谱得到扩展，从0.9μm扩展到1.1μm，提高太阳电池效率的潜力很大，在新能源领域中成为当前的研究热点。

但同非晶硅太阳电池相比，微晶硅太阳电池所需要的P层材料是微晶硅P，此材料的制备往往需要氢稀释。由于成本因素，SnO₂作为衬底材料被广泛应用，但对于目前商业化的SnO₂衬底来说，大量的氢会使SnO₂中的Sn被还原，导致材料的透过率和电学特性劣化，从而影响微晶硅太阳电池的效率。因此，为了实现SnO₂衬底能够应用于微晶硅太阳电池中，需要在沉积微晶硅太阳电池之前在SnO₂衬底上预先沉积保护层，此保护层既能起到保护SnO₂不被氢还原的作用，同时具有很好的光透性。目前通过在SnO₂表面沉积ZnO或TiO₂等透明导电薄膜起到上述保护层功能，但沉积ZnO或TiO₂需要采用溅射或者金属有机物化学气相沉积等技术，而制备微晶硅电池常用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)或热丝化学气相沉积等技术，制备过程中沉积系统的不同不利于降低成本。

【发明内容】

本发明目的旨在为克服现有技术的不足，而提供一种能够提高微晶硅薄膜太阳电池的电池效率且工艺简单、成本低的SnO₂为衬底的微晶硅薄膜太阳电池用透明导电薄膜的制备方法。

本发明为实现上述目的，设计了一种SnO₂为衬底的微晶硅薄膜太阳电池用透明导电薄膜的制备方法，所述微晶硅薄膜太阳电池包括SnO₂衬底及依次沉积在SnO₂衬底上的透明导电薄膜、P型微晶硅、I型本征微晶硅和N型非晶硅，所述透明导电薄膜为非晶硅碳、非晶硅氧，所述在SnO₂衬底上制备透明导电薄膜的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积、热丝化学气相沉积或者甚高频等离子体增强化学气相沉积，该制备透明导电薄膜的沉积方法和制备P型微晶硅、I型本征微晶硅、N型非晶硅的沉积方法相同。

本发明有益效果是：本发明采用如等离子体增强化学气相沉积、热丝化学气相沉积、甚高频等离子体增强化学气相沉积等与制备微晶硅太阳电池相同的化学气相沉积技术，在制备微晶硅太阳电池制备同时，原位沉积具有高光透过、种子层和保护层功能的微晶硅太阳电池用透明导电薄膜，即在SnO₂衬底上依次沉积透明导电薄膜、P型微晶硅、I型本征微晶硅及N型非晶硅具有技术兼容性，可以使用相同的沉积方法，所以针对不同层材料，沉积过程只需要变换反应气体或宏观沉积参数，不需要更换沉积系统，工艺简单且有利于降低成本。

【附图说明】

图1为本发明SnO₂为衬底的微晶硅薄膜太阳电池的示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施例对本发明所述的技术方案进行详细的说明。