[发明专利]一种可调带隙三节薄膜太阳能电池及其制作方法

权利要求书

1、一种可调带隙三节薄膜太阳能电池，包括以玻璃为衬底，与衬底紧连的透明导电薄膜层为正极，Ag为负极，其特征在于在光入射方向上采用带隙宽度依次减小的三种材料串联作为吸收层，组成三节结构；其中第一节顶层为非晶碳化硅薄膜，中间第二节为可调带隙的非晶锗硅薄膜，第三节底层为微晶硅薄膜；其中，第二节中所述的可调带隙的非晶锗硅薄膜组成通式为αGe_xSi_1-x，式中克原子数x为0～0.20，通过调节Ge_xSi_1-x中Ge、Si成份比例来实现材料的带隙分裂，实现更多的光子吸收。

2、按权利要求1所述的可调带隙三节薄膜太阳能电池，其特征在于所述的三节薄膜太阳能电池表示为glass/TCO/P1I1N1/P2I2N2/P3I3N3/AZO/Ag，第1层为透明导电膜TCO，第2层P1为p型非晶碳化硅p-α-SiC，第3层I1为i型非晶碳化硅i-α-SiC，第4层N1为n型非晶碳化硅n-α-SiC，第5层P2为p型非晶锗硅p-α-GeSi，第6层I2为i型非晶锗硅i-α-Ge_xSi_1-x，x＝0～20％，第7层N2为n型非晶锗硅n-α-GeSi，第8层P3为p型非晶硅p-α-Si，第9层I3为i型微晶硅i-μ-Si，第10层N3为n型非晶硅n-α-Si，第11层AZO为氧化锌铝，第12层为银Ag；第2层～第4层组成第一节电池，第5层～第7层组成第二节电池，第8层～第10层组成第三节电池。

3、按权利要求1或2所述的可调带隙三节薄膜太阳能电池，其特征在于所述带隙宽度依次减小的吸收层中第一节吸收层的带隙宽度Eg＝1.92～2.5eV；第二节的吸收层的带隙宽度Eg＝1.43～1.5eV；第三节吸收层的带隙宽度Eg＝1.1eV。

4、按权利要求1或2所述的可调带隙三节薄膜太阳能电池，其特征在于第一节至第三节的多层薄膜的厚度为2.0～2.5μm。

5、按权利要求2所述的可调带隙三节薄膜太阳能电池，其特征在于所述的薄膜电池激光划线实现面内串联，以玻璃为衬底电流行走路线，自下而上依次为P1、I1、N1、P2、I2、N2、P3、I3、N3或Ag导电层，与正极负极相连，由激光划线形成隔离，电流行走路线是正极-Ag-TCO-PIN-Ag-TCO-PIN......-Ag-负极，形成面内互联。

6、按权利要求1所述的可调带隙三节薄膜太阳能电池，其特征在于与衬底玻璃紧连的透明导电层为氧化铟锡。

7、制作如权利要求1所述的可调带隙三节薄膜太阳能电池的方法，其特征在于采用PECVD工艺直接生长吸收层，无需高温退火，工艺步骤是：

a、选择7059玻璃作为衬底，用溅射仪溅射沉积第1层TCO薄膜

b、采用波长为1.06μm激光划线，形成TCO隔离槽；

c、PECVD制作第2层p-SiC:H，沉积频率f＝13.6MHz；

d、PECVD制作第3层i-SiC:H，H₂与[SiH₄+CH₄]的流量比为12～135，沉积频率f＝13.6MHz；

e、PECVD制作第4层n-SiC:H，沉积频率f＝13.6MHz；

f、PECVD制作第5层p-αGeSi，沉积频率f＝13.6MHz；

g、PECVD制作第6层i-αGe_xSi_1-x，沉积频率f＝13.6MHz；

h、PECVD制作第7层n-αGeSi，沉积频率f＝13.6MHz；

i、VHF-PECVD制作第8层p-μSi，沉积频率f＝20MHz；

j、VHF-PECVD制作第9层i-μSi，沉积频率f＝20～80MHz；

k、VHF-PECVD制作第10层n-αSi，沉积频率f＝20MHz；

l、采用激光划线，形成光电吸收层隔离槽；

m、溅射成膜第11层AZO；

n、溅射成膜第12层Ag；

o、采用激光划线，形成电极隔离槽。