[发明专利]高转化率硅基单结多叠层PIN薄膜太阳能电池及其制造方法

权利要求书

1. 一种高转化率硅基单结多叠层PIN薄膜太阳能电池，其特征是，该电池的结构为：

基片/TCO/n-μc-Si_1-xGe_x/i-μc-Si/i-A-Si_1-xGe_x/i-A-Si/i-μc-SiC/p-A-SiC/TCO/减反射膜；或减反射膜/玻璃/TCO/p-A-SiC/i-μc-SiC/i-A-Si/i-A-Si_1-xGe_x/i-μc-Si/n-μc-Si_1-xGe_x/TCO/Al，

其中，0≤x≤1；“/”表示两层之间的界面；n-表示电子型半导体，i-表示本征半导体，p-表示空穴型半导体；A-表示非晶体，μc-表示微晶。

2. 根据权利要求1所述高转化率硅基单结多叠层PIN薄膜太阳能电池，其特征是，所述减反射膜为多孔SiO₂膜，或纳米纤维SiO₂膜，或SiO₂/TiO₂复合膜；其中，所述多孔SiO₂膜选用孔隙率10-50％，孔径50nm-1000nm的多孔SiO₂膜产品；所述纳米纤维SiO₂膜选用纤维直径50nm-500nm，长径比1∶5-1∶10的纳米纤维SiO₂；所述SiO₂/TiO₂复合膜可以是单层复合和多层复合，包括厚度145nm的TiO₂/厚度95nm的SiO₂，或厚度15nm的 TiO2/厚度35nm的SiO₂/厚度150nm 的TiO₂/厚度100nm的SiO₂。

3. 根据权利要求1所述高转化率硅基单结多叠层PIN薄膜太阳能电池，其特征是，所述TCO为透明导电氧化物膜，它的技术参数为：纯度在99.9％以上，可见光透过率大于90％；电阻率小于1×10^-3欧姆厘米，薄膜厚度50nm-5000nm；该TCO为Ag或Al、Ga、掺杂的ZnO_x、ITO透明导电氧化物薄膜材料。

4. 一种如权利要求1所述的高转化率硅基单结多叠层PIN薄膜太阳能电池的制造方法，包括：

对不锈钢基片或玻璃基片进行清洗；

用常规工艺制备TCO层、减反射膜；其特征是，

采用PECVD沉积工艺，激光结晶工艺，等离子掺杂工艺和PECVD过渡层工艺制备硅基薄膜，以获得高质量的膜层和降低各叠层之间的界面电阻；或者用HD-PECVD工艺制备硅基薄膜；

采用PECVD氢化工艺，对硅基薄膜层进行氢化处理，以保持各膜层材料性能的稳定和改善透明导电薄膜材料与界面的透光率和导电性。

5. 根据权利要求4所述高转化率硅基单结多叠层PIN薄膜太阳能电池的制造方法，其特征是，对不锈钢基片或玻璃基片的清洗工艺分两步进行：

第一步，用HCl∶H₂O₂∶H₂O＝10∶1∶50的溶液在60℃-70℃清洗5分钟-10分钟；

第二步，用NH₄OH∶H₂O₂∶H₂O＝10∶1∶50的溶液在60℃-70℃清洗5分钟-10分钟；最后用水清洗干净。

6. 根据权利要求4所述高转化率硅基单结多叠层PIN薄膜太阳能电池的制造方法，其特征是，所述激光结晶工艺使用波长为308nm XeCl excimer激光，通过控制激光的输出功率，步进速度和时间，使非晶Si，Si_1-xGe_x，SiC重结晶形成微晶或形成类单晶的Si，Si_1-xGe_x，SiC薄膜。

7. 根据权利要求4所述高转化率硅基单结多叠层PIN薄膜太阳能电池的制造方法，其特征是，所述PECVD氢化工艺通过调整氢气和氮气的体积比和等离子的能量，在100℃-400℃温度下对薄膜进行氢化处理，以增强薄膜材料的稳定性；所述氢气和氮气的体积比为10-100倍。