[发明专利]一种薄膜太阳电池膜系和薄膜太阳电池以及薄膜太阳电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜太阳电池膜系和薄膜太阳电池，还涉及一种薄膜太 阳电池的制造方法，属于光伏太阳电池技术领域。

背景技术

随着能源在世界范围内的紧张和短缺，人们对开发新能源的重视程度日 益提高，尤其是以太阳能为首的绿色能源的开发和利用日趋重视。太阳能以 其无污染、无地域性限制和全天候利用等独特的优势而受到广泛关注和青睐。

基于成熟度、可靠性、低成本，易于与其他薄膜光伏材料结合使用，以 及具有能配合设计、制备方法进步而改良工艺技术的特性，薄膜太阳电池的 薄膜光伏模组制备技术成为最具发展潜力的一种太阳能电池产业。但是，目 前的非晶硅薄膜-微晶硅薄膜光伏模组普遍存在光电转换率低的问题，至今仍 在8.5％左右，制约了薄膜太阳电池的应用和发展。其中，薄膜太阳电池的膜 系结构是影响薄膜光伏模组光电转换率的关键因素之一。微晶硅薄膜吸收太 阳光的光谱吸收中心为1.75ev，微晶硅吸收太阳光的光谱吸收中心为1.0ev， 若二者串联，则有更广阔的光谱吸收空间，因此获得较高的光伏转换效率。 然而氢悬浮键与尾带能阶在非晶硅的i层中与微晶硅的i层中，造成扭曲的内 电场，使载子的漂移速度降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种薄膜太阳电池膜系，本发明的目的还在于提供 一种薄膜太阳电池，同时，本发明还提供了一种薄膜太阳电池的制造方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种薄膜太阳电池膜系，该膜系包括一个由非晶硅p-i-n结和微晶硅p-i-n 结串联设置的双结层p-i-n/p-i-n，所述微晶硅p-i-n结的p型微晶硅层设置于所 述非晶硅p-i-n结的n型非晶硅层上，所述非晶硅p-i-n结的p型非晶硅层上设 置有重掺杂的P⁺型非晶硅层，所述微晶硅p-i-n结的n型微晶硅层上设置有重 掺杂的N⁺型微晶硅层，该膜系结构为P⁺/p-i-n/p-i-n/N⁺。

进一步地，在所述非晶硅p-i-n结的n型非晶硅层和所述微晶硅p-i-n结的 p型微晶硅层之间设置有缓冲层，所述缓冲层为透明导电层。

其中，所述P⁺层的掺杂物的浓度与硅原子的浓度比为(10～100)∶100000， 所述N⁺层的掺杂物的浓度与硅原子的浓度比为(5～100)∶100000。

所述P⁺层的厚度为1～10nm，所述N⁺层的厚度为2～15nm。所述非晶硅 p-i-n结的p层、i层、n层的厚度比为2∶(6～10)∶3，其中p型非晶硅层的厚 度为15～30nm。所述微晶硅p-i-n结的p层、i层、n层的厚度比为2∶(6～10)∶3， 其中p型微晶硅层的厚度为150～300nm。所述非晶硅p-i-n结的总厚度与所 述微晶硅p-i-n结的总厚度的比为1∶(8～15)。

一种薄膜太阳电池，包括基板、设置在基板上的透明导电层、背电极以 及设置在透明导电层和背电极之间的太阳电池膜系，所述膜系包括一个由非 晶硅p-i-n结和微晶硅p-i-n结串联设置的双结层p-i-n/p-i-n，所述微晶硅p-i-n 结的p型微晶硅层设置于所述非晶硅p-i-n结的n型非晶硅层上，所述非晶硅 p-i-n结的p型非晶硅层上设置有重掺杂的P⁺层，所述微晶硅p-i-n结的n型微 晶硅层上设置有重掺杂的N⁺层，该膜系结构为P⁺/p-i-n/p-i-n/N⁺。

进一步地，在所述非晶硅p-i-n结的n型非晶硅层和所述微晶硅p-i-n结的 p型微晶硅层之间设置有缓冲层，所述的缓冲层为透明导电层。

一种薄膜太阳电池的制造方法，包括以下步骤：

(1)将基板放入真空溅镀腔内，在基板的一个面上镀制透明导电膜，即 TCO层，然后用激光切割TCO层；