[发明专利]一种新型叠层薄膜太阳能电池及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域，具体地说是一种叠层薄膜太阳能电池的制作方法。

背景技术

众所周知，随着全球能源危机的日益加剧，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，在全球范围内越来越受到关注，其中，光伏发电是大规模、经济地利用太阳能的最重要的手段之一，太阳能电池组件是实现光电转换的最主要的部件，目前市场是占据最主要市场的是晶体硅太阳能电池，约占整个太阳能电池市场份额的80％左右，其余则由以非晶硅及CIGS 太阳能电池为代表的薄膜太阳能电池所占据。受原材料限制和制备工艺的影响，晶体硅电池已经很难再提高转换效率和降低成本，目前各国都将研究重点转向了低成本、高效率、大面积的薄膜太阳能电池的研发上。

薄膜太阳能电池是在廉价的玻璃、不锈钢或塑料衬底上附上厚度只有几微米的感光材料制成。与晶体硅太阳能电池相比，薄膜太阳能电池具有用材少、重量轻、外表光滑、安装方便等优点。早在20世纪70年代初，Carlson等就已经开始了对薄膜太阳能电池的研制工作。目前已经能进行产业化大规模生产的薄膜电池主要有3种：硅基薄膜太阳能电池、铜铟镓硒薄膜太阳能电池(CIGS)、碲化镉薄膜太阳能电池(CdTe)。薄膜太阳能电池虽然早已出现，但由于光电转换效率低、衰减率(光致衰退率)较高等问题，前些年未引起业界的足够关注，市场占有率很低。如果能对传统的薄膜太阳能电池结构进行改进，拓宽其光谱吸收范围和转换效率，将大大增加薄膜太阳能电池的市场竞争能力，具有很好的应用前景。

发明内容

本发明为了克服传统薄膜太阳能电池存在的不足，提出一种能够显著提高太阳能电池的光电转换效率，降低生产成本，使用效果好的确叠层薄膜太阳能电池的制作方法。

一种叠层薄膜太阳能电池，其特征在于由玻璃衬底、下电极层、下子电池层、中间层、上子电池层和上电极层叠加构成。

本发明中下电极层和中间层为透明导电氧化物层，一般采用氧化锌层，其厚度范围为5-10nm。

本发明中下子电池层由P型非晶硅层、非晶硅层、N型非晶硅层构成。

本发明中上子电池层由P型微晶硅层、多晶硅层、N型多晶硅层构成。

一种叠层薄膜太阳能电池的制作方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：采用在线CVD方法，在玻璃衬底上制备TCO透明导电氧化物膜层，形成下电极层，

步骤二：在下电极层上，在真空好于10^-6托的真空室中，衬底温度为200-250℃，反应压力为600-1000毫托的条件下，采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法，依次沉积P型非晶硅层、非晶硅层、N型非晶硅层，形成下子电池层，

步骤三：在下子电池层之上，在衬底温度200-300℃，反应压力600-800毫托的条件下，以有机锌化物和一氧化二氮为气源，采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法，制备氧化锌层作为中间层，

步骤四：在氧化锌中间层上，在衬底温度200-300℃，反应压力500-800毫托，射频电源功率为13.56MHZ的条件下，采用四氯化硅和氢气作为气源，采用等离子增强化学气相沉积（PECVD）法，依次制作P型微晶硅层、多晶硅层、N型多晶硅层，形成上子电池层，

步骤五：在上子电池层之上，采用磁控溅射方法，制备ZnO/Al上电极层。

本发明步骤一中的衬底可以采用纯白玻璃板，下电极层为透明导电氧化物层，一般采用氧化锌层，其厚度范围为5-10nm。。

本发明步骤二中所述下子电池层的制作中，P型非晶硅层的厚度为20-30nm，非晶硅层的厚度为100-200nm, N型非晶硅层的厚度为15-20nm。

本发明中步骤三所述中间层为透明导电氧化物层，一般采用氧化锌层，其厚度范围为5-10nm。

本发明步骤四中P型微晶硅层的厚度为20-50nm，多晶硅层的厚度为100-300nm，N型多晶硅层的厚度为80-100nm。

本发明中步骤五所述上电极层为氧化锌掺铝（ZnO/Al）。

本发明采用不同禁带宽度的材料制备分别制备上子电池层和下子电池层两个子电池，拓宽了光谱吸收范围，有效地提高了光电转换效率，降低了生产成本，具有成本低、效果好等显著优点。

附图说明：

附图为本发明的结构示意图。

附图标记：衬底1、下电极层2、P型非晶硅层3、非晶硅层4、N型非晶硅层5、中间层6、P型微晶硅层7、多晶硅层8、N型多晶硅层9、上电极层10。