[发明专利]一种提高非晶硅太阳能电池转化效率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高非晶硅太阳能电池转化效率的方法，属于半导体应用领域，特别是通过采用在TCO与PIN型非晶硅薄膜间增设缓冲层的方法，提高非晶硅太阳能电池转化效率。

背景技术

世界能源的需求使太阳能电池技术得到了迅猛的发展，目前市场成熟主流的技术以单晶硅和多晶硅太阳电池为主，但由于硅材料的短缺导致的成本极限以及生产晶体硅过程中存在的环境问题，非晶硅薄膜太阳电池具有耗材少、环境友好、成本下降空间较大等优势，科研和生产单位纷纷将非晶硅太阳能电池作为研发主方向。非晶硅太阳能电池的结构以p-i-n型为主，这种非晶硅太阳能电池的结构层包括制备太阳能电池的基体、导电薄膜、PIN型非晶硅薄膜以及背电极等。目前非晶硅太阳能电池存在的主要问题是如何提高转化效率和降低光致衰退效应。现有技术中，对P型非晶硅薄膜和I型非晶硅薄膜的界面处理技术很多，对于导电薄膜和P型非晶硅薄膜之间的界面，由于导电薄膜呈现弱N型，与P型非晶硅薄膜形成反向的PN结，造成太阳电池的电流、电压损失，如何解决这一问题成了本领域的难题。

发明内容

本发明为解决非晶硅太阳能电池由于弱N型导电薄膜与P型非晶硅薄膜形成反向PN结、造成电流和电压损失的技术问题，设计了一种提高非晶硅太阳能电池转化效率的方法，通过在弱N型导电薄膜上沉积生成减缓弱N型导电薄膜与P型非晶硅薄膜形成的反向PN结的缓冲层，提高了非晶硅太阳电池转化效率，降低光致衰退效应，节约能源。

本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种提高非晶硅太阳能电池转化效率的方法，以上方法是在制备非晶硅太阳电池工艺中实现的，所说的工艺包括制备太阳电池的基体、制备弱N型导电薄膜、制备PIN型非晶硅薄膜以及制备背电极，在非晶硅太阳能电池常规工艺中、在基体上制备完成弱N型导电薄膜后，增加了制备弱N型导电薄膜与P型非晶硅薄膜之间的本征型缓冲层的工序，具体包括以下步骤：

A、在基体上制备弱N型导电薄膜后，控制基体温度为160～220℃、并送入化学气相沉积腔室，调整沉积腔室内的真空度为5×10^-5～1×10^-4Pa；

B、在室温条件下，在混气室中将CO₂、H₂、SiH₄按如下体积百分比混合后充入沉积腔室内：

CO₂含量为2～4％、H₂含量为90～93％、SiH₄含量5～8％；

C、控制沉积腔室内沉积压力为90～140pa，沉积温度为160℃～250℃、射频功率密度为0.2W/cm²～0.5W/cm²；

D、在以上沉积氛围中沉积10S～30S后，在弱N型导电薄膜上沉积出本征型缓冲层；

E、在本征型缓冲层形成后按照非晶硅太阳能电池常规工艺继续完成后道工序。

本发明的关键在于，在弱N型导电薄膜上制备用于减缓弱N型导电薄膜与P型非晶硅薄膜形成反向PN结、造成非晶硅太阳能电池电流、电压损失的缓冲层。缓冲层是掺杂浓度很低的本征半导体层，本征半导体扩大了弱N型导电薄膜与P型非晶硅薄膜形成的反向PN结的耗尽层宽度，从而降低了反向PN结造成的电压、电流损耗，提高了非晶硅太阳电池的转化效率，降低了光致衰退效应。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明中非晶硅太阳电池的结构层示意图。

附图中，1代表基体，2代表弱N型导电薄膜，3代表缓冲层，4代表PIN型非晶硅薄膜，5代表背电极。

具体实施方式

参看图1，一种提高非晶硅太阳能电池转化效率的方法，以上方法是在制备非晶硅太阳电池工艺中实现的，所说的工艺包括制备太阳电池的基体1、制备弱N型导电薄膜2、制备PIN型非晶硅薄膜4以及制备背电极5，在非晶硅太阳能电池常规工艺中、在基体1上制备完成弱N型导电薄膜2后，增加了制备弱N型导电薄膜2与P型非晶硅薄膜之间的本征型缓冲层3的工序，具体包括以下步骤：

A、在基体1上制备弱N型导电薄膜2后，控制基体1温度为160～220℃、并送入化学气相沉积腔室，调整沉积腔室内的真空度为5×10^-5～1×10^-4Pa；

B、在室温条件下，在混气室中将CO₂、H₂、SiH₄按如下体积百分比混合后充入沉积腔室内：