[实用新型]一种微晶硅太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微晶硅太阳能电池，属于微晶硅薄膜太阳能电池领域。

背景技术

二氧化锡透明导电膜通常采用常压化学气相沉积技术(APCVD)制备，此方法沉积速率快、沉积薄膜均匀、工艺简单、成本低，而且制备的二氧化锡透明导电膜本身就具有绒面结构。因此，二氧化锡透明导电膜价格低廉，被广泛地用于薄膜太阳能电池行业。

现有的微晶硅太阳能电池，一般结构如图2所示，在基底材料1上设有二氧化锡透明导电膜2，在二氧化锡透明导电膜2上方设有P型微晶硅薄膜3，在P型微晶硅薄膜3上方设有i型微晶硅薄膜4，在i型微晶硅薄膜4上方设有n型微晶硅薄膜5，在n型微晶硅薄膜5上方设有背电极6。目前产业化的微晶硅太阳能电池通常都是采用二氧化锡透明导电玻璃基底，但是在采用等离子体增强化学气相淀积技术(PECVD)制备微晶硅太阳能电池的过程中，需要通入大量的氢气稀释硅烷。在高氢稀释度下，二氧化锡透明导电膜无法耐受氢等离子体的持续轰击，很容易被氢还原成单质的锡，从而使得二氧化锡透明导电膜颜色变灰，造成透明导电膜的透光率急剧下降，这样制作的太阳能电池的短路电流和转换效率会降低很多，造成微晶硅太阳能电池功率下降。

目前多采用氧化锌透明导电膜来替代二氧化锡透明导电膜来制备微晶硅薄膜太阳能电池。氧化锌透明导电膜对于氢等离子体是稳定的，同时比二氧化锡透明导电膜具有更好的透光率。但是，目前氧化锌透明导电膜通常是利用溅射方法制备的，此方法生成的氧化锌透明导电膜不具有理想的绒面结构，通常采用酸腐蚀的方法来形成绒面结构，这样就增加了设备的复杂性，提高了制造成本。

发明内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术中存在的不足，提供一种改进的微晶硅太阳能电池，该电池采用二氧化锡透明导电膜作为微晶硅太阳能电池的前电极，在制备微晶硅太阳能电池的过程中二氧化锡透明导电膜能免被氢还原，从而能有效防止二氧化锡透明导电膜透光率下降，使制作的微晶硅薄膜太阳能电池廉价且效率高。

为了达到上述目的，本实用新型提供的一种技术方案是：本实用新型包括基底材料、在基底材料之上设有二氧化锡透明导电膜，在二氧化锡透明导电膜的上方设有P型微晶硅薄膜，在P型微晶硅薄膜之上设有i型微晶硅薄膜，在i型微晶硅薄膜之上设有n型微晶硅薄膜，在n型微晶硅薄膜之上设有背电极，其特征在于：在二氧化锡透明导电膜与P型微晶硅薄膜之间设有氧化锌透明导电膜。

所述氧化锌透明导电膜主要组分为氧化锌(ZnO)，掺杂的元素为铝(AI)、镓(Ga)或锆(Zr)中的一种或多种。

所述氧化锌透明导电膜的厚度为10～100nm。

本实用新型在生长微晶硅前，先采用磁控溅射技术在二氧化锡透明导电膜上沉积10～100nm左右的氧化锌透明导电膜作为保护层，氧化锌透明导电膜的导电性和透光性都比二氧化锡透明导电膜好，因此增加10～100nm的氧化锌透明导电膜不会影响前电极的导电性和透光性。形成氧化锌保护层后，再采用等离子体增强化学气相沉积技术沉积微晶硅，这样就避免了二氧化锡被氢还原。

本实用新型的优点是：采用廉价的二氧化锡透明导电膜作为微晶硅太阳能电池的前电极，利用氧化锌透明导电膜作为保护层，保护二氧化锡透明导电膜免受氢等离子体的轰击，从而有效防止了二氧化锡透明导电膜透光率下降。其工艺简单，而且增加的氧化锌透明导电膜对电池的串联电阻和透光率无明显影响，制作的微晶硅薄膜太阳能电池廉价且效率高。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的结构示意图。

图2为现有的微晶硅薄膜太阳能电池结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，本实用新型包括基底材料1、二氧化锡透明导电膜2，P型微晶硅薄膜3，i型微晶硅薄膜4，n型微晶硅薄膜5、背电极6及氧化锌透明导电膜7，在基底材料1之上设有二氧化锡透明导电膜2，在二氧化锡透明导电膜2之上设有氧化锌透明导电膜7，在氧化锌透明导电膜7之上设有P型微晶硅薄膜3，在P型微晶硅薄膜3之上设有i型微晶硅薄膜4，在i型微晶硅薄膜4之上设有n型微晶硅薄膜5，在n型微晶硅薄膜5的上方设有背电极6。

所述氧化锌透明导电膜主要组分为ZnO，掺杂的元素为AI、Ga或Zr中的一种或多种，并且厚度为10～100nm。

基底材料1可以为玻璃、硅片等硬质材料，也可以为不锈钢、聚合物等柔性材料。

本实用新型加工过程中，在基底材料1之上采用常压化学气相沉积工艺生成绒面结构的二氧化锡透明导电薄膜层2、在二氧化锡透明导电膜2之上沉积氧化锌透明导电膜7、在氧化锌透明导电膜7上沉积P型微晶硅薄膜3、在P型微晶硅薄膜3上沉积i型微晶硅薄膜4、在i型微晶硅薄膜4上沉积n型微晶硅薄膜5及在n型微晶硅薄膜5的上方沉积背电极6的工艺，皆为本领域内的普通技术人员所共知的常规工艺，这里就不再详细介绍。同时，在形成各层膜的过程中对各层膜进行激光刻划形成各种沟槽，以及最后引出接线端子等工序，也是本领域内的普通技术人员人人共知的常识，这里不再介绍。本实用新型的创新点在于在原有结构的微晶硅太阳能电池中的二氧化锡透明导电膜2与P型微晶硅薄膜3之间增加一层氧化锌透明导电膜7，以用于克服现有技术中在制作微晶硅太阳能电池时，前电极二氧化锡透明导电膜易被氢气还原，从而使得二氧化锡透明导电膜颜色变灰，透光率大大降低的缺点。