[发明专利]具有n层保护窗口层的非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池，具体涉及一种具有n层保护层的非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法。

背景技术

在生产非晶硅薄膜太阳电池的工艺过程中，大多选用sputter磁控溅射技术在背板形成背电极，但是有时会由于溅射时产生的轰击作用，对非晶n层表面产生损伤，导致电池的电子收集能力的下降，进而影响了非晶硅薄膜太阳能电池的转换效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以防止在形成背电极时由于溅射的轰击作用损伤非晶n层表面、电子的收集能力和转换效率更高的具有n层保护窗口层的非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法。

本发明的技术解决方案是：

具有n层保护窗口层的非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法，它是在衬底基板上依次沉积完p层、i层和n层以后，通过喷淋水气，在n层表面形成一层SiO₂窗口层，具体包括以下步骤：

a）制备硅碳薄膜p层：在真空密闭腔室内，通入SiH4、H₂、CH₄、TMB气体，四种气体的比例依次为2:5:4:6，气体通入时间为40～70秒，在TCO玻璃衬底基板表面沉积硅碳薄膜p层；真空密闭腔室压强控制在10～50 Pa，温度加热到220℃，射频发生器的频率为40.46MHz，功率为250～300W，气体流速为34～40升/分钟；

b)制备缓冲层：关闭TMB气体进气阀，继续通入SiH₄、H₂、CH₄ 气体30～50秒，流量比不变，在p型硅碳薄膜表面形成缓冲层；

c) 制备本征i层：关闭CH₄气体进气阀，继续通入SiH₄、H₂ 气体，两种气体流量比为1:1，气体通入时间为600～660秒，在缓冲层表面沉积形成本征i层；气体流速为20～30升/分钟，

d) 制备非晶n层：通入SiH₄、H₂、PH₃气体，三种气体流量比为6:14:4，气体通入时间为40～60秒，在本征i层表面沉积非晶n层；气体流速为24～30升/分钟；

e) 制备窗口层：n层沉积完毕后，喷淋3～5分钟的水气，在非晶n层表面生成一层SiO₂窗口层；水气流量为2升/秒；

f)进入Sputter工序，磁控溅射背电极。

本发明的技术效果是：用本发明的方法制备的非晶硅薄膜太阳能电池在非晶n层之后制备了一层SiO₂窗口层，起到防止在磁控溅射背电极的时候由于溅射作用而对n层薄膜造成损害、进而导致太阳电池电子收集能力的下降。所制备的非晶硅薄膜太阳能电池的电子收集能力和转换效率更高，同时也可以使n层和背电极层之间更好的过渡。

具体实施方式

具有n层保护窗口层的非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法

实例1，具体包括以下步骤：

真空密闭腔室内，将腔室压强控制在25Pa，温度加热到220℃，射频发生器的频率为40.46MHz，功率为250W，通入SiH4、H₂、CH₄、TMB气体，流速为34升/分钟，四种气体的比例依次为2:5:4:6，气体通入时间为40秒，在TCO玻璃衬底基板表面沉积硅碳薄膜p层；

关闭TMB气体进气阀，继续通入SiH₄、H₂、CH₄ 气体40秒，流量比不变，在硅碳薄膜p层上形成缓冲层；

关闭CH₄气体进气阀，继续通入SiH₄、H₂ 气体，流速为20升/分钟，两种气体流量比为1:1，气体通入时间为600秒，在缓冲层上沉积本征i层；

通入SiH₄、H₂、PH₃气体，流速为24升/分钟，三种气体流量比为6:14:4，气体通入时间为40秒，在本征i层上沉积非晶n层；

n层沉积完毕后，喷淋3分钟的水气，流量为2升/秒，使水分子与n层表面硅原子发生化学反应：Si +2OH^-+H₂O → SiO₂+2H₂，生成一层SiO₂保护窗口层（防止在下一道工序进行磁控溅射背电极的时候，由于溅射作用而对非晶n层薄膜表面造成损害）；

进入Sputter工序，磁控溅射背电极。