[发明专利]薄膜太阳电池、组件及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域，具体地说涉及薄膜太阳电池、组件及制造方法。

背景技术

硅基薄膜电池根据生长顺序可分为PIN和NIP结构，但在应用中为了获得高的转换效率，P层通常作为窗口层，太阳光通过该层进入电池。结构为PIN的电池通常生长在高透光的超白玻璃衬底上，利用激光可以较为容易地实现图形化，从而实现电池的串联和并联结构，形成组件。但该结构中玻璃界面的反光造成了约8％的入射光损失；另一方面，P//I界面在生长过程中，难以控制生长P层后掺杂剂对I层的沾污。目前主要通过以下技术来克服P层掺杂剂向I层的渗透影响：(1)采用多腔室生长；(2)在单腔室生长的情况下，利用水汽处理来去除杂质(例如硼)。但第一种方法增加了设备成本，第二种方法容易造成残余沾污，影响了器件性能。

相对于PIN，NIP结构的电池对衬底的要求大大较低，不锈钢、塑料膜和玻璃都可以作为NIP电池的衬底。这种电池结构在制作工艺中可以避免P层掺杂剂对膜层和腔室的沾污，也可以很好地控制P/I界面处掺杂分布状况，无需复杂的设备结构和多余处理工艺。从相关文献报道来看，NIP结构的电池容易得到优于PIN的性能，并可以通过对顶电池封装材料的优化选择来满足高透光和轻薄化的要求。采用NIP结构能够很容易将非晶硅电池的电压控制在0.9V以上，微晶硅电池的电压控制在0.5V以上。并且易于引入微晶硅替代非晶硅作为顶电池接触层，减少前电极(透明导电氧化物层)与接触层的界面电阻，同时减少接触层对入射光的吸收，提高器件的在可见光波段的量子效率。

但由于衬底材料的不透光或难以承受高温，通常难以利用激光划线来对膜层进行图形化，使得电池在实现串、并联过程中因透明电极和串联结构引入的电阻损耗大大高于NIP结构的电池和组件。因此，目前NIP结构的商用组件效率偏低。

综上所述，目前的NIP结构的薄膜太阳电池存在电阻损耗高和图形化困难的缺陷。

发明内容

本发明提供一种薄膜太阳电池、组件及制造方法，用于解决现有薄膜太阳电池制造技术存在的电阻损耗高、图形化困难等缺陷，简单、高效地制造出高性能太阳薄膜电池。

根据本发明的一个方面，提供一种薄膜太阳电池，其中，包括：

衬底100；

第一透明导电氧化物层410，形成于所述衬底100之上；

至少一个NIP结510，形成于所述第一透明导电氧化物层410之上；

第二透明导电氧化物层610，形成于所述NIP结510之上；

其特征在于，

在所述衬底100和第一透明导电氧化物层410之间形成本征半导体黏附层210和金属薄膜层310，所述本征半导体黏附层210与所述衬底100相接触，所述金属薄膜层310与所述第一透明导电氧化物层410相接触。

根据本发明的另一个方面，提供一种制造薄膜太阳电池的方法，其中，包括以下步骤：

提供一衬底100，在所述衬底100上形成第一透明导电氧化物层410；

在所述第一透明导电氧化物层410上形成至少一个NIP结510；

在所述NIP结510上所述第二透明导电氧化物层610；

其特征在于，

在所述衬底100和第一透明导电氧化物层410之间形成本征半导体黏附层210和金属薄膜层310，所述本征半导体黏附层210与所述衬底100相接触，所述金属薄膜层310与所述第一透明导电氧化物层410相接触。

根据本发明的又一个方面，提供一种制造薄膜太阳电池组件的方法，包括以下步骤：

(a)提供一衬底100，在所述衬底100上形成本征半导体黏附层210；

(b)在所述本征半导体黏附层210上形成金属薄膜层310；

(c)在所述本征半导体黏附层210和金属薄膜层310，形成第一开口P0；

(d)在所述金属薄膜层310上形成第一透明导电氧化物层410，所述第一透明导电氧化物层410填充所述第一开口P0；

(e)在所述本征半导体黏附层210、金属薄膜层310和第一透明导电氧化物层410上，紧邻所述第一开口P0形成第二开口P1；

(f)在所述第一透明导电氧化物层410上形成至少一个NIP结510，所述NIP结510中的N层510n填充所述第二开口P1；

(g)在所述NIP结510上，形成第三开口P2，所述第三开口P2形成于所述第一开口P0的位置，且所述第三开口P2的宽度小于所述第一开口P0；