[发明专利]叠层硅基异质结太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种叠层硅基异质结太阳能电池。

背景技术

非晶硅由于其带隙较宽通常作为叠层太阳能电池窗口层，但是氢化非晶硅(a-Si:H)太阳能电池的光致衰减(stacbler-wronski效应)问题始终没有得到很好解决，非晶硅带隙要比晶体硅高，非晶硅与晶体硅容易形成高界面态密度，造成电池效率降低。

CN101771097A公开了一种带隙可调控的硅基异质结太阳电池，结合了晶体硅与薄膜材料的特点，形成一种非晶硅碳/非晶硅/微晶硅/晶体硅太阳电池结构，有利于减弱非晶硅薄膜的光致衰减效应，提高太阳电池的稳定性；在不同种类或结构的半导体材料界面形成双异质结。但是其电池效率的提高仍然有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种叠层硅基异质结太阳能电池，有效减弱非晶硅的光致衰减效应。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种叠层硅基异质结太阳能电池，具有硅片，所述的硅片具有c-Si(p)基体，所述的c-Si(p)基体正面沉积有nc-Si:H(i)层，所述的nc-Si:H(i)层正面沉积有a-Si:H(n+)层，所述的nc-Si:H(i)层的厚度为3～5nm，所述的a-Si:H(n+)层的厚度为10～15nm，所述的c-Si(p)基体背面沉积有a-Si:H(i)层，所述的a-Si:H(i)层背面沉积有nc-Si(p+)层，所述的a-Si:H(i)层的厚度为3～5nm，所述的nc-Si(p+)层的厚度为10～15nm。

c-Si(p)即P型晶体硅，nc-Si:H(i)即氢化纳米硅，a-Si:H(n+)即n+氢化非晶硅，a-Si:H(i)即氢化非晶硅本征，nc-Si(p+)即p+纳米晶体硅。

具体地，所述的nc-Si:H(i)层的厚度为5nm，所述的a-Si:H(n+)层的厚度为10nm，所述的a-Si:H(i)层厚度为5nm，所述的nc-Si(p+)层的厚度为10nm。

进一步地，所述的a-Si:H(n+)层正面沉积有正面透明导电薄膜层，所述的正面透明导电薄膜层上印刷有正面电极，所述的nc-Si(p+)层背面沉积氧化铝薄膜，所述的氧化铝薄膜的厚度为1～2nm，所述的氧化铝薄膜与nc-Si(p+)层之间开有连通孔，所述的氧化铝薄膜背面沉积有背面透明导电薄膜层，所述的背面透明导电薄膜层背面印刷有背面电极。

进一步地，所述的正面透明导电薄膜层的厚度为80～110nm，所述的背面透明导电薄膜层的厚度为80～110nm，具体地，所述的正面透明导电薄膜层的厚度为100nm，所述的背面透明导电薄膜层的厚度为100nm。

一种叠层硅基异质结太阳能电池的制作方法，(1)将c-Si(p)基体清洗制绒后正面沉积nc-Si:H(i)层，所述的nc-Si:H(i)层的厚度为3～5nm，(2)所述的nc-Si:H(i)层正面沉积a-Si:H(n+)层，所述的a-Si:H(n+)层的厚度为10～15nm，(3)所述的a-Si:H(n+)层正面沉积正面透明导电薄膜层，所述的正面透明导电薄膜层的厚度为80～110nm，(4)所述的正面透明导电薄膜层正面印刷正面电极，(5)所述的c-Si(p)基体背面沉积a-Si:H(i)层，所述的a-Si:H(i)层的厚度为3～5nm，(6)所述的a-Si:H(i)层背面沉积nc-Si(p+)层，所述的nc-Si(p+)层的厚度为10～15nm，(7)所述的nc-Si(p+)层背面沉积氧化铝薄膜，所述的氧化铝薄膜的厚度为1～2nm，(8)所述的氧化铝薄膜与nc-Si(p+)层之间制成连通孔，(9)所述的氧化铝薄膜背面沉积背面透明导电薄膜层，所述的背面透明导电薄膜层的厚度为80～110nm，(10)所述的背面透明导电薄膜层背面印刷背面电极。

本发明的有益效果是：1、c-Si(p)基体正面沉积的nc-Si:H(i)层的主要作用是：(1)缓冲非晶硅与晶体硅带隙变化；(2)进一步降低非晶硅光致衰减效应。2.a-Si:H(i)层背面沉积的nc-Si(p+)层的主要作用是：提高晶体硅的接触势垒，从而提高开路电位，提高电池效率。3.nc-Si(p+)层背面沉积氧化铝薄膜的作用：氧化铝薄膜可以有效钝化nc-Si(p+)层表面，降低nc-Si(p+)层表面复合速率，从而进一步提高太阳能电池的效率。

本发明减弱了非晶硅的光致衰减效应，改变了晶体硅与非晶硅之间的带隙突变结构，以及增加了叠层电池被钝化效果，有利于提高电池效率，而且利于产业化，生产方便。