[发明专利]一种横向结构的PIN太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种横向结构的PIN太阳能电池，其特征在于设有：

p型半导体层，所述p型半导体层上设有凹槽，在凹槽内依次形成本征半导体层(i层)和n型半导体层，在本征半导体层(i层)和n型半导体层上再分别蒸镀上电极和减反膜，在p型半导体层底部蒸镀背电极；或

设有n型半导体层，所述n型半导体层上设有凹槽，在凹槽内依次形成本征半导体层(i层)和p型半导体层，在本征半导体层(i层)和p型半导体层上再分别蒸镀上电极和减反膜，在n型半导体层底部蒸镀背电极。

2.如权利要求1所述的一种横向结构的PIN太阳能电池，其特征在于所述背电极的底部设有衬底。

3.如权利要求1所述的一种横向结构的PIN太阳能电池，其特征在于所述上电极选自铝上电极、钛上电极、钯上电极、银上电极、镍上电极或金上电极；所述减反膜可选自氮化硅减反膜或氧化钛减反膜；所述p型半导体可选自p型晶体硅、非晶硅或非晶碳化硅；所述本征半导体可选自本征晶体硅、非晶硅或非晶碳化硅；所述n型半导体可选自n型晶体硅、非晶硅或非晶碳化硅等半导体材料，所述背电极可选自铝背电极、钛背电极、钯背电极、银背电极、镍背电极或金背电极；所述衬底可选自石英、玻璃、陶瓷或不锈钢。

4.如权利要求1所述的一种横向结构的PIN太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将衬底进行标准清洗后，采用光刻技术在衬底上刻出条状图形，然后采用刻蚀技术在衬底上刻出凹槽。最后去除光刻胶；所述衬底为p型衬底或n型衬底；

2)将样品进行标准清洗后放入外延生长设备，首先生长本征半导体层(i层)，然后再生长半导体层，生长结束；所述半导体层为n型半导体层或p型半导体层；

3)采用刻蚀技术去除生长于衬底凹槽以外的半导体层和本征半导体层(i层)，形成横向的p-i-n结；所述半导体层为n型半导体层或p型半导体层；

4)在样品表面沉积减反膜；

5)采用光刻技术在样品表面刻出上电极的图形后，去除图形中的减反膜，再沉积上电极，然后进行剥离，并对上电极进行退火；

6)在经过处理的样品背面沉积背电极，并对背电极进行退火。

5.如权利要求4所述的一种横向结构的PIN太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述衬底采用p型晶体硅或n型晶体硅；所述凹槽是用于外延生长所述i层和所述n型半导体层或p型半导体层，凹槽的深度最好为2～500μm，凹槽的宽度最好为20～500μm，凹槽的间距最好为1～200μm。

6.如权利要求4所述的一种横向结构的PIN太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述外延生长设备采用分子束外延、超高真空化学气相沉积或金属有机物化学气相沉积；所述本征半导体层(i层)可采用本征晶体硅，所述本征半导体层(i层)的厚度最好为5～200μm，所述n型半导体层可采用n型晶体硅，所述p型半导体层可采用p型晶体硅，所述n型半导体层和p型半导体层的厚度最好为1～50μm。

7.如权利要求1所述的一种横向结构的PIN太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将衬底进行清洗后沉积背电极；

2)将经过清洗的样品放入生长设备中，生长半导体层，生长结束；所述半导体层为n型半导体层或p型半导体层；

3)将样品采用光刻技术刻出条状图形后，采用刻蚀技术在生长于样品的半导体层上刻出凹槽，然后去除光刻胶；所述半导体层为n型半导体层或p型半导体层；

4)将样品放入生长设备，先生长一定厚度的本征半导体层(i层)。然后再生长半导体层，生长结束；所述半导体层为n型半导体层或p型半导体层；

5)采用刻蚀技术去除生长于样品凹槽以外的半导体层和本征半导体层(i层)，形成所述横向的p-i-n结；所述半导体层为n型半导体层或p型半导体层；

6)在样品表面沉积减反膜；

7)采用光刻技术在样品表面刻出上电极的图形后，去除图形中的减反膜，再沉积上电极。然后进行剥离。最后对电极进行退火。

8.如权利要求7所述的一种横向结构的PIN太阳能电池的制备方法，其特征在于在步骤2)中，所述半导体层采用非晶硅或非晶碳化硅，所述半导体层的厚度最好为100nm～5μm。