[发明专利]微晶硅薄膜太阳能电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种微晶硅薄膜太阳能电池的制造方法。

背景技术

微晶硅薄膜太阳能电池对于提高硅基薄膜太阳能电池的光电转换效率具有重要的作用。与非晶硅相比，微晶硅具有更小的光学带隙、稳定的光学和电学性能，使得微晶硅薄膜电池能更多的吸收太阳光线，获得更高的光电转换效率。将微晶硅电池与非晶硅电池结合，制备非晶硅/微晶硅双结、非晶硅/非晶硅锗/微晶硅三结、非晶硅/微晶硅/微晶硅三结结构的叠层电池，可以获得光电效率高于12％的高性能的硅基薄膜太阳能电池。

目前，微晶硅薄膜电池的发展和应用最关键的两个技术问题在于高速均匀沉积和高的光电转换效率。硅基薄膜电池现有的光电转换效率在9-10％，远低于晶硅电池的转换效率，硅基薄膜电池的发展和广泛应用需要进一步提升电池的光电转换效率。在诸多限制硅基薄膜电池光电转换效率的因素中，微晶硅薄膜电池的内部缺陷的形成是目前实验发现中，影响最重要的一个。在实验和生产中，微晶硅薄膜电池均在特定的真空设备中进行制备，由于目前设备技术的限制，在制备的过程中不可避免地产生空气向真空设备内的泄入，从而使制得的微晶硅薄膜中引入了氧和氮等杂质。这些杂质形成一定的缺陷，降低了微晶硅薄膜电池吸收太阳光后的由太阳能转换成电能的效率。因此，如何在微晶硅薄膜制备中，减少空气中的杂质气体，尤其是氧的含量，或者利用掺杂来降低氧杂质的影响，对提高微晶薄膜电池的光电转换效率具有重要的作用。然而，在现有的阶段，设备的真空技术水平或性能，无法很好的实现的通过提高设备的真空度降低杂质含量。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种微晶硅薄膜太阳能电池的制造方法，通过控制氧杂质的含量，能够进一步提高微晶硅薄膜电池光电转换效率。

为达到上述目的，本发明提供的一种微晶硅薄膜太阳能电池的制造方法，包括：

在不锈钢基板上沉积银Ag薄膜和氧化锌ZnO薄膜；

在所述ZnO薄膜表面沉积掺P的负电极层；

在所述负电极层表面沉积微晶硅薄膜；在此过程中掺入微量的B或Ga或In；

在所述微晶硅层表面沉积掺B的正电极层；

在所述正电极层表面沉积透明导电氧化物TCO薄膜。

根据微晶硅薄膜中杂质O的含量确定掺杂的B或Ga或In的浓度。

微晶硅薄膜中O杂质的含量为10¹⁷-10¹⁹at/cm³。

微晶硅薄膜中的B或Ga或In掺杂含量为10¹⁵-10¹⁷at/cm³。

本发明提供的另一种微晶硅薄膜太阳能电池的制造方法，包括：

在玻璃基板上沉积透明导电氧化物TCO薄膜；

在所述TCO薄膜表面沉积掺B的正电极层；

在所述正电极层表面沉积微晶硅薄膜；在此过程中掺入微量的B或Ga或In；

在所述微晶硅层表面沉积掺P的负电极层；

在所述负电极层表面沉积AZO薄膜和金属背电极。

根据微晶硅薄膜中杂质O的含量确定掺杂的B或Ga或In的浓度。

微晶硅薄膜中O杂质的含量为10¹⁷-10¹⁹at/cm³。

微晶硅薄膜中的B或Ga或In掺杂含量为10¹⁵-10¹⁷at/cm³。

本发明的优点：

本发明的方法通过对微晶硅的沉积工艺进行改进来提高微晶硅薄膜电池的光电转换效率。在制备微晶硅薄膜电池的微晶硅本征层时，控制杂质氧的含量，同时采用微量掺杂的方式降低氧杂质的影响，以获得高光电转换效率的微晶硅薄膜电池。通过以上工艺设计，0.5nm/s高速沉积速率下制备的微晶硅薄膜单结电池的光电转换效率达到10％，采用这种微晶硅的非晶硅/微晶硅/微晶硅三结电池的转换效率达到12％。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为根据本发明方法实施例的流程图；

图2为说明本发明方法实施例的微晶硅薄膜太阳能电池的结构示意图；

图3为根据本发明方法另一实施例的流程图；