[发明专利]一种硅基埋栅薄膜太阳能电池的制作方法

说明书

本案是中国发明专利申请CN201110219044.X ，申请日2011-08-02 ，名称“一种硅基埋栅薄膜太阳能电池”的分案申请 

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术，尤其涉及一种硅基埋栅薄膜太阳能电池的制作方法。 

背景技术

光子、电子和声子都是能量的载体。太阳能电池作为光电能量转换器件，主要是光子和电子之间相互交换能量，同时有声子参与这个交换过程。这种能量的相互作用主要发生在太阳电池材料表面数微米的范围内，这为制造薄膜太阳电池提供了物理基础。 

由于太阳光具有弥散性，为了获得数百瓦的电功率，往往需要数平方米的太阳电池器件。为了降低成本，发展大面积微米量级的薄膜太阳电池十分必要。薄膜太阳电池的基本工作原理是利用半导体材料构成的PN 结，光照在太阳能电池内产生电子- 空穴对，经过PN 结电场作用，通过电极引出形成光电流。与多晶硅及单晶硅太阳能电池相比，薄膜太阳能电池的转换效率较低，这与构成薄膜太阳能电池的材料为非晶硅材料有关。非晶硅材料中的缺陷密度大，导致光生载流子在薄膜中的复合率高，从而降低了电池的转换效率。但是，由于薄膜太阳能电池的生产成本低，可以淀积在各种类型的衬底甚至可用柔性衬底，薄膜太阳能电池具有了性价比高的特点，成为了继晶体硅太阳能电池后的第二代太阳能电池。 

现在人们生产的主流薄膜太阳能电池的结构如图1 所示，从上而下分别为：透明顶电极1、底电极4、P 型非晶硅2 和N 型非晶硅3 及绝缘衬底5 组成。P 型非晶硅2 和N 型非晶硅3 叠合连接，在叠合处构成一个PN 结，顶电极1 和底电极4 分别置于P 型非晶硅2上端面和N 型非晶硅3 下端面，最终形成一单结非晶硅薄膜太阳能电池。目前主流工业化薄膜太阳能电池的转换效率大约为7%-10%，由于非晶硅薄膜材料性能提高十分困难，为了进一步提高薄膜太阳能电池的转换效率，设计新型薄膜电池结构显得十分重要。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅基埋栅薄膜太阳能电池的制作方法,由下述技术方案来实现： 

所述硅基埋栅薄膜太阳能电池，包括一顶电极、一与衬底连接的底电极、P型硅薄膜和N型硅薄膜，其中所述顶电极被N型硅薄膜所包裹，所述P型硅薄膜包裹在N 型硅薄膜的周围，在P型硅薄膜与N型硅薄膜的结合面上形成闭合环状的PN结，所述底电极与N型硅薄膜连接。

所述太阳能电池的进一步设计在于，所述P型硅薄膜和N型硅薄膜的为非晶硅或多晶硅薄膜。 

所述太阳能电池的进一步设计在于，所述顶电极和底电极为铝或银材料制成的电极，或掺氟氧化锌或氧化铟硒透明材料制成的电极。 

所述硅基埋栅薄膜太阳能电池的制作方法，包括如下步骤： 

1）制备底电极；

2）第一次淀积P型硅薄膜，在所述底电极上进行硅薄膜淀积，在淀积的同时进行P型杂质的重掺杂，在底电极上形成P+硅薄膜层；

3）第二次淀积P型硅薄膜，在所述P+硅薄膜上继续淀积，在淀积的同时进行P型杂质的掺杂，在P+硅薄膜层上形成P-硅薄膜层；

4）第一次淀积N型硅薄膜，在所述P-硅薄膜上继续淀积，在淀积的同时进行N型杂质的掺杂，在P-硅薄膜层上形成N-型硅薄膜层；

5）形成欧姆接触区，将镂空有电极窗口的丝网覆盖于所述N-型硅薄膜上，在电极窗口处的N-型硅薄膜上进行N型杂质的重掺杂，在电极窗口处的N-型硅薄膜层上形成N+型硅薄膜；

6）制备顶电极，在上述N+型硅薄膜上进行顶电极淀积，形成顶电极，去除丝网；

7）第二次淀积N型硅薄膜，在去除丝网后的N-型硅薄膜层上及顶电极上继续硅薄膜淀积，同时进行N型杂质的掺杂，形成包围顶电极的N-型硅薄膜层；

8）激光刻蚀P型硅薄膜通槽，在上述N型硅薄膜层两侧用激光刻蚀出连通所述P-硅薄膜层的通槽；

9）第三次淀积P型硅薄膜，对上述通槽继续进行硅薄膜淀积，在淀积硅薄膜的同时进行P型杂质的掺杂，形成包围N型硅薄膜的P- 硅薄膜层。