[发明专利]一种适用于室内发电的硅异质结太阳电池结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于室内发电的硅异质结太阳电池结构及其制备方法。所述电池结构包括单晶硅基底，所述单晶硅基底的第一表面上依次叠设有第一本征非晶硅层、第一掺杂非晶硅层，第二表面上依次叠设有第二本征非晶硅层、第二掺杂非晶硅层；所述第一本征非晶硅层具有第一区域和环绕第一区域的第二区域，所述第一区域的厚度大于第二区域的厚度，而使第一区域与第二区域配合形成第一台阶结构，且第一区域的厚度足以使由所述第一掺杂非晶硅层在所述单晶硅基底中诱导出的反型层终止在单晶硅基底内部；其中，所述第一掺杂非晶硅层、反型层是第一导电类型的，所述单晶硅基底和第二掺杂非晶硅层是第二导电类型的。本发明中的太阳电池结构，光电转化效率高。

技术领域

本发明属于光伏电池技术领域，具体涉及一种适用于室内发电的硅异质结太阳电池结构及其制备方法。

背景技术

随着5G技术的发展和普及，万物互联的时代正在到来。物联网中数量巨大的低功耗传感器等分布式微电子设备，绝大多数将布置于室内。用光伏电池收集室内的低强度光为这些设备供电，是一种理想的离网式供电方式。室内光的光强普遍在1mW/cm2-0.1mW/cm2，甚至低至0.01mwW/cm2，远远小于评价室外发电太阳电池光电转换效率的标准光强(100mW/cm2)。

硅异质结电池是一种高效率的硅基太阳电池，其弱光响应优于其他硅基太阳电池(如PERC电池等)，因而是较适合用于室内发电的一种硅基太阳电池。常规的硅基太阳电池包括硅基底1、设置于硅基底1一面的发射极2以及设置于硅基底1另一面的背场2，发射极2和硅基底1之间形成的p-n结4自然延伸到硅基底1边缘截面(如图1所示)，使部分边缘截面处于耗尽区5内，而该处钝化膜的质量往往很差或没有钝化膜，到达边缘截面的少数载流子将在耗尽区5发生严重的复合，使得太阳电池的J₀₂显著增大，FF，V_OC降低，效率降低，而在低强度室内光的环境下，效率降低尤为显著。另外，对经切割形成的太阳电池，切断截面的晶格直接暴露，上述边缘复合造成的电池在低强度室内光下的效率降低将更为严重。因此，发展一种新的硅异质结太阳电池结构，降低边缘复合的影响，提高其在室内光下的效率，具有实际意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种适用于室内发电的硅异质结太阳电池结构及其制备方法，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种适用于室内发电的硅异质结太阳电池结构，其包括：单晶硅基底，所述单晶硅基底具有第一表面和与第一表面相背对的第二表面，所述单晶硅基底的第一表面上依次叠设有第一本征非晶硅层、第一掺杂非晶硅层，所述单晶硅基底的第二表面上依次叠设有第二本征非晶硅层、第二掺杂非晶硅层；

所述第一本征非晶硅层具有第一区域和第二区域，所述第一区域环绕第二区域设置，所述第一区域的厚度大于第二区域的厚度，而使所述第一区域与第二区域配合形成第一台阶结构，且所述第一区域的厚度足以使由所述第一掺杂非晶硅层在所述单晶硅基底中诱导出的反型层终止在所述单晶硅基底内部；

其中，所述第一掺杂非晶硅层、反型层是第一导电类型的，所述单晶硅基底和第二掺杂非晶硅层是第二导电类型的；以及

还包括分别设置于所述第一掺杂非晶硅层、第二掺杂非晶硅层上的第一透明导电膜层、第二透明导电膜层，以及分别设置于所述第一透明导电膜层、第二透明导电膜层上的第一电极、第二电极。

本发明实施例还提供了一种上述的适用于室内发电的硅异质结太阳电池结构的制备方法，包括：在单晶硅基底表面形成第一本征非晶硅层、第二本征非晶硅层、第一掺杂非晶硅层、第二掺杂非晶硅层、第一透明导电膜层、第二透明导电膜层、第一电极、第二电极的步骤；

其中，所述在单晶硅基底表面形成第一本征非晶硅层的步骤具体包括：