专利名称：陶瓷基片结晶硅薄膜太阳能电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种陶资基片硅薄膜太阳能电池，特别涉及一种陶'^片 结晶硅薄膜太阳能电池。
技术背景太阳能作为无污染的能源，能量巨大，而且是一种无污染的清洁能源，发 展前景十分广泛，太阳能电池则是将光能转化为电能不可缺少的重要装置。太 阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直^^光能转化成电能的装置，以光 电效应工作的薄膜式太阳能电池是目前太阳能电池t艮的主流。目前的太阳能电池的传统的结构j包括n型硅薄膜层、p型硅薄膜层，其工作原理是当p 型和n型半导体结合在-"^时，在两种半导体的交界面区域里会形成一个特殊 的薄层，界面的p型一侧带负电，n型一侧带正电。这是由于p型半导体多空 穴，n型半科多自由电子，出现了浓度差。n区的电子会扩to'Jp区，p区的 空穴会扩^，Jn区， 一財散就形成了一个由N指向p的"内电场"，从而阻止 扩散进行。达到平衡后，就形成了这样一个特殊的薄层形成电势差，这MiMi 结。当晶片受it^， iMi结中，n型半导体的空穴往p型区移动，而p型区中的 电子往N型区移动，从而形成从n型区到p型区的电流。然后在p-n结中形成 电势差，这就形成了电源。目前，//^口的薄膜太阳能电池主要是硅薄膜太阳能 电池，它分为单晶硅、多晶硅、非晶硅太阳能电池三种，作为硅太阳能电池基 片的材料主要是玻璃或不锈钢等。玻璃基片上沉积制备硅薄膜难度大，耐高加 工温度能力相对较差，因itbA们偿试式着使用陶f:基片，目前，陶乾基片在多 晶硅薄膜太阳能电池中已有研制，在已公开的中国专利申请(公告号 CN1547259A，
公开日2004年11月17日，申请专利名称"陶资村底多晶硅薄膜太阳能电池")中，公开了一种用陶t:^4片的多晶硅薄膜太阳能电池，它是 在陶乾衬底上沉积隔离层，在隔离层上形成p型多晶硅薄膜和n型多晶硅薄膜， 扩散制备p-n结，这种太阳能电^N"料易得，工艺nt^成熟。M在着以下缺 陷(1)光电转化效率需要进一步提高。由于硅薄膜太阳能电池的光电转化效 率离理论最佳值还有很大的距离，还有进一步提高的空间，因此光电转化效率 需要进一步提高；(2)易产生污染和设备的腐蚀。硅薄膜的制备过程中使用了 SiH2Cl2为主要原料，制备过程中会产生出HC1, HC1对环境易造成污染，且这 种酸性液会腐蚀加工设备。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对J贿技术的不足，提供一种陶资做基片、光电转 化效率较高的陶资基片结晶硅薄膜太阳能电池。实现上述目的的技术方案是 一种陶乾基片结晶硅薄膜太阳能电池，包括 基片、导电膜及匹配层、匹配层和透明导电膜层，下电极引线从导电膜及匹配 层引出，上电极引线从匹配层和透明导电膜层引出，基片上面是导电膜及匹配 层，导电膜及匹配层上面是匹配层和透明导电膜层，在导电膜及匹配层与匹配 层和透明导电JI^之间还依次包括有n型结晶硅薄膜层、i型结晶硅薄膜层、p 型结晶硅薄g，所述的基片为陶瓷基片。进一步，所述的基片材料为高铝瓷。进一步，所述的基片厚度为0.5mm 1.0mm。本实用新型制作时在陶资基片上沉积非晶硅薄膜，非晶-镇膜进行晶化处 理形成n型结晶硅薄膜层、i型结晶硅薄膜层、p型结晶硅薄膜层。采用本实用新型所述的陶t:基片结晶硅薄膜太阳能电池，具有以下优点 (1)生产成本i^f氐。本实用新型是要陶资基片上沉积非晶硅，非晶硅薄膜进行 晶化处理形成结晶硅薄膜，关键材料制备与器件制备可同时完成，工艺技^目对简单，因此成;M目对较低，这^f使于大面积连续化工业化生产，便于硅薄膜 太阳能电池的普及与应用；(2)光电转化效率高。与目前的传统结构不同，在 n型结晶硅薄膜层和p型结晶硅薄膜层中间设置有i型结晶硅薄膜层，i型结晶 硅薄膜层是光伏效应的活性层，即本质层，也叫过渡层，它可以阻止或减少由 光产生的电子复合。光由p型结晶硅薄膜层侧入射，这样容易收集入射光生成 的电子一空^之中扩fUE巨离短的空穴，可提高光的综合收集效率，^it电转 化效率大大提高；(3)重量轻，耐高温性能好，选择范围广。陶乾基片与玻璃 基片相比重量轻，且陶瓷耐受高温的能力比玻璃好，陶乾基片既可选用高铝瓷， 也可选用其它电子工业所用的质地改密的陶瓷，选择范围广；(4)生产过程无 污染、无腐蚀。由于制备的原料中一^:使用的是SiH4，不会产生出污染和腐蚀 设备的酸液。
附图是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本实用新型作进一步详细的说明。实施例一如图所示， 一种陶资基片结晶硅薄膜太阳能电池，包括基片1、导电膜及 匹配层2、匹配层和透明导电M^6,下电极引线7从导电膜及匹配层2引出， 上电极引线8从匹配层和透明导电膜层6引出，基片l上面是导电膜及匹配层2,导电膜及匹配层2上面是匹配层和透明导电膜层6，在导电膜及匹配层2与 匹配层和透明导电膜层6之间还依次包括有n型结晶硅薄膜层3、 i型结晶硅薄 膜层4、 p型结晶硅薄膜层5，所述的基片1为厚度0.5mm的高铝瓷陶t^片。 实施例二如图所示， 一种陶tt片结晶硅薄膜太阳能电池，包括基片1、导电膜及 匹配层2、匹配层和透明导电l^6,下电极引线7从导电膜及匹配层2引出， 上电极引线8从匹配层和透明导电^6引出，基片l上面是导电膜及匹酉己层 2，导电膜及匹配层2上面是匹配层和透明导电膜层6，在导电膜及匹配层2与 匹配层和透明导电膜层6之间还依次包括有n型结晶硅薄膜层3、 i型结晶硅薄 膜层4、 p型结晶硅薄膜层5，所述的基片1为厚度1.0mm的高铝资陶乾基片。实施例三如图所示， 一种陶资基片结晶硅薄膜太阳能电池，包括基片1、导电膜及 匹配层2、匹配层和透明导电膜层6，下电极引线7从导电膜及匹配层2引出， 上电极引线8从匹配层和透明导电膜层6引出，基片1上面是导电膜及匹配层 2,导电膜及匹配层2上面是匹配层和透明导电膜层6，在导电膜及匹配层2与 匹配层和透明导电膜层6之间还依次包括有n型结晶硅薄膜层3、 i型结晶硅薄 膜层4、 p型结晶硅薄膜层5,所述的基片1为厚度0.75mm的高铝资陶'tt片。本实用新型除上述实施例外，陶壳基片1的厚度也可根据需要敗的乾導， 在6mm 10mm范围选择。基片1的材料除高铝资陶t:基片外，也可选用其它 电子工业所用的质地改密的陶资材料。本实用新型制作时，基片l材料为高铝瓷陶瓷基片，基片l的尺寸为200mm x 200mm x 0.5mm的乾板，当然根据需M可以为其它尺寸的基片，然后磨平， 采用真空 机在基片l上^Ji熔点高、电导率高的导电膜及应配层2，接着 用等离子增强化学，沉积PECVD的方法，用SiH4、 PH3 、 B2H6等^t^料， n型硅薄膜3材料为SiH4、 PH3， p型硅薄膜5材料为SiH4、 B2H6。在在真空反 应室中在导电膜及应配层2上依次沉积n型非晶硅薄膜、i型非晶硅薄膜、p型 非晶硅薄膜，沉积完成后，在快速烧结炉中，将非晶硅薄膜晶化成纳米晶硅薄 膜或微米晶硅薄膜，即沉积成n型结晶硅薄膜3、 i型结晶硅薄膜4、 p型结晶 硅薄膜5，薄膜a曰曰化后将基片l取出，再在p型结晶硅薄膜5上liJi匹配层及 透明导电膜层6。然后下电极引线7从导电膜及匹配层2引出，上电极引线8 从匹配层和透明导电J！^ 6引出，就构成了陶覺基片结晶硅太阳能电池。本实用新型制作时，在非晶硅薄膜进行再结晶晶化处理时，还可以采用快 速热退火及准分子^ii行晶化处理。
权利要求1、一种陶瓷基片结晶硅薄膜太阳能电池，包括基片(1)、导电膜及匹配层(2)、匹配层和透明导电膜层(6)，下电极引线(7)从导电膜及匹配层(2)引出，上电极引线(8)从匹配层和透明导电膜层(6)引出，基片(1)上面是导电膜及匹配层(2)，导电膜及匹配层(2)上面是匹配层和透明导电膜层(6)，其特征在于在导电膜及匹配层(2)与匹配层和透明导电膜层(6)之间还依次包括有n型结晶硅薄膜层(3)、i型结晶硅薄膜层(4)、p型结晶硅薄膜层(5)，所述的基片(1)为陶瓷基片。
2、 才娥权利要求l所述的陶资基片结晶硅薄膜太阳能电池，其特征在于 所述的基片(1)材料为高铝瓷。
3、 才娥权利要求1或2所述的陶资基片结晶硅薄膜太阳能电池，其特征 在于所述的基片(1)厚度为0.5mm ~ l.Omm。
专利摘要本实用新型涉及一种陶瓷基片硅薄膜太阳能电池，特别涉及一种陶瓷基片结晶硅薄膜太阳能电池。它包括基片(1)、导电膜及匹配层(2)、匹配层和透明导电膜层(6)，下电极引线(7)从导电膜及匹配层(2)引出，上电极引线(8)从匹配层和透明导电膜层(6)引出，基片(1)上面是导电膜及匹配层(2)，导电膜及匹配层(2)上面是匹配层和透明导电膜层(6)，在导电膜及匹配层(2)与匹配层和透明导电膜层(6)之间还依次包括有n型结晶硅薄膜层(3)、i型结晶硅薄膜层(4)、p型结晶硅薄膜层(5)，基片(1)为陶瓷基片。本实用新型好处(1)成本低；(2)光电转化效率高；(3)重量轻，耐高温，选择范围广；(4)无污染、无腐蚀。
文档编号H01L31/077GK201048135SQ20072004010
公开日2008年4月16日 申请日期2007年6月27日 优先权日2007年6月27日
发明者唐敦乙, 林书铨, 林金锡 申请人:常州市亚玛顿科技有限公司