专利名称：一种非晶硅薄膜叠层电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能电池领域，具体是一种非晶硅薄膜叠层电池。
背景技术：
随着全球经济的发展，对能源的需求日益增加；全球的石油、煤等资源不断的开采，因此全球须得找一种最清洁的能源，就 是太阳能。太阳能作为世界上最清洁的能源、被全球广泛人所关注，出现了各种各样的方法收集太阳发出的能量，其中，光伏发电是全球发展规模最大，最经济的新能源发展；目前占据市场最多的还是晶体硅太阳电池，约占整过市场的80%左右，其余的为非晶硅薄膜电池、CIGS等薄膜电池，由于制作工艺、以及材料的现在，晶体难以解决生产污染的控制以及制作成本的降低，目前多国都将研究重点转向成本低、效率高、大面积的非晶硅薄膜太阳电池的研发上。非晶硅薄膜太阳电池主要是生长在廉价的玻璃、不锈钢、或塑料上，生长厚度大于在1-5微米。与晶体硅相比大大减少了材料的使用；不过非晶硅薄膜一种存在光电转换效率低，衰减率比较高等问题，在市场上未受到大家的关注，提高非晶硅薄膜电池的转换效率以及降低衰减率是发展非晶硅薄膜太阳电池是首要任务。
实用新型内容为了解决现有的非晶硅薄膜电池存在光电转换效率低，衰减率比较高等问题，本实用新型提供了一种非晶硅薄膜叠层电池。本实用新型采用的技术方案是所述电池包括基板、透明导电膜和多层非晶硅薄膜，所述基板上依次设有透明导电膜和多层非晶硅薄膜。优选地，每层非晶硅薄膜由P型非晶硅层、碳硅非晶硅层、非晶硅本征层和N型非晶娃层依次置加而成。优选地，所述非晶硅薄膜的上面设有背电极。优选地，所述基板为玻璃基板、不锈钢基板或塑料基板。本实用新型的电池使用上下两层非晶硅PIN层结构，使太阳光在400-1100纳米范围内的光都能很好的吸收，提高其转换效率。由于每层非晶硅层的禁带宽度不一样，使得每一层吸收不同波长的太阳光；再由于每层都比较薄，内部缺陷少，也使得非晶硅在太阳光长期照射时的衰减率降低，衰减率小于15%，是的该电池具有高吸收率，高转化率，低衰减率、低成本等效果。
图I为本实用新型一种实施例的结构示意图；图2为本实用新型的电池使用状态结构示意图。在图中，10玻璃基板、11透明导电膜、12第一 P型非晶硅层、13第一碳硅非晶硅层、14第一本征非晶娃层、15第一 N型非晶娃层、16第二 P型非晶娃层、17第二碳娃非晶娃层、18第二本征非晶硅层、19第二 N型非晶硅层、20Zn0薄膜层、21镀Ag薄膜层、22镀Al薄膜层、23镀Ti薄膜层、30发电区域、31绝缘区域。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的描述如图I所示，为本实用新型一种实施例的结构示意图，该电池包括玻璃基板10、透明导电膜11和两层非晶硅薄膜，所述玻璃基板10上依次设有透明导电膜11和两层非晶硅薄膜。其中，第一层非晶娃薄膜包括第一 P型非 晶娃层12、第一碳娃非晶娃层13、第一本征非晶娃层14、第一 N型非晶娃层15,在透明导电膜11上依次设有第一 P型非晶娃层12、第一碳娃非晶娃层13、第一本征非晶娃层14和第一 N型非晶娃层15,形成下层非晶娃PIN层结构；第二层非晶硅薄膜包括第二 P型非晶硅层16、第二碳硅非晶硅层17、第二本征非晶娃层18、第二 N型非晶娃层19,在第一 N型非晶娃层15上依次设有第二 P型非晶娃层16、第二碳硅非晶硅层17、第二本征非晶硅层18和第二 N型非晶硅层19，以形成上层非晶硅PIN层结构。本实用新型的电池使用上下两层非晶硅PIN层结构，使太阳光在400-1100纳米范围内的光都能很好的吸收，提高其转换效率。由于每层非晶硅层的禁带宽度不一样，使得每一层吸收不同波长的太阳光；再由于每层都比较薄，内部缺陷少，也使得非晶硅在太阳光长期照射时的衰减率降低，衰减率小于15%。本实用新型的玻璃基板10也可以采用其他替代的结构，例如不锈钢基板或塑料基板。该电池的背电极包括镀Ag薄膜层21、镀Al薄膜层22和镀Ti薄膜层23，在背电极和第二 N型非晶硅层19之间设有ZnO薄膜层20，优选地该ZnO薄膜层20中掺有Al，使用了减小欧姆接触的ZnO层以及高反射低电阻的Ag\Al也提高了薄膜电池的光电转化率高达
7-8%;背电极镀Al薄膜层22上设有镀Ti薄膜层23，是提高背电极的硬度，以及保护镀Al薄膜层22不受氧化等效果。如图2所示，为本实用新型的电池使用状态结构示意图，该电池包括发电区域30和绝缘区域31，通过发电区域30向供电设备提供电源。以下是本实用新型电池的制作过程一、采用在线型LPCVD的方法在玻璃基板10上制备惨F的SnO2透明导电膜11，该膜层的厚度为700-1000纳米，方块电阻为10-12 Ω，400-1100纳米波长范围内的光平均透过率在80% ;薄膜表面雾度为> 14% ；二、在透明导电膜11上，在真空度为10_6Pa的真空腔室中，将玻璃基板加温到180-250°C，进行制作非晶硅层，反应时候的沉积压力为O. 5-lTorr条件下，使用等离子增强化学气相沉积的方法一次沉积、短波效益电池的第一 P型非晶娃层12、第一碳娃非晶娃层13、第一本征非晶娃层14(11层)、第一 N型非晶娃层15、第二 P型非晶娃层16、第二碳硅非晶硅层17、第二本征非晶硅层18 (12层)、第二 N型非晶硅层19 ;沉积时候各层的功率为150-250W，交流频率为13. 56MHz ；三、在第二 N型非晶硅层19之上，采用磁控溅射的方法，制备掺Al的ZnO薄膜层20、镀Ag薄膜层21、镀Al薄膜层22、镀Ti薄膜层23 ;溅射掺Al的ZnO薄膜层20时候的衬底温度为80-100°C ;使用的脉冲直流电源，功率为5-9KW ;溅射Ag、Al、Ti薄膜层时候使用的是高频直流电源，功率为5-9KW ；[0021]以上过程中，制作出的非晶硅薄膜层，P1、P2层厚度为20-50纳米；非晶硅II、12层分别为80-150纳米、200-300纳米；非晶硅N1\N2层厚度为60-80纳米，掺Al的ZnO薄膜层厚20度为10-20纳米；Ag、Al、Ti厚度为200-300纳米；再通过波长为1064的红外激光对非晶硅薄膜层进行处理，在边缘将激光透过玻璃基板10把惨F的SnO2透明导电膜11、非晶硅叠层、背电极层刻蚀掉，剩下只有不导电的玻璃基板10 ;绝缘边宽度为9. 5-10mm ;激光刻蚀速度为1000-1500mm/S，该电池具有高吸收率，高转化率，低衰减率、低成本等效果。在此说明书中，本实用新型 已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
权利要求1.一种非晶硅薄膜叠层电池，其特征在于，所述电池包括基板、透明导电膜和多层非晶硅薄膜，所述基板上依次设有透明导电膜和多层非晶硅薄膜。
2.根据权利要求I所述的电池，其特征在于，每层非晶硅薄膜由P型非晶硅层、碳硅非晶硅层、非晶硅本征层和N型非晶硅层依次叠加而成。
3.根据权利要求I所述的电池，其特征在于，所述非晶硅薄膜的上面设有背电极。
4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述基板为玻璃基板、不锈钢基板或塑料基板。
专利摘要本实用新型提供了一种非晶硅薄膜叠层电池，所述电池包括基板、透明导电膜和多层非晶硅薄膜，所述基板上依次设有透明导电膜和多层非晶硅薄膜。本实用新型的电池使用多层非晶硅PIN层结构，使太阳光在400-1100纳米范围内的光都能很好的吸收，提高其转换效率。由于每层非晶硅层的禁带宽度不一样，使得每一层吸收不同波长的太阳光；再由于每层都比较薄，内部缺陷少，也使得非晶硅在太阳光长期照射时的衰减率降低，衰减率小于15％，该电池具有高吸收率，高转化率，低衰减率、低成本等效果。
文档编号H01L31/076GK202585493SQ20122023854
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者邓文忠 申请人:浙江慈能光伏科技有限公司