一种异质结太阳能电池的制造方法及异质结太阳能电池的制作方法_2

文档序号:8284134阅读:来源:国知局
和较宽的光学带隙,以使较多的光照可以通过本征层投射到基片区域,从而提高电池转换效率。因此,本申请提供了一种异质结太阳能电池的制造方法,如下:
[0031]请参考图1所示,图1是本申请提供一种异质结太阳能电池的制造方法的流程图,该制造方法包括一下步骤:
[0032]步骤SlOO:提供基片;
[0033]步骤SllO:在所述基片一侧或两侧形成第一本征缓冲层;
[0034]步骤S120:在具有所述第一本征缓冲层的基片的两侧形成第二本征缓冲层;
[0035]步骤S130:在具有所述第二本征缓冲层的基片的两侧形成掺杂层,称为第一掺杂层和第二掺杂层;
[0036]步骤S140:在具有所述掺杂层的基片的两侧分别形成透明导电层,或在具有所述掺杂层的基片的一侧形成透明导电层;或在具有所述掺杂层的基片的一侧形成透明导电层,另一侧形成透明导电氧化物/金属复合层。
[0037]上述制造方法,通过在基片上先沉积第一本征缓冲层,以提供较高的禁带宽度,使得光照可以投射到基片内,提升光电转换效率;再在具有该第一本征缓冲层的基片上形成第二本征缓冲层,从而防止第二本征缓冲层在基片上外延生长或混合生长。
[0038]上述步骤的具体实现方式如下:
[0039]请参考图2所示,图2是本申请提供的一种异质结太阳能电池制造方法的第一实施例流程图;该实施例具体包括如下步骤:
[0040]步骤S100-1:提供基片;
[0041]该基片选用晶娃材料,该晶娃材料可以为单晶娃体或者多晶娃体,在本实施例中可以选用N型单晶娃片,其厚度范围是大于等于150um,且小于等于300um,优选为180um,电阻率为3 Ω cm。对于硅片需要先对其进行制绒和清洗,制绒的目的是减小电池表面的反射,使得更多的光子能够被基片吸收,通常制绒是将硅片表面处理为金字塔形状,该形状更有利于光线斜射到硅片内部,降低电池表面的光的反射率,使得光程变大,硅片作为有源层吸收的光子数量变多;制绒同时还具有能够去除硅片表面损伤的作用。
[0042]其中,制绒方式可以采用湿法制绒或干法制绒;湿法制绒可以使用一定配比的碱性溶液(例如:KOH,NaOH,四甲基氢氧化胺等)进行一定时间的各向异性腐蚀;干法制绒主要是通过光刻掩膜板得到图形再使用反应离子刻蚀(RIE Aeactive 1n Etching)进行刻蚀(主要通过C2H4和SF6);干法制绒在没有掩膜的情况下可以通过机器进行反应离子刻蚀(RIE),使用气体为SFjP O 2。
[0043]对硅片制绒后需要硅片进行清洗,清洗的主要作用在于去除制绒后残余在硅片表面的金属离子和硅片表面形成的自然氧化膜。另外,在清洗时,用于去除硅片表面氧化膜的化学液体还能够起到对硅片部分钝化的作用。对于硅片的清洗,可以采用化学清洗,例如:使用RCA洗液(碱性和酸性过氧化氢溶液),RCAI号为碱性过氧化氢溶液,配比可以是,H20:H202:NH40H = 5:1:1-5:2:1 ;RCAII 号为酸性过氧化氢溶液,配比可以是,H2O = H2O2 = HC1=6:1:1-8:2:1 ;RCA洗液使用条件为:75°C _85°C,清洗时间10-20分钟,清洗顺序先使用RCAI后在使用RCAII。
[0044]需要说明的是,娃片可以米用N型或者P型,在本实施例中米用N型对该制造方法进行说明,但并不限于N型。对于硅片的清洗方式也并不限于上述的RCA方式,以及采用RCA清洗时所需的清洗条件也可以根据实际需要设定。
[0045]步骤S110-1:在所述基片一侧形成第一本征缓冲层;
[0046]在该步骤中,第一本征缓冲层可以采用非晶硅氧材料(a-Si0x:H),通过化学气相沉积法将非晶硅氧化材料沉积在硅片的一侧,形成第一本征缓冲层。该化学气相沉积法可以采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD:Plasma Enhanced Chemical VaporDeposit1n)或者热丝化学气相沉积法(HWCVD:Hot wire Chemical Vapor Deposit1n)或者甚高频等离子体增强化学气相沉法(VHF-PECVD)或者其他制备方法,在本实施例中采用甚高频等离子体增强化学气相沉法(VHF-PECVD),沉积第一本征缓冲层,沉积条件可以是:采用SiHJP CO2为反应气体;沉积温度大于等于200°C,小于等于230°C,优选为220°C;沉积压力范围为大于等于0.2mbar,小于等于0.8mbar,优选为0.5mbar ;厚度范围为大于等于lnm,小于等于25nm,SiH4流量范围为大于等于200sccm,小于等于800sccm,优选为400sccm ;C02流量范围为大于等于20sccm,小于等于50sccm,优选为33sccm ;40MHz甚高频功率密度范围为大于等于0.012W/cm2,小于等于0.025W/cm2,优选为0.015W/cm2。
[0047]由于第一本征缓冲层a-Si0x:H禁带宽度在1.8ev以上,并且其吸收系统较小,因此,第一本征缓冲层a-Si0x:H的引入,能够使太阳光更加充分的透过掺杂层进入硅片内,从而提尚太阳能电池的光转换效率。
[0048]步骤S120-1:在具有所述第一本征缓冲层的基片的两侧形成第二本征缓冲层;
[0049]在该步骤中,第二本征缓冲层可以选用非晶硅氢材料(a_S1:H),该第二本征缓冲层的沉积条件为:反应气体为SiH4,沉积温度范围为大于等于220°C,小于等于230°C ;沉积压力范围为大于等于0.5,小于等于0.7mbar ;SiH4流量范围为大于等于400sccm,小于等于800sccm ;40MHz甚高频功率密度范围为大于等于0.012W/cm2,小于等于0.025W/cm2;沉积厚度范围为大于等于lnm,小于等于25nm。由于第二本征缓冲层采用的非晶娃(a_S1:H)材料中存在大量氢原子,因此,可以很好的钝化硅片表面的缺陷态,且a-S1:H第二本征缓冲层禁带宽度大概在1.7-1.8ev之间。
[0050]所述第一本征缓冲层和第二本征缓冲层的沉积厚度总和处于大于2nm小于50nm即可。
[0051]由于第一本征缓冲层和第二本征缓冲层都具有较高的禁带宽度,因此,能够更加充分的使硅片吸收太阳光的照射,进而实现更好的光电转换效率,提高电池性能。
[0052]在硅片的一侧设置有第一本征缓冲层,一方面可以优化第二缓冲层由于受到厚度的影响而导致光转换效率下降;另一方面还可以防止第二缓冲层在硅片外延生长。
[0053]步骤S130-1:在具有所述第二本征缓冲层的基片的两侧形成掺杂层,即:第一掺杂层和弟—■惨杂层;
[0054]在该步骤中,在所述具有第二本征缓冲层的基片两侧形成掺杂层,位于基片上的可以为第一掺杂层,位于基片下的可以为第二掺杂层。所述第一掺杂层为P型掺杂非晶硅层,其可以作为窗口层,掺杂材料可以选取三甲基硼(TMB),厚度为大于等于4nm,小于等于40nm,优选为10nm。所述第二掺杂层为N型掺杂非晶娃层,掺杂材料可以选取磷烧(PH3),厚度为大于等于4nm,小于等于40nm,优选为30nmo
[0055]可以理解的是,所述第一掺杂层和第二掺杂层位置可以互换,S卩:作为窗口层的可以选取N型掺杂非晶硅层为第一掺杂层,第二掺杂层可以为P型掺杂非晶硅层。
[0056]步骤S140-1:在具有所述掺杂层的基片的两侧分别形成透明导电层;或在具有所述掺杂层的基片的一侧形成透明导电层,另一侧形成透明导电氧化物/金属复合层。
[0057]在该步骤中,在位于具有所述第一掺杂层的基片的一侧,S卩:P型掺杂非晶硅层上,采用物理气相沉积(PVD:Physical Vapor Deposit1n)方式沉积透明导电层作为前电极,该透明导电层的厚度范围是大于等于50nm,且小于等于120nm,优选地可以为80nm,材料可以为氧化铟锡(ITO)导电膜
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