外，本申请发明人还对实施例2至7的N型掺杂硅薄膜进行观察，各实施例的N型掺杂硅薄膜 的晶粒尺寸均小于5nm 〇
[0077] 实施例8
[0078] 本实施例的太阳能电池如图1所示，包括由下至上依次层叠的不锈钢箱衬底、 300nm的材料为Ag的金属电极、30nm的N型掺杂娃薄膜、300nm的非晶娃本征层、30nm的硼掺 杂非晶硅P型层和150nm的材料为ΑΖ0的透明导电电极，且上述N型掺杂硅薄膜采用实施例1 中制备方法的制备而成。
[0079] 实施例9
[0080]本实施例的太阳能电池与实施例8的区别在于:N型掺杂硅薄膜采用实施例2中制 备方法的制备而成。
[0081 ] 实施例10
[0082] 本实施例的太阳能电池与实施例8的区别在于:N型掺杂硅薄膜采用实施例3中制 备方法的制备而成。
[0083] 实施例11
[0084] 本实施例的太阳能电池与实施例8的区别在于:N型掺杂硅薄膜采用实施例4中制 备方法的制备而成。
[0085] 实施例12
[0086] 本实施例的太阳能电池与实施例8的区别在于:N型掺杂硅薄膜采用实施例5中制 备方法的制备而成。
[0087] 实施例13
[0088] 本实施例的太阳能电池与实施8的区别在于:N型掺杂硅薄膜采用实施例6中制备 方法的制备而成。
[0089] 实施例14
[0090] 本实施例的太阳能电池与实施例8的区别在于:N型掺杂硅薄膜采用实施例7中制 备方法的制备而成。
[0091] 对比例2
[0092] 本对比例的太阳能电池与实施例8的区别在于:N型掺杂硅薄膜采用对比例1中制 备方法的制备而成。
[0093]采用Agilent B1500A半导体器件参数分析仪对上述各实施例与对比例中制作的 太阳能电池的IV特性进行测试，测试结果如下所示。
[0094]
[0095] 从上述测试结果可以看出，采用本申请制备方法形成的N型掺杂硅薄膜能够使太 阳能电池具有更高的开路电压和填充因子，从而提高了太阳能电池的发光效率。
[0096] 从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
[0097] 1、增强了氢等离子体对非晶硅薄膜中硅硅弱键的刻蚀强度，进而不仅使形成的N 型掺杂硅薄膜中晶粒尺寸小于5nm，而且降低了生产工艺中的能耗以及高温对硅片的热损 伤；
[0098] 2、使N型掺杂硅薄膜的能带带隙变宽（大于1.9eV)，形成了纳米硅薄膜，相对于非 晶硅薄膜，纳米硅薄膜的掺杂效率更高，从而能够获得更低的激活能(小于〇. leV);
[0099] 3、通过提高N型掺杂硅薄膜的能带宽度和掺杂效率提高了太阳能电池的内建电 场，减小了串联电阻，最终提高了太阳能电池的发光效率；
[0100] 4、本发明的制备的N型掺杂硅薄膜使用范围广，可用于单结硅薄膜太阳能电池、多 结硅薄膜太阳能电池和单晶硅异质结太阳电池中。
[0101]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种N型掺杂硅薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 利用等离子体增强化学气相沉积工艺在位于反应室的太阳能电池半成品上沉积形成N 型掺杂硅薄膜，所述等离子体增强化学气相沉积工艺的反应气体包括硅源气体、氢气和掺 杂气体，其中，氢气与硅源气体流量比为80:1~150:1，实施所述等离子体增强化学气相沉 积工艺时，所述太阳能电池半成品的表面温度为50~70°C、所述等离子体增强化学气相沉 积工艺的辉光功率密度为0.8W/cm 2~1.5W/cm2，反应气压为500Pa~750Pa; 形成的所述N型掺杂娃薄膜的晶粒尺寸小于5nm，能带宽度大于1.9eV，激活能小于 0.1eV〇2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂气体和所述硅源气体的流量 比为1:10~1:60。3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在实施所述等离子体增强化学气相沉 积工艺之前，所述制备方法还包括对所述太阳能电池半成品进行表面处理的过程，所述过 程包括： 对所述反应室进行抽真空处理，以使所述反应室的真空度大于等于l〇_5Pa; 向所述反应室内通入氢气，利用等离子体增强化学气相沉积工艺对所述太阳能电池半 成品进行表面处理。4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，进行所述表面处理的步骤中，所述等 离子体增强化学气相沉积工艺的反应气压为450Pa~700Pa，辉光功率密度为0.8W/cm 2~ 1 · 5W/cm2,优选所述表面处理的时间为5~15s〇5. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在实施所述等离子体增强化学气相沉 积工艺之前以及对所述太阳能电池半成品进行表面处理之后，所述制备方法还包括： 停止向所述反应室通入所述氢气； 对所述反应室进行抽真空处理，以使所述反应室的真空度大于等于K^Pa。6. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在实施所述等离子体增强化学气相沉 积工艺之后，所述制备方法还包括： 依次停止通入所述掺杂气体、所述硅源气体和所述氢气。7. 根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述硅源气体为SiH4和/ 或Si2H 6，所述掺杂气体为PH3和/或AsH3。8. 根据权利要求1至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述太阳能电池半成品 为单结硅薄膜太阳能电池半成品、多结硅薄膜太阳能电池半成品和/或单晶硅异质结太阳 能电池半成品。9. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述太阳能电池半成品为单结硅薄膜 太阳能电池半成品或多结硅薄膜太阳能电池半成品时，所述太阳能电池半成品的结构包括 依次层叠的衬底和金属电极，依次层叠的衬底、透明导电电极、P型硅层和本征硅层，依次层 叠的衬底、金属电极、N型硅层、本征硅层和P型硅层，或依次层叠的衬底、透明导电电极、P型 硅层、本征硅层、N型硅层、P型硅层和本征硅层，且所述N型掺杂硅薄膜形成于所述太阳能电 池半成品的远离所述衬底的一侧表面上。10. 根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述太阳能电池半成品为单晶硅异 质结太阳能电池半成品时，所述太阳能电池半成品的结构包括层叠的P型单晶硅层和本征 硅层，和/或层叠的N型单晶硅层和本征硅层，且所述N型掺杂硅薄膜形成于至少一层所述本 征硅层的表面上。11. 一种N型掺杂娃薄膜，其特征在于，所述N型掺杂娃薄膜的晶粒尺寸小于5nm，能带宽 度大于1.9eV，激活能小于0. leV。12. -种太阳能电池，所述太阳能电池包括太阳能电池半成品以及设置于所述太阳能 电池半成品上的N型硅层，其特征在于，所述N型硅层为权利要求1至10中任一项所述的制备 方法制备得到的N型掺杂硅薄膜或权利要求11所述的N型掺杂硅薄膜。
【专利摘要】本发明提供了一种N型掺杂硅薄膜、其制备方法和包括其的太阳能电池。该制备方法包括以下步骤：利用等离子体增强化学气相沉积工艺在位于反应室的太阳能电池半成品上沉积形成N型掺杂硅薄膜，等离子体增强化学气相沉积工艺的反应气体包括硅源气体、氢气和掺杂气体，其中，氢气与硅源气体流量比为80:1～150:1，实施等离子体增强化学气相沉积工艺时，太阳能电池半成品的表面温度为50～70℃、等离子体增强化学气相沉积工艺的辉光功率密度为0.8W/cm2～1.5W/cm2，反应气压为500Pa～750Pa；形成的N型掺杂硅薄膜的晶粒尺寸小于5nm，能带宽度大于1.9eV，激活能小于0.1eV。以提高太阳能电池转换效率。
【IPC分类】H01L31/028, H01L31/0216, C23C16/52, C23C16/44
【公开号】CN105552143
【申请号】CN201610083958
【发明人】彭文博, 刘大为, 高虎
【申请人】中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年2月6日