专利名称：改善光电转换效率的非晶硅太阳能电池的制作方法
技术领域：
本实用新型属于太阳能电池领域，尤其是一种改善光电转换效率的非晶硅太阳能电池。
背景技术：
随着人们对能源的需求量也越来越大，可再生能源，特别是太阳能的利用成为解决能源问题的关键，其中利用光伏效应开发的太阳能电池得到了越来越广泛的研究与应用，非晶硅太阳电池具有产业链短、制造成本低、制造能耗低、能源回收期短等优势，成为未来太阳电池发展的重要方向之一。目前非晶硅太阳电池层级结构由上至下依次为TCO玻璃层、P型半导体层、本征半导体层、N型半导体层、背电极TCO层以及Al电极层，P型半导体层为太阳光进入电池的窗口层，对太阳电池的性能具有重要影响。宽带隙、高电导率的P型半导体层，可以建立起高的内建电场，改善太阳电池的短波响应，减小光损失。在非晶硅太阳电池的生产中，通常采用非晶硅碳合金材料，即在沉积过程中加入CH4气体，实现带隙的拓展，这种材料的带隙约为2.0eV。本征半导体层完成对光子的吸收，其带隙为I. 7eV。如果在P型半导体层上直接沉积本征半导体层，存在较大的带隙不匹配，使得大量的载流子被俘获在界面处，会影响电池的性能。此外，为了获得高电导率的P型半导体层，在沉积过程中通常采用较高的氢稀释率，氢稀释率的增大使得材料向微晶硅相靠近，与非晶硅相比，具有较大的晶粒，因此，在与非晶硅本征层的界面处还存在着晶格的不匹配。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单、设计科学合理、成本较低、制作简单、有效提高带隙与晶格匹配程度的改善光电转换效率的非晶硅太阳能电池。本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的一种改善光电转换效率的非晶硅太阳能电池，该电池层级结构由上至下依次为TCO玻璃层、P型半导体层、本征半导体层、N型半导体层、背电极TCO层以及Al电极层，其在P型半导体层与本征半导体层之间沉积一具有带隙缓变功能的过渡层。而且，所述的具有带隙缓变功能的过渡层厚度为5 15nm。本实用新型的优点和有益效果为I、本改善光电转换效率的非晶硅太阳能电池的层级结构由上至下依次为TCO玻璃层、P型半导体层、本征半导体层、N型半导体层、背电极TCO层以及Al电极层，其在P型半导体层与本征半导体层之间沉积一具有带隙缓变功能的过渡层，该结构实现从P层到i层带隙的缓变，减少载流子在界面处的聚集和俘获，有利于光生电流的收集，减少界面处的结构缺陷，提高电池的转换效率及稳定性。2、本实用新型结构简单、设计科学合理、成本较低、制作简单、有效提高带隙与晶格匹配程度，是一种使用方便的改善光电转换效率的非晶硅太阳能电池。
图I为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。一种改善光电转换效率的非晶硅太阳能电池，该电池层级结构由上至下依次为TCO玻璃层1、P型半导体层2、本征半导体层4、N型半导体层5、背电极TCO层6以及Al电极层7，其在P型半导体层与本征半导体层之间沉积一具有带隙缓变功能的过渡层3，该具有带隙缓变功能的过渡层厚度为5 15nm。本实用新型的TCO玻璃层为镀有掺杂的SnO2薄膜或ZnO薄膜的玻璃，P型半导体层为非晶硅碳合金材料，本征半导体层以及N型半导体层均为非晶硅材料。具有带隙缓变功能的过渡层介于P型半导体层与本征半导体层之间，采用与两层均不相同的沉积工艺条件，实现在光学带隙和结构上的过渡。背电极TCO层为掺杂的ZnO薄膜，与Al电极层共同完成对光的反射。在本实用新型的P型半导体层上采用沉积过渡层，衬底温度为200°C。首先向沉积炉内通入SiH4、CH4、H2气体,气体流量分别为I. 5slpm, lslpm, 6slpm,等待气体混合均勻，并使得反应压强达到200pa并保持稳定后，开启辉光进行沉积，辉光功率密度为O. 03w/cm2。在沉积进行至50秒时，将CH4气体的流量改为O. 8slpm, 100秒时将其流量改为O. 6slpm,以此类推，沉积进行至250秒时，CH4气体的流量为Oslpm，继续辉光，辉光时间为50s。整个过渡层辉光时间共为300s，使其厚度为5 15nm。
权利要求1.ー种改善光电转换效率的非晶硅太阳能电池，该电池层级结构由上至下依次为TCO玻璃层、P型半导体层、本征半导体层、N型半导体层、背电极TCO层以及Al电极层，其特征在于在P型半导体层与本征半导体层之间沉积一具有带隙缓变功能的过渡层。
2.根据权利要求I所述的改善光电转换效率的非晶硅太阳能电池，其特征在于所述的具有带隙缓变功能的过渡层厚度为5 15nm。
专利摘要本实用新型涉及一种改善光电转换效率的非晶硅太阳能电池，该电池层级结构由上至下依次为TCO玻璃层、P型半导体层、本征半导体层、N型半导体层、背电极TCO层以及Al电极层，其在P型半导体层与本征半导体层之间沉积一具有带隙缓变功能的过渡层。本实用新型结构简单、设计科学合理、成本较低、制作简单、有效提高带隙与晶格匹配程度，是一种使用方便的改善光电转换效率的非晶硅太阳能电池。
文档编号H01L31/075GK202384350SQ20112056080
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者曹丽冉, 郭增良 申请人:天津市津能电池科技有限公司