一种硅异质结太阳能电池及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种硅异质结太阳能电池及其制作方法，省去晶硅衬底制绒步骤，采用等离子体浸没离子注入技术对作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜，以起到较强的减反作用。因此与现有硅异质结太阳能电池制备方法相比，不仅简化了制备工艺，减少了晶硅表面制绒后引进的杂质沾污和光生载流子复合，并且由于晶硅衬底没有绒面结构，较平坦的晶硅衬底表面为后续各膜层的形成提供了良好的基础，使各膜层的质量提高，从而可以进一步提高电池的性能。
【专利说明】一种硅异质结太阳能电池及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池【技术领域】，尤指一种硅异质结太阳能电池及其制作方法。【背景技术】
[0002]随着能源危机和环境污染问题的加重，人们对可再生能源的研究和应用开发更加关注，其中太阳能光伏发电技术是最有前途的可再生能源技术之一。近年来，硅异质结太阳能电池由于具有较低制作工艺温度、较高转换效率、优异高温/弱光发电特性和低衰减等特点，得到了迅速发展。
[0003]在现有的硅异质结太阳能电池中，为了最大限度地减少光反射，提高短路电流(Isc)，进而提高硅异质结太阳能电池的光电转换效率，一般需要对晶硅衬底的表面进行制绒工序，制得的绒面结构具有减反效果，能够较好的吸收和利用太阳光。
[0004]目前，一般采用湿法刻蚀的方法在晶硅衬底的表面制作绒面，然而，湿法刻蚀方法不仅工艺步骤繁琐、可控性较差，而且采用湿法刻蚀方法在晶硅衬底表面制得的绒面并不规整，导致光生载流子复合较严重；同时，湿法刻蚀过程中引进的杂质还会污染晶硅衬底，影响制得的硅异质结太阳能电池的光电转换效率。
[0005]因此，提供一种制作工艺步骤简单并能有效提升光电转换效率的硅异质结太阳能电池是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明实施例提供一种硅异质结太阳能电池及其制作方法，用以实现一种制作工艺步骤简单并能有效提升光电转换效率的硅异质结太阳能电池。
[0007]本发明实施例提供的一种硅异质结太阳能电池，包括:晶硅衬底，在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一非晶硅层、作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜和栅线电极，以及在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二非晶硅层和背电极；其中，
[0008]所述第一透明导电氧化物薄膜背离所述晶硅衬底的一侧，具有通过采用等离子体浸没离子注入技术对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理后形成的绒面结构。
[0009]本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池，由于作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜具有采用等离子体浸没离子注入技术得到的绒面结构，因此与现有技术中采用湿法刻蚀技术在晶硅衬底制作绒面结构相比，不仅可以避免湿法刻蚀所引进的杂质沾污对太阳能电池的性能的影响，并且采用等离子体浸没离子注入技术得到第一透明导电氧化物薄膜上的绒面结构结构比较规整，从而可以减少光生载流子复合，起到较强的减反或陷光作用，进而可以提高硅异质结太阳能电池的光电转换率和性能；同时，由于晶硅衬底没有绒面结构，因此较平坦的晶硅衬底表面可以提供后续各膜层的质量提高，从而可以进一步提高硅异质结太阳能电池的性能。
[0010]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，在所述晶硅衬底为P型时，
[0011]所述第一非晶硅层包括:在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一本征非晶硅层和N型非晶娃层；
[0012]所述第二非晶硅层包括:在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二本征非晶硅层和P型非晶硅层。
[0013]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，在所述晶硅衬底为N型时，
[0014]所述第一非晶硅层包括:在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一本征非晶硅层和P型非晶硅层；
[0015]所述第二非晶硅层包括:在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二本征非晶硅层和N型非晶硅层。
[0016]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述第一本征非晶娃层和所述第二本征非晶娃层的材料为本征氢化非晶娃材料。
[0017]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述P型非晶硅层的材料为P型氢化非晶硅材料，所述N型非晶硅层的材料为N型氢化非晶硅材料。
[0018]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述背电极包括:在所述第二非晶硅层背离所述晶硅衬底一侧依次设置的第二透明导电氧化物薄膜和金属电极。
[0019]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述金属电极的结构为栅线结构。
[0020]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述第一透明导电氧化薄膜的材料为掺锡氧化铟、掺铝氧化锌、掺镓氧化锌或掺氟氧化锡。
[0021]本发明实施例提供的一种硅异质结太阳能电池的制作方法，包括:
[0022]在晶硅衬底的入光侧依次形成第一非晶硅层、作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜和栅线电极，在所述晶硅衬底的背光侧依次形成第二非晶硅层和背电极；
[0023]在形成第一透明导电氧化物薄膜之后，在形成所述栅线电极之前，采用等离子体浸没离子注入技术对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜。
[0024]本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池的制作方法，省去晶硅衬底制绒步骤，采用等离子体浸没离子注入技术对作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜，以起到较强的减反作用。因此与现有硅异质结太阳能电池制备方法相比，不仅简化了制备工艺，减少了晶硅表面制绒后引进的杂质沾污和光生载流子复合，并且由于晶硅衬底没有绒面结构，较平坦的晶硅衬底表面为后续各I旲层的形成提供了良好的基础，使各I旲层的质量提闻，从而可以进一步提闻电池的性能。
[0025]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述制作方法中，采用等离子体浸没离子注入技术对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，具体包括:
[0026]将形成有所述第一透明导电氧化物薄膜的样品置于绒面制备装置的注入腔室中；
[0027]对放置有形成有所述第一透明导电氧化物薄膜的样品的所述绒面制备装置的注入腔室进行抽真空处理；
[0028]向经过所述抽真空处理后的所述绒面制备装置的注入腔室内通入刻蚀所述第一透明导电氧化物薄膜所需的刻蚀气体；
[0029]在所述绒面制备装置的注入腔室中将所述刻蚀气体转换为等离子体后，采用等离子体注入的方式对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理。
[0030]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述采用等离子体注入的方式对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，具体包括:
[0031]在所述绒面制备装置的等离子体电源的输出功率为1W-10000W、等离子体电源的频率为1KHZ-50GHZ、施加的偏置电压为-10000V-10000V、施加偏置电压的电源的脉冲宽度为I μ s-1 S、施加偏置电压的电源的占空比为I % -99%和刻蚀时间为lmin-60min的条件下采用等离子体注入的方式对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理。
[0032]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述制作方法中，向经过所述抽真空处理后的绒面制备装置的注入腔室内通入刻蚀所述第一透明导电氧化物薄膜所需的刻蚀气体，具体包括:
[0033]向所述绒面制备装置的注入腔室内通入刻蚀所述第一透明导电氧化物薄膜所需的刻蚀气体，使所述绒面制备装置的注入腔室的刻蚀压强为10_2Pa-103Pa。
[0034]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述制作方法中，对放置有形成有所述第一透明导电氧化物薄膜的衬底的所述绒面制备装置的注入腔室进行抽真空处理，具体包括:
[0035]对所述绒面制备装置的注入腔室进行抽真空处理，至所述绒面制备装置的注入腔室的本底压强为10_7Pa-103Pa。
[0036]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述制作方法中，所述第一透明导电氧化物薄膜的材料为掺锡氧化铟、掺铝氧化锌、掺镓氧化锌或掺氟氧化锡。
[0037]较佳地，为了便于实施，在本发明实施例提供的上述制作方法中，刻蚀所述第一透明导电氧化物薄膜所需的刻蚀气体为三氯化硼、甲烷、乙烯、氢气、氯气和氩气中之一或任
意组合。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为本发明实施例提供的采用等离子体浸没离子注入技术对第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理的流程图；
[0039]图2为本发明实施例提供的硅异质结太阳能电池的结构示意图之一；
[0040]图3为本发明实施例提供的硅异质结太阳能电池的结构示意图之二 ；
[0041]图4为本发明实施例提供的硅异质结太阳能电池的结构示意图之三。
【具体实施方式】
[0042]下面结合附图，对本发明实施例提供的硅异质结太阳能电池及其制作方法的【具体实施方式】进行详细地说明。[0043]本发明实施例提供的一种硅异质结太阳能电池的制作方法，可以包括以下步骤:
[0044]在晶硅衬底的入光侧依次形成第一非晶硅层、作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜和栅线电极，在晶硅衬底的背光侧依次形成第二非晶硅层和背电极；
[0045]在形成第一透明导电氧化物薄膜之后，在形成栅线电极之前，采用等离子体浸没离子注入技术对第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜。
[0046]本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池的制作方法，省去晶硅衬底制绒步骤，采用等离子体浸没离子注入技术对作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜，以起到较强的减反作用。因此与现有硅异质结太阳能电池制备方法相比，不仅简化了制备工艺，减少了晶硅表面制绒后引进的杂质沾污和光生载流子复合，并且由于晶硅衬底没有绒面结构，较平坦的晶硅衬底表面为后续各I旲层的形成提供了良好的基础，使各I旲层的质量提闻，从而可以进一步提闻电池的性能。
[0047]需要说明的是，在本发明实施例提供的上述制作方法中，可以先形成晶硅衬底入光侧的各膜层，再形成晶硅衬底背光侧的各膜层，或者先形成晶硅衬底背光侧的各膜层，再形成晶硅衬底入光侧的各膜层；当然也可以形成在晶硅衬底的入光侧的膜层和形成在晶硅衬底背光侧的膜层是交替进行的，只要保证在晶硅衬底的入光侧依次形成的是第一非晶硅层、作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜和栅线电极，在所述晶硅衬底的背光侧依次形成的是第二非晶硅层和背电极，在此不作限定。
[0048]较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，采用等离子体浸没离子注入技术对第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，如图1所示，具体可以包括以下步骤:
[0049]S101、将形成有第一透明导电氧化物薄膜的样品置于绒面制备装置的注入腔室中；
[0050]S102、对放置有形成有第一透明导电氧化物薄膜的样品的绒面制备装置的注入腔室进行抽真空处理；
[0051]S103、向经过抽真空处理后的绒面制备装置的注入腔室内通入刻蚀第一透明导电氧化物薄膜所需的刻蚀气体；
[0052]S104、在绒面制备装置的注入腔室中将刻蚀气体转换为等离子体后，采用等离子体注入的方式对第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理。
[0053]具体地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，绒面制备装置可以是现有的等离子体浸没离子注入机，在此不作限定。
[0054]具体地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，第一透明导电氧化物薄膜的材料可以为掺锡氧化铟(ITO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺镓氧化锌(GZO)或掺氟氧化锡(FTO)等，在此不作限定。
[0055]较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，第一透明导电氧化物薄膜的材料为掺锡氧化铟(ITO)。
[0056]较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，刻蚀第一透明导电氧化物薄膜的刻蚀气体为三氯化硼(BCl3)、甲烷(CH4)'乙烯(C2H4)、氢气(H2)氯气(Cl2)和氩气(Ar)等气体中之一或任意组合。
[0057]较佳地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，当第一透明导电氧化物薄膜的材料为掺锡氧化铟(ITO)或掺氟氧化锡(FTO)时，刻蚀第一透明导电氧化物薄膜所需的刻蚀气体还可以为三氯化硼(BCl3)、甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、氯气(Cl2)和氩气(Ar)中之一或任意组合。
[0058]较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，步骤S104采用等离子体注入的方式对第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，具体包括:
[0059]在绒面制备装置的等离子体电源的输出功率为1W-10000W、等离子体电源的频率为lKHz-50GHz、施加的偏置电压为-10000V-10000V、施加偏置电压的电源的脉冲宽度为
Iμ s-ls、施加偏置电压的电源的占空比为1%-99%和刻蚀时间为lmin-60min的条件下采用等离子体注入的方式对第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理。具体地，在上述条件下，绒面制备装置中产生等离子体，产生的等离子体注入到第一透明导电氧化物薄膜内，注入到第一透明导电氧化物薄膜内的等离子体与该第一透明导电氧化物薄膜发生反应，从而得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜。
[0060]具体地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，可以通过调节施加偏置电压的电源的脉冲宽度和刻蚀时间来控制等离子体的注入量，通过调节刻蚀压强和施加的偏置电压来控制等离子体的注入深度。
[0061]较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，等离子体电源的输出功率控制在50W-1500W之间，等离子体电源的频率控制在IMHz-lOOMHz之间，施加的偏置电压控制在-5000V-0V之间，施加偏置电压的电源的脉冲宽度控制在lμs-0.1s之间，施加偏置电压的电源的占空比控制在10% -90%之间，刻蚀时间控制在lmin-30min之间效果为佳。
[0062]较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，步骤S103向经过抽真空处理后的绒面制备装置的注入腔室内通入刻蚀第一透明导电氧化物薄膜所需的刻蚀气体，具体包括:
[0063]向绒面制备装置的注入腔室内通入刻蚀第一透明导电氧化物薄膜所需的刻蚀气体，使绒面制备装置的注入腔室的刻蚀压强为10_2Pa-103Pa。
[0064]需要说明的是，刻蚀压强是指上述绒面制备装置的注入腔室在通入刻蚀气体之后进行反应离子刻蚀处理时所需的工作压强。
[0065]较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，刻蚀压强控制在KT1Pa-SOOPa之间效果较佳。
[0066]较佳地，为了减少绒面制备装置的注入腔室中杂质气体的干扰，在本发明实施例提供的上述制作方法中，步骤S102对放置有形成有第一透明导电氧化物薄膜的样品的所述绒面制备装置的注入腔室进行抽真空处理，具体包括:
[0067]对绒面制备装置的注入腔室进行抽真空处理，至绒面制备装置的注入腔室的本底压强为10_7Pa-103Pa。具体地，绒面制备装置的注入腔室的本底压强越小，即真空度越高，抗干扰效果越好，但是对抽真空设备的要求越高。
[0068]较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，本底压强控制在KT7Pa-KT3Pa之间效果较佳。
[0069]较佳地，进一步地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，为了获得性能更佳的绒面结构，在采用等离子体浸没离子注入技术对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜之后，在形成所述栅线电极之前，还可包括:
[0070]采用湿法化学刻蚀方法对具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜进行反应刻蚀处理。
[0071]具体地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，采用湿法化学刻蚀方法对具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜进行反应刻蚀处理，具体包括:
[0072]将具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜放入刻蚀溶液中，对该具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜进行反应刻蚀处理。
[0073]进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，刻蚀溶液可以为盐酸(HCl)、硝酸(HNO3)、硫酸(H2SO4)、磷酸(H3PO4)、氯化铵(NH4Cl)和氯化铁(FeCl3)等溶液中一种或任意组合。
[0074]较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在晶硅衬底为P型(Pc-Si)时，
[0075]在晶硅衬底的入光侧形成第一非晶硅层具体包括:在晶硅衬底的入光侧形成第一本征非晶硅层，在第一本征非晶硅层上形成N型非晶硅层；
[0076]在晶硅衬底的背光侧形成第二非晶硅层具体包括:在晶硅衬底的背光侧形成第二本征非晶硅层，在第二本征非晶硅层上形成P型非晶硅层。
[0077]或者，较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在晶硅衬底为N型(Nc-Si)时，
[0078]在晶硅衬底的入光侧形成第一非晶硅层具体包括:在晶硅衬底的入光侧形成第一本征非晶硅层，在第一本征非晶硅层上形成P型非晶硅层；
[0079]在晶硅衬底的背光侧形成第二非晶硅层具体包括:在晶硅衬底的背光侧形成第二本征非晶硅层，在第二本征非晶硅层上形成N型非晶硅层。
[0080]较佳地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层的材料可以为本征氢化非晶硅(Ia-S1:H)材料，P型非晶硅层的材料可以为P型氢化非晶硅(Pa-Si = H)材料，N型非晶硅层的材料为N型氢化非晶硅(Na-SiiH)材料，当然也可以为能够实现本发明方案的其它材料，在此不作限定。
[0081 ] 进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，形成栅线电极具体可以包括:
[0082]采用丝网印刷的方式在具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜上形成栅线电极，当然也可以采用能够实现本发明方案的其它方式制作栅线电极，在此不作限定。
[0083]较佳地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制作方法中，栅线电极的材料可以为银(Ag)，当然也可以为能够实现本发明方案的其它材料，在此不作限定。
[0084]较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，在晶硅衬底的背光侧形成背电极，具体可以包括:
[0085]在第二非晶硅层背离晶硅衬底的一侧形成第二透明导电氧化物薄膜；
[0086]在第二透明导电氧化物薄膜背离晶硅衬底的一侧形成金属电极。
[0087]具体地，在具体实施时，第二透明导电氧化物薄膜的材料可以与第一透明导电氧化物薄膜的材料相同，当然也可以不同，在此不作限定。[0088]较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，第一透明导电氧化物薄膜和第二透明导电氧化物薄膜的材料均为掺锡氧化铟(ITO)。
[0089]进一步地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，金属电极的材料可以为银(Ag)，当然也可以为能够实现本发明方案的其它材料，在此不作限定。
[0090]具体地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，金属电极可以为整面结构，也可以为栅线结构，在此不作限定。
[0091]较佳地，在本发明实施例提供的上述制作方法中，金属电极为栅线结构。当金属电极为栅线结构时，具体可以采用丝网印刷方式在第二透明导电氧化物薄膜背离晶硅衬底的一侧形成栅线结构的金属电极，当然以可以采用其它方式制作，在此不作限定。
[0092]具体地，下面以通过一个具体的实例来详细的说明本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池的制作方法。
[0093]实例一:
[0094]具体地，以晶硅衬底为N型为例，硅异质结太阳能电池的制作方法，具体包括以下步骤:
[0095](I)对晶硅衬底进行清洗，去除晶硅衬底的表面损伤和表面污染物；
[0096](2)在晶硅衬底的背光侧形成第一本征非晶硅层；
[0097]具体地，第一本征非晶硅层的材料为本征氢化非晶硅(Ia-Si = H)材料。
[0098](3)在第一本征非晶硅层上形成N型非晶硅层；
[0099]具体地，N型非晶硅层的材料为N型氢化非晶硅(Na-S1:H)材料。
[0100](4)在晶硅衬底的入光侧形成第二本征非晶硅层；
[0101]具体地，第二本征非晶硅层的材料为本征氢化非晶硅(Ia-Si = H)材料。
[0102](5)在第二本征非晶硅层上形成P型非晶硅层；
[0103]具体地，P型非晶硅层材料为P型氢化非晶硅(Pa-S1:H)材料。
[0104](6)在N型非晶硅层上形成第二透明导电氧化物薄膜；
[0105]具体地，第二透明导电氧化物薄膜的材料为掺锡氧化铟(ITO)。
[0106](7)在该第二透明导电氧化物薄膜上形成金属电极；
[0107]具体地，金属电极的材料为银(Ag)。
[0108](8)在P型非晶硅层上形成作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜；
[0109](9)采用等离子体浸没离子注入技术对第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜；
[0110]具体地，第一透明导电氧化物薄膜的材料为掺锡氧化铟(ITO)，采用等离子体浸没离子注入技术对ITO薄膜进行反应离子刻蚀处理具体可以包括以下步骤:
[0111]a)将上述形成有ITO薄膜的样品置于绒面制备装置的注入腔室中；
[0112]b)对放置有上述样品的绒面制备装置的注入腔室进行抽真空处理，至绒面制备装置的注入腔室的本底压强控制在10_7Pa_10_3Pa之间；
[0113]c)向经过抽真空处理后的绒面制备装置的注入腔室内通入刻蚀ITO薄膜所需的刻蚀气体，使该绒面制备装置的注入腔室的刻蚀压强为IO-1Pa-SOOPa ；
[0114]具体地，在具体实施时，刻蚀气体可以为三氯化硼(BCl3)、甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、氯气(Cl2)和氩气(Ar)等气体中之一或任意组合，在此不作限定。[0115]d)在绒面制备装置的注入腔室中，设置等离子体电源的输出功率为50W-1500W，等离子体电源的频率为IMHz-lOOMHz，施加的偏置电压为-5000V-0V，施加偏置电压的电源的脉冲宽度为lys-0.ls，施加偏置电压的电源的占空比为10% -90%，将刻蚀气体转换为等离子体，等离子体注入ITO薄膜与ITO薄膜发生反应,刻蚀时间为lmin-30min时,可得到具有绒面结构的ITO薄膜；
[0116](10)在该具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜上丝网印刷银材质的栅线电极。
[0117]具体地，栅线电极可以为两栅或三栅等，在此不作限定
[0118]基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种硅异质结太阳能电池，如图2所示，包括:晶硅衬底100，在晶硅衬底100的入光侧依次设置的第一非晶硅层110、作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜120和栅线电极130，以及在晶硅衬底100的背光侧依次设置的第二非晶娃层140和背电极150 ;其中，
[0119]第一透明导电氧化物薄膜120背离晶硅衬底100的一侧，具有通过采用等离子体浸没离子注入技术对第一透明导电氧化物薄膜120进行反应离子刻蚀处理后形成的绒面结构。
[0120]本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池，由于作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜具有采用等离子体浸没离子注入技术得到的绒面结构，因此与现有技术中采用湿法刻蚀技术在晶硅衬底制作绒面结构相比，不仅可以避免湿法刻蚀所引进的杂质沾污对太阳能电池的性能的影响，并且采用等离子体浸没离子注入技术得到第一透明导电氧化物薄膜上的绒面结构结构比较规整，从而可以减少光生载流子复合，起到较强的减反或陷光作用，进而可以提高硅异质结太阳能电池的光电转换率和性能；同时，由于晶硅衬底没有绒面结构，因此较平坦的晶硅衬底表面可以提供后续各膜层的质量提高，从而可以进一步提高硅异质结太阳能电池的性能。
[0121]具体地，本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池表面反射率可接近零，相对现有的硅异质结太阳能电池表面反射率5%，降低了将近5%。仅从电流提升角度考虑，假设现有的硅异质结太阳能电池的光电转换效率为20%，本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池的光电效率就可以提高1% ;并且晶硅衬底没有绒面结构，较平坦的晶硅衬底表面为后续各膜层的形成提供了良好的基础，使各膜层的质量提高，进而可再提升电池光电转换效率。因此，本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池具有较高的光电转换效率。
[0122]具体地，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，第一透明导电氧化物薄膜的材料可以为掺锡氧化铟(ITO)、掺铝氧化锌(AZO)、掺镓氧化锌(GZO)或掺氟氧化锡(FTO)等，在此不作限定。
[0123]较佳地，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，第一透明导电氧化物薄膜的材料为掺锡氧化铟(ITO)。
[0124]较佳地，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，如图3所示，在晶硅衬底为P型(Pc-Si)时，
[0125]第一非晶硅层110包括:在晶硅衬底100的入光侧依次设置的第一本征非晶硅层111和N型非晶硅层112 ；[0126]第二非晶硅层140包括:在晶硅衬底100的背光侧依次设置的第二本征非晶硅层141和P型非晶硅层142。
[0127]或者，较佳地，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，如图4所示，在晶硅衬底100为N型(Nc-Si)时，
[0128]第一非晶硅层110包括:在晶硅衬底100的入光侧依次设置的第一本征非晶硅层111和P型非晶硅层142 ；
[0129]第二非晶硅层140包括:在晶硅衬底100的背光侧依次设置的第二本征非晶硅层141和N型非晶硅层112。
[0130]较佳地，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层的材料可以为本征氢化非晶硅(Ia-S1:H)材料，当然也可为能够实现本发明方案的其它材料，在此不作限定。
[0131]较佳地，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，P型非晶硅层的材料可以为P型氢化非晶硅(Pa-Si = H)材料，N型非晶硅层的材料为N型氢化非晶硅(Na-Si = H)材料，当然也可以为能够实现本发明方案的其它材料，在此不作限定。
[0132]较佳地，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，如图3和图4所示，背电极150包括:在第二非晶硅层140背离晶硅衬底100 —侧依次设置的第二透明导电氧化物薄膜151和金属电极152。
[0133]具体地，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，第二透明导电氧化物薄膜的材料可以与第一透明导电氧化物薄膜的材料相同，当然第二透明导电氧化物薄膜的材料也可以选取第一透明导电氧化物薄膜的材料不相同的材料，在此不作限定。
[0134]较佳地，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，第一透明导电氧化物薄膜和第二透明导电氧化物薄膜的材料均为掺锡氧化铟(ITO)。
[0135]进一步，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，如图4所示，金属电极152的结构为栅线结构；或者，如图3所示，金属电极152的结构也可以为整面结构，在此不作限定。
[0136]较佳地，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，如图4所示，金属电极152的结构优选为栅线结构。
[0137]较佳地，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，金属电极的材料可以为银(Ag)，当然也可以为能够实现本发明方案的其它材料，在此不作限定。
[0138]进一步地，在本发明实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，栅线电极的材料可以为银(Ag)，当然也可以为能够实现本发明方案的其它材料，在此不作限定。
[0139]本发明实施例提供的一种硅异质结太阳能电池及其制作方法，省去晶硅衬底制绒步骤，采用等离子体浸没离子注入技术对作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜，以起到较强的减反作用。因此与现有硅异质结太阳能电池制备方法相比，不仅简化了制备工艺，减少了晶硅表面制绒后引进的杂质沾污和光生载流子复合，并且由于晶硅衬底没有绒面结构，较平坦的晶硅衬底表面为后续各I吴层的形成提供了良好的基础，使各I吴层的质量提闻，从而可以进一步提高电池的性能。
[0140]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种硅异质结太阳能电池，其特征在于，包括:晶硅衬底，在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一非晶硅层、作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜和栅线电极，以及在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二非晶硅层和背电极；其中， 所述第一透明导电氧化物薄膜背离所述晶硅衬底的一侧，具有通过采用等离子体浸没离子注入技术对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理后形成的绒面结构。
2.如权利要求1所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，在所述晶硅衬底为P型时， 所述第一非晶硅层包括:在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一本征非晶硅层和N型非晶娃层； 所述第二非晶硅层包括:在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二本征非晶硅层和P型非晶娃层。
3.如权利要求1所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，在所述晶硅衬底为N型时， 所述第一非晶硅层包括:在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一本征非晶硅层和P型非晶娃层； 所述第二非晶硅层包括:在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二本征非晶硅层和N型非晶娃层。
4.如权利要求2或3所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一本征非晶硅层和所述第二本征非晶硅层的材料为本征氢化非晶硅材料。
5.如权利要求2或3所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，所述P型非晶硅层的材料为P型氢化非晶硅材料，所述N型非晶硅层的材料为N型氢化非晶硅材料。
6.如权利要求1-3任一项所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，所述背电极包括:在所述第二非晶硅层背离所述晶硅衬底一侧依次设置的第二透明导电氧化物薄膜和金属电极。
7.如权利要求6所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，所述金属电极的结构为栅线结构。
8.如权利要求1-3任一项所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一透明导电氧化薄膜的材料为掺锡氧化铟、掺铝氧化锌、掺镓氧化锌或掺氟氧化锡。
9.一种硅异质结太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括: 在晶硅衬底的入光侧依次形成第一非晶硅层、作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜和栅线电极，在所述晶硅衬底的背光侧依次形成第二非晶硅层和背电极； 在形成第一透明导电氧化物薄膜之后，在形成所述栅线电极之前，采用等离子体浸没离子注入技术对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜。
10.如权利要求9所述的制作方法，其特征在于，采用等离子体浸没离子注入技术对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，具体包括: 将形成有所述第一透明导电氧化物薄膜的样品置于绒面制备装置的注入腔室中；对放置有形成有所述第一透明导电氧化物薄膜的样品的所述绒面制备装置的注入腔室进行抽真空处理； 向经过所述抽真空处理后的所述绒面制备装置的注入腔室内通入刻蚀所述第一透明导电氧化物薄膜所需的刻蚀气体；在所述绒面制备装置的注入腔室中将所述刻蚀气体转换为等离子体后，采用等离子体注入的方式对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理。
11.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述采用等离子体注入的方式对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理，具体包括: 在所述绒面制备装置的等离子体电源的输出功率为1W-10000W、等离子体电源的频率为1KHZ-50GHZ、施加的偏置电压为-10000V-10000V、施加偏置电压的电源的脉冲宽度为I μ s-ls、施加偏置电压的电源的占空比为1%-99%和刻蚀时间为lmin-60min的条件下采用等离子体注入的方式对所述第一透明导电氧化物薄膜进行反应离子刻蚀处理。
12.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，向经过所述抽真空处理后的绒面制备装置的注入腔室内通入刻蚀所述第一透明导电氧化物薄膜所需的刻蚀气体，具体包括: 向所述绒面制备装置的注入腔室内通入刻蚀所述第一透明导电氧化物薄膜所需的刻蚀气体，使所 述绒面制备装置的注入腔室的刻蚀压强为10_2Pa-103Pa。
13.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，对放置有形成有所述第一透明导电氧化物薄膜的样品的所述绒面制备装置的注入腔室进行抽真空处理，具体包括: 对所述绒面制备装置的注入腔室进行抽真空处理，至所述绒面制备装置的注入腔室的本底压强为l(T7Pa-103Pa。
14.如权利要求9-13任一项所述的制作方法，其特征在于，所述第一透明导电氧化物薄膜的材料为掺锡氧化铟、掺铝氧化锌、掺镓氧化锌或掺氟氧化锡。
15.如权利要求14所述的制作方法，其特征在于，刻蚀所述第一透明导电氧化物薄膜所需的刻蚀气体为三氯化硼、甲烷、乙烯、氢气、氯气和氩气中之一或任意组合。
【文档编号】H01L31/072GK103985777SQ201410213259
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】赵冠超, 杨荣, 何延如, 谷士斌, 温转萍, 李立伟, 孟原, 郭铁 申请人:新奥光伏能源有限公司