具有量子阱结构的硅基薄膜太阳能电池的制作方法_3

文档序号:8715853阅读:来源:国知局
mW/ cm2;所述p-A-SiC缓冲层厚度为:5nm~15nm;
[0051] 所述量子阱结构的上下两层由能隙为2. 1-2. 3eV的非晶SiC/能隙为1. 8-2.leV 的纳米晶SiC构成时,2. 1-2. 3eV的非晶SiC相关工艺参数为:衬底温度150°C~300°C, 氢稀释比SiH4/H2S0. 2~5,反应腔室气压为0. 3mbar~2.Ombar,射频功率密度为10mW/ cm2~350mW/cm2;所述纳米晶-SiC相关工艺参数为:衬底温度150°C~300°C,氢稀释比 SiH4/H# 0. 01~1,反应腔室气压为0. 3mbar~2.Ombar,射频功率密度为10mW/cm2~ 350mW/cm2〇
[0052] 所述量子阱结构的上下两层由能隙为非晶Si(l. 7eV)/纳米晶Si(l. 7eV到1. 2eV) 构成时:所述非晶硅采用13. 56-40. 68MHzPECVD方法在温度为160 - 200°C的条件下沉积 i-A-Si薄膜,氢稀释比SiH/仏为0. 2~5,反应腔室气压为0. 3~2.Ombar,射频功率密度 为10~350mW/cm2。所述纳米晶硅,采用13. 56-40. 68MHzPECVD方法在温度为160 - 200°C 的条件下沉积nc-Si薄膜,氢稀释比SiH4/H2S0. 02~1,反应腔室气压为0. 3~2.Ombar, 射频功率密度为10~350mW/cm2。
[0053] 所述非晶Sil-xGex(0 彡X彡 1,1. 7eV到 1. 2eV) / 非晶Sil-xGex(0 彡X彡 1, 1.5eV到1.2eV)组成的量子阱结构,所述高能隙的非晶Sil-XGex(0彡X彡l,1.7eV到 1. 2eV)采用13. 56-40. 68MHzPECVD方法在温度为160 - 200°C的条件下沉积高能隙的非晶 Sil-xGex薄膜,氢稀释比SiH4+GeH4/H$ 0. 2~5,反应腔室气压为0. 3~2.Ombar,射频功 率密度为10~350mW/cm2。所述低能隙的非晶Sil-xGex(0彡X彡1,1. 5eV到1. 2eV),采 用13. 56-40. 68MHzPECVD方法在温度为160 - 200°C的条件下沉积nc-Si薄膜,氢稀释比 SiH4+GeH4/H2S0. 02~3,反应腔室气压为0. 3~2.Ombar,射频功率密度为10~350mW/ cm2〇
[0054] 所述纳米晶Si(l. 2eV到1. 7eV)/纳米晶Si(l.leV到1. 5eV)组成的量子阱结构, 所述高能隙纳米晶Si(1. 2eV到1. 7eV)采用13. 56-40. 68MHzPECVD方法在温度为160 -200°C的条件下沉积,氢稀释比SiH4/H2S0. 05~1,反应腔室气压为0. 3~2.Ombar,射频功 率密度为10~350mW/cm2。所述低能隙的纳米晶Si(1.leV到1. 5eV),采用13. 56-40. 68MHz PECVD方法在温度为160 - 200°C的条件下沉积,氢稀释比SiH/仏为0. 01~0. 5,反应腔室 气压为0. 3~2.Ombar,射频功率密度为10~350mW/cm2。
[0055] 所述纳米晶Si(1.leV到1. 5eV)/微晶Si(1.leV)组成的量子阱结构,所述纳米晶 Si(1.leV到1. 5eV)采用13. 56-40. 68MHzPECVD方法在温度为160 - 200°C的条件下沉积, 氢稀释比SiH4/H2S0. 01~0. 5,反应腔室气压为0. 3~2.Ombar,射频功率密度为10~ 350mW/cm2。所述微晶Si(1.leV)采用 13. 56-40. 68MHzPECVD方法在温度为 160 - 200°C的 条件下沉积,氢稀释比SiH4/H2S0. 01~0. 05,反应腔室气压为0. 3~2.Ombar,射频功率 密度为10~350mW/cm2。
[0056] 所述p-型SiC,非晶,纳米晶,微晶娃,SihGe,薄膜,采用硼摻杂制备,相关工艺参 数为:采用13. 56MHz-40. 68MHzPECVD方法,衬底温度150°C~300°C,体体积 流量比为〇. 01~2. 0,反应腔室气压为0. 3mbar~3.Ombar,射频功率密度为10mW/cm2~ 350mW/cm2;p型掺杂层厚度为2~30nm。
[0057] 所述n-型SiC,非晶,纳米晶,微晶娃,SihGex薄膜,采用磷摻杂制备,相关工艺 参数为:衬底温度150°C~300°C,0. 5 - 2%PH3/H2与SiH4气体体积流量比为0. 01~2. 0, 反应腔室气压为0. 3mbar~2.Ombar,射频功率密度为10mW/cm2~350mW/cm2;n型惨杂层 厚度范围2nm~30nm;
[0058] (6)采用532nm波长激光器划刻镀膜后的玻璃基片,便于TCO背电极作为导线连接 子电池;
[0059] (7)制备TCO背电极;
[0060] (8)采用532nm波长激光器划刻硅基薄膜和TCO背电极,形成单个的子电池;
[0061] (9)对电池边缘进行激光划线处理;
[0062] (10)对电池进行电路连接及封装。
[0063] 实施例3 :
[0064] 图2是具有量子阱结构的非晶/微晶双结硅基薄膜太阳能电池结构示意图;其量 子阱结构由以下材料匹配组合形成,非晶Si(1. 7eV) /纳米晶Si(1. 7eV到1. 2eV),纳米晶 Si(1.2eV到 1.7eV)/纳米晶Si(l.leV到 1.5eV)和非晶Si(1.7eV)/纳米晶Si(1.7eV到 1. 2eV),纳米晶Si(l. 2eV到1. 5eV)/微晶Si(l.leV);并按能级递降的顺序制备多结具有 量子阱结构的薄膜太阳能电池。通常高能隙材料的厚度为l-l〇nm,低能隙材料的厚度为 10-100nm,量子阱的结构周期为5-20。为了降低量子阱的电阻,其量子阱的结构中的薄膜 材料进行适当的磷(P)和硼(B)的掺杂,掺杂浓度应小于pin结中的n层和p层的掺杂浓 度。
[0065] 如图5所示,所所述具有量子阱结构的双结硅基薄膜太阳能电池的制造方法,其 工艺过程如下:
[0066] (1)对玻璃基板进行清洗;
[0067] (2)在基板上制备TCO前电极;
[0068] (3)米用355nm波长激光器将TCO前电极分割形成子电池的电极;
[0069] (4)对划刻后的玻璃基板再次进行清洗;
[0070] (5)在具有导电膜的玻璃基片上,采用等离子体增强化学气相沉积工艺制备非 晶,纳米晶薄膜;
[0071] 所述非晶硅采用13. 56-40. 68MHzPECVD方法在温度为160 - 200°C的条件下沉积 i-A-Si薄膜,氢稀释比SiH/仏为0. 2~5,反应腔室气压为0. 3~2.Ombar,射频功率密度 为10~350mW/cm2。所述纳米晶硅,采用13. 56-40. 68MHzPECVD方法在温度为160 - 200°C 的条件下沉积nc-Si薄膜,氢稀释比SiH4/H2S0. 02~1,反应腔室气压为0. 3~2.Ombar, 射频功率密度为10~350mW/cm2。
[0072] 所述纳米晶Si(1.2eV到1.7eV)/纳米晶Si(l.leV到1.5eV)组成的量子阱结 构,其特征是,所述高能隙纳米晶Si(1. 2eV到1. 7eV)采用13. 56-40. 68MHzPECVD方法在 温度为160 - 200°C的条件下沉积,氢稀释比SiH4/H$ 0. 05~1,反应腔室气压为0. 3~ 2. Ombar,射频功率密度为10~350mW/cm2。所述低能隙的纳米晶Si(1.leV到1. 5eV),采 用13. 56-40. 68MHzPECVD方法在温度为160 - 200°C的条件下沉积,氢稀释比SiH4/H2S 0. 01~0. 5,反应腔室气压为0. 3~2.Ombar,射频功率密度为10~350mW/cm2。
[0073] 所述纳米晶Si(1.leV到1. 5eV)/微晶Si(1.leV)组成的量子阱结构,其特征是, 所述纳米晶Si(1. 2eV到1. 7eV)采用13. 56-40. 68MHzPECVD方法在温度为160 - 200°C 的条件下沉积,氢稀释比SiH4/H2S0. 01~0. 5,反应腔室气压为0. 3~2.Ombar,射频功 率密度为10~350mW/cm2。所述微晶Si(1.leV),采用13. 56-40. 68MHzPECVD方法在温 度为160 - 200°C的条件下沉积,氢稀释比SiH4/H2S0. 01~0. 05,反应腔室气压为0. 3~ 2.Ombar,射频功率密度为10~350mW/cm2。
[0074]所述p_型非晶,纳米晶薄膜,采用硼摻杂制备,相关工艺参数
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