一种多晶硅薄膜太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多晶硅薄膜太阳能电池，包括具有多层结构的壳体，壳体内最底部设有衬底，在所述衬底上依次设有减反膜、p+/n+型多晶硅籽晶层、p-/n-型多晶硅吸收层、n+/p+型a-Si：H发射层以及TCO玻璃；所述的壳体外最上端设有多个用于接触的前电极。本实用新型专利技术采用n+/p-/p+型的基本结构单元，在发射区使用了重掺杂工艺，发射区重掺杂能够形成顶层浅结重掺杂，大大提高了太阳能电池的能量转换效率，节约了成本；该电池还具有结构简单，制造工艺简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种多晶硅薄膜太阳能电池，包括具有多层结构的壳体，壳体内最底部设有衬底，在所述衬底上依次设有减反膜、p+/n+型多晶硅籽晶层、p-/n-型多晶硅吸收层、n+/p+型a-Si：H发射层以及TCO玻璃；所述的壳体外最上端设有多个用于接触的前电极。本技术采用n+/p-/p+型的基本结构单元，在发射区使用了重掺杂工艺，发射区重掺杂能够形成顶层浅结重掺杂，大大提高了太阳能电池的能量转换效率，节约了成本；该电池还具有结构简单，制造工艺简单等优点。【专利说明】
本技术属于太阳能能源利用
，特别是指一种多晶硅薄膜太阳能电 池。 -种多晶硅薄膜太阳能电池
技术介绍
能源短缺和环境污染是世纪人类所面临的两个重大问题，成为国际社会经济发展 的瓶颈。太阳能作为清洁无污染的可再生能源提供了解决这两个问题的最好方案。目前， 如何研制出光电转换效率高、寿命长、性能稳定以及成本低廉的太阳电池已经引起了全世 界的广泛关注。因此，基于时代发展的需要，太阳电池具有广阔的发展空间。 太阳能光伏发电市场正蓬勃发展，在过去10年间，太阳电池市场每年以40%的比 例迅速增长，其中晶体硅太阳电池占据了太阳电池近90%的市场份额。晶体硅太阳电池组 件中硅晶片的成本约占太阳电池总成本的50%，即使生产技术不断精进与发展！进一步大 幅降低晶体硅太阳电池的制备成本也已经达到极限；因此，薄膜化或薄层化成为降低太阳 电池成本的主要手段和发展趋势。薄膜太阳电池（TFSC)较晶体硅太阳电池，具有弱光性能 优良、原材料消耗大幅降低和成本低等优势。并且，TFSC还可在柔性衬底上制备，具有韧性 好、可折叠、可卷曲以及可大面积生产等优点，未来可应用于衣服、汽车玻璃、飞机以及建筑 物等表面。 但是传统的薄膜太阳电池存在能量转换效率较低的问题，并且制备工艺复杂，薄 膜厚度还有待进一步压缩。 目前实验室中制备出的多晶硅薄膜太阳电池的能量转换效率已达到了 19%，但要 真正实现高效率低成本的多晶硅薄膜太阳电池的大规模产业化，还需制备出的多晶硅薄膜 必须尽可能薄并采用廉价的衬底。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种能量转化高、制造工艺简单、结构简单、薄膜厚度 低，具有廉价玻璃衬底的多晶硅薄膜太阳能电池。 本技术所述的一种多晶硅薄膜太阳能电池，包括具有多层结构的壳体，壳 体内最底部设有衬底，在所述衬底上向上依次设有减反膜、P+/ n+型多晶硅籽晶层、p-/ η-型多晶硅吸收层、n+/ p+型a-Si :H发射层以及TC0玻璃；所述的壳体外最上端设有多 个前电极。 进一步改进，所述的TC0玻璃由平板玻璃表面通过均匀镀上一层透明的导电氧化 物薄膜而成。 进一步改进，所述的衬底为玻璃衬底。 所述的一种多晶硅薄膜太阳能电池的制备方法包括以下步骤： 1)玻璃制绒；玻璃制绒增加了光在多晶硅薄膜中的有效光程，以致多晶硅薄膜对 光的吸收得到增强。 2)势垒层和减反层的沉积；势垒层可用来阻挡衬底杂质进入多晶硅薄膜激活层， 能有效降低晶粒间界以及减少杂质缺陷；减反层可减少光入射到多晶硅薄膜时的反射，增 加薄膜对光的吸收。 3)a-Si 层的沉积； 4)多晶硅薄膜的制备，利用电子束蒸发晶化a-Si层得到多晶硅薄膜，或者利用 PEVCD在覆盖了势垒层的玻璃衬底上直接沉积多晶硅薄膜； 5)快速热退火或激光退火以及氢钝化，快速退火或激光退火能大量减少晶界密度 和空间电荷区的缺陷，而氢钝化能非常有效地钝化各种晶界表面缺陷和体缺陷！以获得更 高质量的多晶硅薄膜。 6)光学限制；为了减少背表面载流子的复合和串联电阻，利用PEVCD和铝诱导技 术等在上表面沉积背表面电场层，并在沉积过程中进行原位掺杂。 7)电学限制；为了减少太阳电池前后电极的电阻，利用光刻、网丝印刷、电子束蒸 发以及电子镀等制备出具有欧姆接触的前后电极。 8)钝化，即对太阳电池器件表面进行钝化。 本技术的有益效果在于： 本技术与传统的n/p型同质结电池结构不同，采用n+/p_/p+型的基本结构单 元，在发射区使用了重掺杂工艺，发射区重掺杂能够形成顶层浅结重掺杂，大大提高了太阳 能电池的能量转换效率，节约了成本；该电池还具有结构简单，制造工艺简单等优点。使用 玻璃衬底，不但具有成本低廉、无毒害、透光性优良、化学稳定以及容易回收等优点，还具有 一定的耐热性和机械强度；制备工艺简单，能进一步发展成更大的主动矩阵显示屏；含TC0 的多晶硅薄膜电池结构可极大提高光生载流子的收集率。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的结构示意图。 【具体实施方式】 如图1所示，本技术所述的一种多晶硅薄膜太阳能电池，包括具有多层结构 的壳体1，壳体1内最底部设有玻璃衬底2,在所述玻璃衬底2上向上依次设有减反膜3、p+/ n+型多晶硅籽晶层4、p-/ η-型多晶硅吸收层5、n+/ p+型a-Si :H发射层6以及TC0玻 璃7 ;所述的壳体1外最上端设有多个用于接触的前电极8。 所述的TC0玻璃7由平板玻璃表面通过均匀镀上一层透明的导电氧化物薄膜而 成。 本技术采用n+/p_/p+型的基本结构单元，在发射区使用了重掺杂工艺，发射 区重掺杂能够形成顶层浅结重掺杂，大大提高了太阳能电池的能量转换效率，节约了成本； 该电池还具有结构简单，制造工艺简单等优点。使用玻璃衬底，不但具有成本低廉、无毒害、 透光性优良、化学稳定以及容易回收等优点，还具有一定的耐热性和机械强度；制备工艺简 单，能进一步发展成更大的主动矩阵显示屏；含TC0的多晶硅薄膜电池结构可极大提高光 生载流子的收集率。 所述的一种多晶硅薄膜太阳能电池的制备方法包括以下步骤： 1)玻璃制绒；玻璃制绒增加了光在多晶硅薄膜中的有效光程，以致多晶硅薄膜对 光的吸收得到增强。 2)势垒层和减反层的沉积；势垒层可用来阻挡衬底杂质进入多晶硅薄膜激活层， 能有效降低晶粒间界以及减少杂质缺陷；减反层可减少光入射到多晶硅薄膜时的反射，增 加薄膜对光的吸收。 3)a_Si 层的沉积； 4)多晶硅薄膜的制备，利用电子束蒸发晶化a-Si层得到多晶硅薄膜，或者利用 PEVCD在覆盖了势垒层的玻璃衬底上直接沉积多晶硅薄膜； 5)快速热退火或激光退火以及氢钝化，快速退火或激光退火能大量减少晶界密度 和空间电荷区的缺陷，而氢钝化能非常有效地钝化各种晶界表面缺陷和体缺陷！以获得更 高质量的多晶硅薄膜。 6)光学限制；为了减少背表面载流子的复合和串联电阻，利用PEVCD和铝诱导技 术等在上表面沉积背表面电场层，并在沉积过程中进行原位掺杂。 7)电学限制；为了减少太阳电池前后电极的电阻，利用光刻、网丝印刷、电子束蒸 发以及电子镀等制备出具有欧姆接触的前后电极。 8 )钝化，即对太阳电池器件表面进行钝化。 本技术提供了一种多晶硅薄膜太阳能电池，以上所述仅是本技术的优选 实施方法，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前 提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本技术的保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅薄膜太阳能电池，其特征在于，包括具有多层结构的壳体（1），壳体内最底部设有衬底（2），在所述衬底（2）上向上依次设有减反膜（3）、p+/n+ 型多晶硅籽晶层（4）、p‑/n‑型多晶硅吸收层（5）、n+/p+型a‑Si：H发射层（6）以及TCO玻璃（7）；所述的壳体外最上端设有多个前电极（8）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐伟，沈启群，
申请(专利权)人：无锡中能晶科新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32