一种具有过渡层的硅基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具有过渡层的硅基薄膜太阳能电池，包括n型硅晶片，在n型硅晶片的前表面或者在n型硅晶片的背表面或者在n型硅晶片的前表面和背表面同时设有过渡层；所述过渡层为一层或者多层，其中任意一层均为富硅氧化硅层。采用这种过渡层的硅基薄膜复合型电池，可以在原来的基础上将电池转换效率提高10％以上。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于太阳能电池领域，具体涉及一种具有过渡层结构的硅基薄膜太阳能电池。
技术介绍
目前硅基薄膜电池主要有三种结构：以玻璃为衬底的单结或双结非晶硅电池，以玻璃为衬底的非晶硅和微晶硅双结电池，以不锈钢为衬底的非晶硅和非晶锗硅合金三结电池。由于各种产品都有其独特的优势，在今后一段时间里这三种电池结构还会同步发展。硅基薄膜电池的长远发展方向是很明显的，除了要充分利用其独特的优势，主要是克服产品开发、生产和销售方面存在的问题。硅基薄膜电池要进一步提高电池效率，利用微晶硅电池作为多结电池的底电池可以进一步提高电池效率，降低电池的光诱导衰退。目前微晶硅电池产业化的技术难点是实现微晶硅的高速沉积技术和实现大面积微晶硅基薄膜材料的均匀性。如果微晶硅大面积高速沉积方面的技术难题可以在较短的时间里得到解决，预计在不远的将来，非晶硅和微晶硅相结合的多结电池将成为硅基薄膜电池的主要产品。非晶硅和微晶硅多结电池可以沉积在玻璃衬底上，也可以沉积在柔性衬底上，无论是以玻璃还是以柔性衬底沉积的硅基薄膜电池都可以采用非晶和微晶硅多结电池结构。目前商业性的硅基薄膜太阳能电池是非晶硅薄膜太阳能电池。由于非晶硅的能隙为1.7，它仅仅能吸收波长在400—500nm的太阳能。因其太阳能转换效率低，大约在6％左右，该硅基薄膜太阳能电池的转换率有待改善。现有已经有人提到采用不同能隙的材料来扩充对太阳能的吸收光谱。>但是在申请人的专利ZL200910044772.4之前，尚未有人采用一个系列，具有不同能隙的六种材料来构成单结多层PIN结构的薄膜太阳能电池，并且还没有人研发出制备这种单结多层PIN结构的薄膜太阳能电池的制造技术，也还没有人研发出制备这种高转化率硅晶及薄膜复合型单结PIN太阳能电池及其制造方法。专利号ZL200910044772.4把单晶硅和多晶硅基单一组元的太阳能电池与硅基薄膜太阳能电池相结合,提出一种高转化率硅晶及薄膜复合型单结PN、PIN太阳能电池及其制造方法，所述的高转化率硅晶及薄膜复合型单结PIN太阳能电池具有更高的转换效率和优良的稳定性。ZL200910044772.4公开了一种高转化率硅晶及薄膜复合型单结PIN太阳能电池，它的结构为以下诸种之一：(1)底电极/n层/n型硅晶片/i层/i层/i层/i层/p层/TCO/减反射膜；(2)底电极/n层/n型硅晶片/i层/i层/i层/p层/TCO/减反射膜；(3)底电极/n层/n型硅晶片/i层/i层/p层/TCO/减反射膜；(4)底电极/n层/n型硅晶片/i层/p层/TCO/减反射膜；(5)底电极/n层/n型硅晶片/p层/TCO/减反射膜；其中，所述高转化率硅晶及薄膜复合型单结PIN太阳能电池的具体结构为：底电极/n型梯度μc或epi Si1-xGex/n型硅晶片/i-μ-Si/i-A-Si1-xGex/i-A-Si/i-μc-SiC/p-A-SiC/TCO/减反射膜；所述p层、i层、n层均是选自μc-Si1-xGex、A-Si1-xGex、μc-SiC、A-SiC、μc-Si、A-Si半导体材料中的一种；0≤x≤1；“/”表示两层之间的界面；n-表示电子型半导体，i-表示本征半导体，P-表示空穴型半导体；A-表示非晶体，μc-表示微晶；所述硅晶片为单晶硅片或多晶硅片；“梯度”是指锗化硅通过改变x的值从1逐步梯度变化到0，而锗化硅则从锗层—梯度锗化硅层—变化到硅层，0≤x≤1；“epi”是外延生长单晶层。
技术实现思路
本技术在专利号ZL200910044772.4的基础上，对其结构加以改进可以进一步获得效率的提升，提供一种能应用于大规模化工业生产的具有过渡层的硅基薄膜太阳能电池结构。本技术所采用的技术方案是：一种具有过渡层的硅基薄膜太阳能电池，包括n型硅晶片，在n型硅晶片的前表面或者在n型硅晶片的背表面或者在n型硅晶片的前表面和背表面同时设有过渡层；所述过渡层为一层或者多层，其中任意一层均为富硅氧化硅层。所述富硅氧化硅层的材料包括不掺杂的本征富硅氧化硅材料、n型掺杂的富硅氧化硅材料或者n型梯度非晶或微晶富硅氧化硅材料。所述富硅氧化硅层优选选自i-A-SiOx，i-μc-SiOx，n-A-SiOx，n-μc-SiOx中的任何一种，其中0≤x≤2；或者所述富硅氧化硅层优选选自n型梯度μc-SiOx和n型梯度A-SiOx，其中0≤x≤2，所述“梯度”是指：通过改变富硅氧化硅中x值从2逐步梯度变化到0，而氧化硅则从氧化硅——变化到富硅氧化硅层——再变化到硅层。所述过渡层更优选为两层，分别为n-A-SiOx和i-A-SiOx，靠近n型硅晶片的一层为n-A-SiOx，如图1所示。优选方案：所述过渡层的硅原子密度控制在2.2*1022/cm3～5.0*1022/cm3之间；折射率(n)为1.46≤n≤3.88；膜层厚度(h)为0.5nm≤h≤10nm；带隙(Eg)控制在1.12～9.0eV之间；相对介电常数(ε)为3.0≤ε≤11.7。与现有技术相比，本技术的优势在于:本技术基于高转化率硅晶及薄膜复合型单结PIN太阳能电池及其制造方法[专利号：ZL200910044772.4]，采取晶硅与硅薄膜复合型单结PIN结构，延伸性地提出一些适用于硅晶(或者称作晶硅)及薄膜复合型单结太阳能电池的过渡层。本专利所公布过渡层具有一层或者多层组合结构。采用这种过渡层的硅基薄膜复合型电池，可以在原来的基础上将电池转换效率提高10％以上。附图说明图1是本技术的具有过渡层的硅基薄膜太阳能电池的一种结构示意图。具体实施方式下面结合实施例对本技术做进一步的说明。一种具有过渡层的硅基薄膜太阳能电池，包括n型硅晶片，在n型硅晶片的前表面或者在n型硅晶片的背表面或者在n型硅晶片的前表面和背表面同时设有过渡层；所述过渡层为一层或者多层，其中任意一层均为富硅氧化硅层。所述富硅氧化硅层选自i-A-SiOx，i-μc-SiOx，n-A-SiOx，n-μc-SiOx中的任何一种，其中0≤x≤2；或者所述富硅氧化硅层选自n型梯度μc-SiOx和n型梯度A-SiOx，其中0≤x≤2，所述“梯度”是指：通过改变富硅氧化硅中x值从2逐步梯度变化到0，而氧化硅则从氧化硅——变化到富硅氧化硅层——再变化到硅层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有过渡层的硅基薄膜太阳能电池，包括n型硅晶片，其特征是，在n型硅晶片的前表面或者在n型硅晶片的背表面或者在n型硅晶片的前表面和背表面同时设有过渡层；所述过渡层为一层或者多层，其中任意一层均为富硅氧化硅层。

【技术特征摘要】
1.一种具有过渡层的硅基薄膜太阳能电池，包括n型硅晶片，其特征是，在n型硅晶片的前表面或者在n型硅晶片的背表面或者在n型硅晶片的前表面和背表面同时设有过渡层；所述过渡层为一层或者多层，其中任意一层均为富硅氧化硅层。
2.根据权利要求1所述具有过渡层的硅基薄膜太阳能电池，其特征是，所述富硅氧化硅层的材料包括不掺杂的本征富硅氧化硅材料、n型掺杂的富硅氧化硅材料或者n型梯度非晶或微晶富硅氧化硅材料。
3.根据权利要求1或2所述具有过渡层的硅基薄膜太阳能电池，其特征是，所述富硅氧化硅层选自i-A-SiOx，i-μc-SiOx，n-...

【专利技术属性】
技术研发人员：何湘衡，李廷凯，
申请(专利权)人：湖南共创光伏科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43