硅异质结太阳能电池的制备方法及其太阳能电池技术

本发明专利技术实施例提供一种硅异质结太阳能电池的制备方法，包括：提供硅片到反应器腔室中；提供包含氧的第一气体到所述反应器腔室中，用于将含氧的所述第一气体分子附着到反应器腔室内壁上；对所述反应器腔室进行抽真空至气压小于0.1Pa；提供包含硅和氢的第二气体到所述反应器腔室中；以及依次将含有氢氧的硅化合物沉积到所述硅片的表面后将含有氢硅的化合物沉积到所述硅片的表面，形成氧含量梯度减少的钝化膜层，从而在硅异质节太阳能电池片上形成氧含量在靠近硅片表面的一侧向远离硅片表面的一侧逐渐减少的钝化膜层，使钝化膜层中的氧含量呈梯度分布，使电池性能得到了优化，提升了电池的光电转换效率和电池的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
硅异质结太阳能电池的制备方法及其太阳能电池
本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种硅异质结太阳能电池的制备方法及其太阳能电池。
技术介绍
传统晶硅、非晶硅太阳能电池具有工艺简单，制造成本低的优势成为主流的太阳能电池，然而，由于传统的晶硅、非晶硅太阳能电池仍然存在转换效率低，随着光照时间其转换效率不断下降等缺陷，这使得晶硅、非晶硅太阳能电池的应用受到限制。非晶硅/晶体硅异质结太阳能电池克服了晶体硅和非晶硅太阳能电池的缺陷，凭借其较低的制备工艺温度、较高的光电转换效率、优异的高温/弱光发电以及较低的衰减等优势，成为目前光伏行业的重要发展方向。随着太阳能电池技术的飞速发展，其性能显现出质的改变，尤其是转换效率逐年提高，硅异质结电池的效率更是遥遥领先。硅异质结太阳能电池由多种膜层构成，存在多种异质材料界面，其中，在硅异质结太阳能电池的制备过程中，对非晶硅和单晶硅(a-Si:H/c-Si)界面的钝化成为硅异质结太阳能电池的核心技术之一。钝化处理可以对硅片表面的悬挂键等表面缺陷进行处理，降低表面活性，从而降低少数载流子表面复合的速率，以获得较长的少子寿命，增强硅异质结太阳能电池的性能。提升a-Si:H/c-Si界面钝化效果的工艺有提高硅烷的解离度、降低本征层沉积温度或在非晶硅向微晶硅转化区沉积高质量的钝化膜层等方式。但是，目前提升a-Si:H/c-Si界面钝化的工艺窗口比较窄，存在工艺较复杂或难以稳定控制的问题。因此，如何采用一种易于实现且易于控制的方式来提高a-Si:H/c-Si界面的钝化效果，是本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中钝化膜层界面少数载流子复合率高，钝化膜层稳定性差，影响硅异质结太阳能电池的性能的问题，本专利技术目的是提供一种硅异质结太阳能电池及其制备方法。具体的技术方案如下：一方面，提供一种硅异质结太阳能电池的制备方法，包括：提供硅片到反应器腔室中；提供包含氧的第一气体到所述反应器腔室中，用于将含氧的所述第一气体分子附着到所述反应器腔室内壁上；对所述反应器腔室进行抽真空至气压小于0.1Pa；提供包含硅和氢的第二气体到所述反应器腔室中；以及，依次将含有氢氧的基团，或将含氧基团和含氢基团进行沉积，再将含有氢的基团继续沉积，从而在硅片表面形成氧含量由靠近所述硅片的一侧向远离所述硅片的一侧梯度减少的钝化膜层。可选的，提供包含氧的所述第一气体到所述反应器腔室中的气压为小于200Pa。可选的，提供包含硅和氢的所述第二气体到所述反应器腔室中的气压为20Pa-100Pa。可选的，所述含氧的所述第一气体为H2O、NO、NO2中的至少一种。可选的，硅和氢的所述第二气体包括SiH4和H2的混合气体，或Si2H6和H2的混合气体。可选的，包含硅和氢的所述第二气体中，所述硅的质量占所述第二气体的质量比为3％～8％。可选的，在提供包含氧的所述第一气体到所述反应器腔室之前，所述反应器腔室的气压小于0.1Pa。可选的，在提供包含氧的所述第一气体到所述反应器腔室之前，先将氢气充入所述反应器腔室，然后再进行抽真空到所述反应器腔室的气压小于0.1Pa。本技术方案，巧妙利用水气在真空腔中极难彻底抽干净的现状，并可控的利用向反应器腔室通水气后抽真空，使悬浮在反应器腔室中的水分子排除，而保留了反应器内壁附着水分子的特性；再通过PECVD沉积反应，使含氧的第一气体和含硅和氢的第二气体在电池表面形成SiOx:H沉积物，并随着反应器中含氧的第一气体的消耗，反应生成的SiOx:H沉积物逐渐减少，从而在靠近硅片的一侧向远离硅片的一侧形成了含有SiOx:H物质梯度减少的钝化膜层，有利于改善硅片表面钝化效果，并提升电池短路电流密度。另一方面，根据上述制备方法制备的一种硅异质结太阳能电池，包括钝化膜层，所述钝化膜层中的氧含量为由靠近所述硅片的一侧向远离所述硅片的一侧梯度减少，并且在靠近所述硅片的一侧氧的质量含量小于1％。可选的，所述硅异质结太阳能电池，包括，在所述硅片正面依次形成所述钝化层，N型非晶硅层，正面透明导电层，以及在所述正面透明导电层上的正面金属电极；在所述硅片背面依次形成所述钝化层，P型非晶硅层,背面透明导电层以及在所述背面透明导电层上的背面金属电极。通过利用含氧的第一气体和含硅和氢的第二气体在电池表面形成SiOx:H沉积物，在硅异质节太阳能电池片上形成氧含量在靠近硅片表面的一侧向远离硅片表面的一侧梯度减少的钝化膜层，使钝化膜层中的氧含量呈梯度分布，这样既保证了硅片上硅界面实现了SiOx:H钝化，又实现了氧含量逐步减少的过度层,使电池性能得到了优化，提升了电池的光电转换效率和电池的稳定性。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本专利技术的技术方案，并不构成对本专利技术技术方案的限制。图1是本专利技术实施例一硅异质节太阳能电池制备方法流程图；图2是本专利技术实施例一硅异质节太阳能电池的结构图。1-硅异质节太阳能电池，2-SiOx:H沉积物，3-硅片，4-钝化膜层，5-N型非晶硅，6-P型非晶硅，7-透明导电层，8-电极具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在一些实施例中，提供了一种硅异质结太阳能电池的制备方法，如图1所示，具体包括以下步骤：S1提供硅片到反应器腔室中；...

【技术保护点】
1.一种硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：/n提供硅片到反应器腔室中；/n提供包含氧的第一气体到所述反应器腔室中，用于将含氧的所述第一气体分子附着到所述反应器腔室内壁上；/n对所述反应器腔室进行抽真空至气压小于0.1Pa；/n提供包含硅和氢的第二气体到所述反应器腔室中；/n以及，依次将含有氢氧的基团，或将含氧基团和含氢基团进行沉积，再将含有氢的基团继续沉积，从而在硅片表面形成氧含量由靠近所述硅片的一侧向远离所述硅片的一侧梯度减少的钝化膜层。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
提供硅片到反应器腔室中；
提供包含氧的第一气体到所述反应器腔室中，用于将含氧的所述第一气体分子附着到所述反应器腔室内壁上；
对所述反应器腔室进行抽真空至气压小于0.1Pa；
提供包含硅和氢的第二气体到所述反应器腔室中；
以及，依次将含有氢氧的基团，或将含氧基团和含氢基团进行沉积，再将含有氢的基团继续沉积，从而在硅片表面形成氧含量由靠近所述硅片的一侧向远离所述硅片的一侧梯度减少的钝化膜层。


2.根据权利要求1所述硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，提供包含氧的所述第一气体到所述反应器腔室中的气压为小于200Pa。


3.根据权利要求1所述硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，提供包含硅和氢的所述第二气体到所述反应器腔室中的气压为20Pa-100Pa。


4.根据权利要求1所述硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述含氧的所述第一气体为H2O、NO、NO2中的至少一种。


5.根据权利要求1所述硅异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，硅和氢的所述第二气体包括SiH4和H2的混合气体，或Si2H6和H2的混合气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨苗，
申请(专利权)人：成都珠峰永明科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51