基于宽带隙窗口层的背结硅异质结太阳电池制造技术

一种基于宽带隙窗口层的背结硅异质结太阳电池，包括：作为基底的N型单晶硅层、依次设置于基底一侧的本征非晶硅层、宽带隙窗口层和透明导电氧化物层以及依次设置于基底另一侧的本征非晶硅层、P型掺杂非晶硅发射极层和透明导电氧化物层，其中：P型掺杂非晶硅发射极层与基底之间形成PN异质结。本发明专利技术通过在背结硅异质结太阳电池的正面应用宽带隙窗口层，采用非晶氧化硅或非晶碳化硅作为宽带隙窗口层能透过更多光而减少光吸收的特性，提升背结异质结电池的短路电流，从而提升电池的转换效率的同时大幅度缩短制备时间。

【技术实现步骤摘要】
基于宽带隙窗口层的背结硅异质结太阳电池
本专利技术涉及的是一种硅太阳电池领域的技术，具体是一种基于宽带隙窗口层的背结硅异质结太阳电池。
技术介绍
硅异质结太阳电池因其制备工艺简单、能获得较高转换效率，因此近年来备受关注。硅异质结电池在掺杂非晶硅层和N型单晶硅的异质结之间插入一层本征非晶硅层，实现了异质结界面的良好钝化效果，因此电池能获得较高的开路电压。为便于工艺的实现和规模化生产，通常将PN异质结置于硅异质结太阳电池的背面，即是背结硅异质结太阳电池。但是背结硅异质结太阳电池正面的N型掺杂非晶硅层(N-a-Si:H)和本征非晶硅层的光吸收引起电池短路电流的损失，制约着背结硅异质结电池转换效率的进一步提高。现有改进技术通过宽带隙窗口层替代现有背结硅异质结电池中的N型掺杂非晶硅层，能使得更多的光透过非晶硅层而被N型单晶硅所吸收，有利于减少光吸收损失和提高短路电流。一般采用微晶氧化硅和微晶碳化硅薄膜做窗口层，但是微晶氧化硅和微晶碳化硅的晶化时间较长，显著影响产能和技术推广。
技术实现思路
本专利技术针对现有窗口层沉积速率较慢影响产能的问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于宽带隙窗口层的背结硅异质结太阳电池，其特征在于，包括：作为基底的N型单晶硅层、依次设置于基底一侧的本征非晶硅层、宽带隙窗口层和透明导电氧化物层以及依次设置于基底另一侧的本征非晶硅层、P型掺杂非晶硅发射极层和透明导电氧化物层，其中：P型掺杂非晶硅发射极层与基底之间形成PN异质结；/n所述的宽带隙窗口层为氢化非晶氧化硅薄膜(a-SiOx:H)或氢化非晶碳化硅薄膜(a-SiCx:H)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于宽带隙窗口层的背结硅异质结太阳电池，其特征在于，包括：作为基底的N型单晶硅层、依次设置于基底一侧的本征非晶硅层、宽带隙窗口层和透明导电氧化物层以及依次设置于基底另一侧的本征非晶硅层、P型掺杂非晶硅发射极层和透明导电氧化物层，其中：P型掺杂非晶硅发射极层与基底之间形成PN异质结；
所述的宽带隙窗口层为氢化非晶氧化硅薄膜(a-SiOx:H)或氢化非晶碳化硅薄膜(a-SiCx:H)。


2.根据权利要求1所述的基于宽带隙窗口层的背结硅异质结太阳电池，其特征是，所述的氢化非晶氧化硅薄膜为N型掺杂氢化非晶氧化硅，其厚度为3～10nm，光学带隙在1.5～3.0eV范围内可调，该薄膜以硅烷(SiH4)作为硅源、二氧化碳(CO2)为氧源、磷烷(PH3)为N型掺杂源，通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法制备。


3.根据权利要求1所述的基于宽带隙窗口层的背结硅异质结太阳电池，其特征是，所述的氢化非晶碳化硅薄膜为N型掺杂氢化非晶碳化硅，其厚度为3～10nm，光学带隙在1.5～3.0eV范围内可调，该薄膜以硅烷(SiH4)作为硅源、甲烷(CH4)为碳源、磷烷(PH3)为N型掺杂源，通过PECVD方法制备。


4.一种基于权利要求1～3中任一所述宽带隙窗口层的背结硅异质结太阳电池的制备方法，其特征在于，通过在两侧带有本征非晶硅层的N型单晶硅的外表面分别通过PECVD方法沉积得到位于一侧的P型掺杂非晶硅发射极层以及位于另一侧的氢化非晶氧化硅薄膜(a-SiOx:H)或氢化非晶碳化硅薄膜(a-SiCx:H)作为宽带隙窗口层，再在其外侧进一步通过磁控溅射的方法沉积得到透明导电氧化物层，在透明导电氧化物层上制备出金属电极。


5.根据权利要求4所述的的制备方法，其特征是，所述的PECVD沉积温度小于250℃。


6.根据权利要求4或5所述的的制备方法，其特征是，具体包括以下步骤：
步骤1，准备工业级晶向为(100)的N型Cz单晶硅片，进行标准清洗、制绒工艺，得到预处理后的N型单晶硅片；
步骤2...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈文忠，李正平，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31