一种高效异质结太阳能电池及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种高效异质结太阳能电池的制作方法，它包括在经钝化处理的半导体基板的第一钝化层上形成具有N型掺杂或P型掺杂的第一半导体膜层，其具体步骤如下，步骤A，在经钝化处理的半导体基板的第一钝化层上形成第一微晶硅叠层；步骤B，在第一微晶硅叠层上形成第一非晶硅层。本发明专利技术的目的在于提供一种高效异质结太阳能电池及其制造方法，通过采用微晶硅叠层与非晶硅层复合的N型半导体膜层或/和P型半导体膜层能够同时提升电池短路电流、开路电压以及填充因子的影响，电池效率得以明显提升。升。升。

【技术实现步骤摘要】
一种高效异质结太阳能电池及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种高效异质结太阳能电池及其制造方法。

技术介绍

[0002]异质结太阳能电池制备工艺步骤简单，工艺温度低，且产品具有发电量高、稳定性高、无衰减、成本低的优势，随着行业不断的技术进步和政策推动，异质结电池性价比优势显现，有可能替代晶硅太阳能电池成为下一代主流光伏电池。
[0003]传统异质结太阳能电池以N型单晶硅片为衬底，本征I层非晶硅对晶体硅表面进行钝化，以硼掺杂的P型非晶硅薄膜做发射层，以磷掺杂的N型非晶硅薄膜形成背场；其作为核心工艺技术对异质结太阳能电池的效率高低至关重要；与掺杂非晶硅薄膜相比，掺杂微晶硅薄膜具有较高的掺杂效率、高的电导率和低的光吸收等优点，其应用于异质结电池有望进一步提升电池效率。然而微晶硅层在与TCO薄膜之间较高的势垒高度降低了电池的开路电压，同时也增加了电池的串联电阻，串联电阻的增加会导致电池转换效率的下降。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种高效异质结太阳能电池及其制造方法，通过采用微晶硅叠层与非晶硅层复合的N型半导体膜层或/和P型半导体膜层能够同时提升电池短路电流、开路电压以及填充因子的影响，电池效率得以明显提升。
[0005]本专利技术的目的通过如下技术方案实现：
[0006]一种高效异质结太阳能电池，它包括半导体基板、设于半导体基板第一主面上的第一钝化层以及设于第一钝化层上且具有N型掺杂或P型掺杂的第一半导体膜层；所述第一半导体膜层包括设于第一钝化层上的第一微晶硅叠层和设于第一微晶硅叠层上且具有与第一微晶硅叠层相同导电型掺杂的第一非晶硅层。
[0007]一种高效异质结太阳能电池的制作方法，它包括在经钝化处理的半导体基板的第一钝化层上形成具有N型掺杂或P型掺杂的第一半导体膜层，其具体步骤如下，
[0008]步骤A，在经钝化处理的半导体基板的第一钝化层上形成第一微晶硅叠层；
[0009]步骤B，在第一微晶硅叠层上形成第一非晶硅层。
[0010]较之现有技术而言，本专利技术的优点在于：
[0011]通过将掺杂半导体膜层设计为复合层结构，一方面利用微晶硅叠层提高薄膜光学带隙以及掺杂效率使得电池获得高的短路电流和开路电压；一方面利用薄的掺杂非晶硅层与导电膜层之间形成良好的接触，降低串联电阻，提高电池的填充因子，令电池能够获得高的转换效率。
附图说明
[0012]图1为本专利技术提供的高效异质结太阳能电池一种实施方案的结构示意图。
[0013]图2为本专利技术提供的高效异质结太阳能电池一种实施方案的结构示意图。
[0014]图3为本专利技术提供的高效异质结太阳能电池一种实施方案的结构示意图。
[0015]图4为本专利技术提供的高效异质结太阳能电池的制作方法的流程图。图5为本专利技术提供的高效异质结太阳能电池一种实施方案的结构示意图。
具体实施方式
[0016]一种高效异质结太阳能电池，它包括半导体基板、设于半导体基板第一主面上的第一钝化层以及设于第一钝化层上且具有N型掺杂或P型掺杂的第一半导体膜层；所述第一半导体膜层包括设于第一钝化层上的第一微晶硅叠层和设于第一微晶硅叠层上且具有与第一微晶硅叠层相同导电型掺杂的第一非晶硅层。
[0017]所述第一微晶硅叠层包括以第一钝化层为基底从下到上依次设置的第一微晶硅种子层、具有N型掺杂或P型掺杂的第一微晶氧化硅层和具有与第一微晶氧化硅层相同导电型掺杂的第一微晶硅层。
[0018]当第一半导体膜层为N型掺杂时，所述第一微晶硅种子层的厚度为1
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4nm，所述第一微晶氧化硅层的厚度为4
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8nm，所述第一微晶硅层的厚度为1
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4nm，所述第一非晶硅层的厚度为1
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4nm；
[0019]当第一半导体膜层为P型掺杂时，所述第一微晶硅种子层的厚度为1
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4nm，所述第一微晶氧化硅层的厚度为2
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6nm，所述第一微晶硅层的厚度为8
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20nm，所述第一非晶硅层厚度为1
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4nm。
[0020]在一具体方案中，所述高效异质结太阳能电池还包括设于半导体基板第二主面上的第二钝化层以及设于第二钝化层上且具有与第一半导体膜层不同导电型掺杂的第二半导体膜层；所述第二半导体膜层包括设于第二钝化层上的第二微晶硅叠层和设于第二微晶硅叠层上且具有与第二微晶硅叠层相同导电型掺杂的第二非晶硅层。
[0021]在一具体方案中，所述第一钝化层仅设于半导体基板第一主面上的一部分；在未覆盖第一钝化层的第一主面上设有第二钝化层以及设于第二钝化层上且具有与第一半导体膜层不同导电型掺杂的第二半导体膜层；所述第二半导体膜层包括设于第二钝化层上的第二微晶硅叠层和设于第二微晶硅叠层上且具有与第二微晶硅叠层相同导电型掺杂的第二非晶硅层。
[0022]一种高效异质结太阳能电池的制造方法，它包括在经钝化处理的半导体基板的第一钝化层上形成具有N型掺杂或P型掺杂的第一半导体膜层，其具体步骤如下，
[0023]步骤A，在经钝化处理的半导体基板的第一钝化层上形成第一微晶硅叠层；
[0024]步骤B，在第一微晶硅叠层上形成第一非晶硅层。
[0025]所述步骤A的具体工序为，a1，在经钝化处理的半导体基板的第一钝化层上沉积第一微晶硅种子层；a2，在第一微晶硅种子层上沉积具有N型掺杂或P型掺杂的第一微晶氧化硅层；a3，在第一微晶氧化硅层上沉积具有与第一微晶氧化硅层相同导电型掺杂的第一微晶硅层。
[0026]所述工序a1的具体方法为，先预设PECVD成膜温度150
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250℃，然后通入硅烷和氢气的混合气体，反应气体压力为100
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300Pa，以沉积第一微晶硅种子层。
[0027]当制备N型掺杂第一半导体膜层时，所述工序a2的具体方法为，先预设PECVD成膜温度150
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250℃，然后通入硅烷、磷烷、氢气以及二氧化碳的混合气体，反应气体压力为150
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500Pa，磷烷与硅烷比例为1％
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10％，二氧化碳与硅烷比例为50％
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100％，以沉积N型第一微晶氧化硅层；
[0028]当制备P型掺杂第一半导体膜层时，所述工序a2的具体方法为，先预设PECVD成膜温度150
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250℃，然后通入硅烷、乙硼烷、氢气以及二氧化碳的混合气体，反应气体压力为150
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500Pa，乙硼烷与硅烷比例为0.5％
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4％，二氧化碳与硅烷比例为50％
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100％，以沉积P型第一微晶氧化硅层。
[0029]当制备N型掺杂第一半导体膜层时，所述工序a3的具体方法为，先预设PECVD成膜温度150
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250℃，然后通入硅烷、磷烷、氢气的混合气体，反应气体压力为150
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效异质结太阳能电池，其特征在于：它包括半导体基板、设于半导体基板第一主面上的第一钝化层以及设于第一钝化层上且具有N型掺杂或P型掺杂的第一半导体膜层；所述第一半导体膜层包括设于第一钝化层上的第一微晶硅叠层和设于第一微晶硅叠层上且具有与第一微晶硅叠层相同导电型掺杂的第一非晶硅层。2.根据权利要求1所述的高效异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一微晶硅叠层包括以第一钝化层为基底从下到上依次设置的第一微晶硅种子层、具有N型掺杂或P型掺杂的第一微晶氧化硅层和具有与第一微晶氧化硅层相同导电型掺杂的第一微晶硅层。3.根据权利要求2所述的高效异质结太阳能电池，其特征在于：当第一半导体膜层为N型掺杂时，所述第一微晶硅种子层的厚度为1
‑
4nm，所述第一微晶氧化硅层的厚度为4
‑
8nm，所述第一微晶硅层的厚度为1
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4nm，所述第一非晶硅层的厚度为1
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4nm；当第一半导体膜层为P型掺杂时，所述第一微晶硅种子层的厚度为1
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4nm，所述第一微晶氧化硅层的厚度为2
‑
6nm，所述第一微晶硅层的厚度为8
‑
20nm，所述第一非晶硅层厚度为1
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4nm。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的高效异质结太阳能电池，其特征在于：它还包括设于半导体基板第二主面上的第二钝化层以及设于第二钝化层上且与第一半导体膜层不同导电型掺杂的第二半导体膜层；所述第二半导体膜层包括设于第二钝化层上的第二微晶硅叠层和设于第二微晶硅叠层上且具有与第二微晶硅叠层相同导电型掺杂的第二非晶硅层。5.根据权利要求1
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3所述的高效异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一钝化层仅设于半导体基板第一主面上的一部分；在未覆盖第一钝化层的第一主面上设有第二钝化层以及设于第二钝化层上且具有与第一半导体膜层不同导电型掺杂的第二半导体膜层；所述第二半导体膜层包括设于第二钝化层上的第二微晶硅叠层和设于第二微晶硅叠层上且具有与第二微晶硅叠层相同导电型掺杂的第二非晶硅层。6.根据权利要求1
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5任意一项所述高效异质结太阳能电池的制作方法，其特征在于：它包括在经钝化处理的半导体基板的第一钝化层上形成具有N型掺杂或P型掺杂的第一半导体膜层，其具体步骤如下，步骤A，在经钝化处理的半导体基板的第一钝化层上形成第一微晶硅叠层；步骤B，在第一微晶硅叠层上形成第一非晶硅层。7.根据权利要求6所述高效异质结太阳能电池的制作方法，其特征在于：所述步骤A的具体工序为，a1，在经钝化处理的半导体基板的第一钝化层上沉积第一微晶硅种子层；a2，在第一微晶硅种子层上沉积具有N型掺杂或P型掺杂的第一微晶氧化硅层；a3，在第一微晶氧化硅层上沉积具有与第一微晶氧化硅层相同导电型掺杂的第一微晶硅层。8.根据权利要求7所述高效异质结太阳能电池的制作方法，其特征在于：所述工序a1的具体方法为，先预设PECVD成膜温度150
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【专利技术属性】
技术研发人员：张津燕，曾清华，
申请(专利权)人：福建金石能源有限公司，
类型：发明
国别省市：