本发明专利技术公开了一种非晶硅薄膜太阳电池膜系，该膜系包括一个由第一非晶硅ｐ－ｉ－ｎ结和第二非晶硅ｐ－ｉ－ｎ结重叠设置的双结层ｐ－ｉ－ｎ／ｐ－ｉ－ｎ，所述第二非晶硅ｐ－ｉ－ｎ结的ｐ型非晶硅层设置于所述第一非晶硅ｐ－ｉ－ｎ结的ｎ型非晶硅层上，所述第一非晶硅ｐ－ｉ－ｎ结的ｐ型非晶硅层上设置有重掺杂的Ｐ＋层，所述第二非晶硅ｐ－ｉ－ｎ结的ｎ型非晶硅层上设置有重掺杂的Ｎ＋层，该膜系结构为Ｐ＋／ｐ－ｉ－ｎ／ｐ－ｉ－ｎ／Ｎ＋。重掺杂的Ｐ＋层和Ｎ＋层有减低带电体复合性和滞留性的作用，同时因减低ｉ层中电场的扭曲度而增加了电洞与电子在半导体中的漂移速度。本发明专利技术非晶硅薄膜太阳电池的膜系光电转换率高，成本低，本发明专利技术制得的薄膜太阳电池的光电转换率达７．５％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种非晶硅薄膜太阳电池膜系和薄膜太阳电池，同时涉及一种薄膜太阳电池的制造方法，属于光伏太阳电池
技术介绍
随着能源在世界范围内的紧张和短缺，人们对开发新能源的重视程度日益提高， 尤其是以太阳能为首的绿色能源的开发和利用日趋重视。太阳能以其无污染、无地域性限 制和全天候利用等独特的优势而受到广泛关注和青睐。 基于成熟度、可靠性、低成本，易于与其他薄膜光伏材料结合使用，以及具有能配 合设计、制备方法进步而改良工艺技术的特性，薄膜太阳电池的薄膜光伏模组制备技术成 为最具发展潜力的一种太阳能电池产业。但是，目前的薄膜光伏模组普遍存在光电转换率 低的问题，至今仍在6%左右，制约了薄膜太阳电池的应用和发展。其中，薄膜太阳电池的膜 系结构是影响薄膜光伏模组光电转换率的关键因素之一。因悬浮键而造成的尾带能阶与带 系间的缺陷形成载子的再结合中心，电场的非均匀性存在于非晶硅的i层中，需要一个增 强电场穿过非晶硅膜系以提高载子的漂移速度，从而提高其光电转换效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种非晶硅薄膜太阳电池膜系，本专利技术的目的还在于提供一种薄膜太阳电池，同时，本专利技术还提供了一种薄膜太阳电池的制造方法。 为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是 —种非晶硅薄膜太阳电池膜系，该膜系包括一个由第一非晶硅p-i-n结和第二非 晶硅p-i-n结重叠设置的双结层p-i-n/p-i-n，所述第二非晶硅p-i-n结的p型非晶硅层设 置于所述第一非晶硅P-i-n结的n型非晶硅层上，所述第一非晶硅p-i-n结的p型非晶硅 层上设置有重掺杂的P+层，所述第二非晶硅P-i-n结的n型非晶硅层上设置有重掺杂的N+ 层，该膜系结构为P7p-i-n/p-i-n/N+。 进一步地，在所述第一非晶硅p-i-n结的n型非晶硅层和所述第二非晶硅p-i-n 结的P型非晶硅层之间设置有缓冲层，所述的缓冲层为透明导电层。 其中，所述P+层的杂质含量大于p层，所述N+层的杂质含量大于n层。所述P+层 的掺杂物的浓度与硅原子的浓度比为(10 100) : 100000，所述N+层的掺杂物的浓度与硅原子的浓度比为(5 ioo) : iooooo。 所述P+层的厚度为1 10nm，所述N+层的厚度为2 15nm。所述第一非晶硅 p-i-n结中p层、i层、n层的厚度比为2 : (6 10) : 3，所述第二非晶硅p-i-n结中p 层、i层、n层的厚度比为2 : (6 10) : 3。所述第一非晶硅p-i-n结的总厚度与所述第 二非晶硅p-i-n结的总厚度的比为1 : (3 6)。 —种薄膜太阳电池，包括基板、设置在基板上的透明导电层、背电极以及设置在透3明导电层和背电极之间的太阳电池膜系，所述膜系包括一个由第一非晶硅p-i-n结和第二 非晶硅p-i-n结重叠设置的双结层p-i-n/p-i-n，所述第二非晶硅p-i-n结的p型非晶硅层 设置于所述第一非晶硅P-i-n结的n型非晶硅层上，所述第一非晶硅p-i-n结的p型非晶 硅层上设置有重掺杂的P+层，所述第二非晶硅P-i-n结的n型非晶硅层上设置有重掺杂的 N+层，该膜系结构为P7P-i-n/P-i-n/N+。进一步地，在所述第一非晶硅p-i-n结的n型非晶硅层和所述第二非晶硅p-i-n结的P型非晶硅层之间设置有缓冲层。 —种薄膜太阳电池的制造方法，包括以下步骤 (1)将基板放入真空溅镀腔内，在基板的一个面上镀制透明导电膜，即TCO层，然 后用激光切割TC0层； (2)在TCO层上镀制P+层，之后在P+层上依次镀制P层、i层、n层，形成第一非晶 硅P-i-n结，然后重复操作一次，制得第二非晶硅p-i-n结，在第二非晶硅p-i-n结的n层 上镀制N+层; (3)经激光切割，再于N+层上依次镀制背电极层，之后再经激光切割后，将胶合膜 (EVA)置于背电极层上，在胶合膜上再加背板玻璃，之后经加温层压固化成一体，封装，制得 薄膜太阳电池。 关于纯非晶区载子的分布，有分五个区段说，第一区由尾带能阶的电荷占据，接着 是由正价悬浮键构成的空间载子区，然后是一个几乎是等电场的中性区，再接着是一带负 电的悬浮键区，最后是另一由空间载子组成的导电尾带区。该分析模型表明，在纯非晶硅i 层中存在一种扭曲的电场，该电场限制了载子流的漂移。 本专利技术在第一非晶硅p-i-n结的p层外设置了重掺杂的P+层，在第二非晶硅p-i-n结的n层外设置了重掺杂的和N+层，因此影响了i层内的电荷分布，减少了i层内电场的扭曲，提高了载子流的漂移速度。将一重掺杂P+层与一 n型的TCO玻璃联结，形成一优良的缓冲区，不仅帮助由光子产生的正价电洞顺利进入介面，同时可以减缓光伏转换效率的衰减。P+层与P层的结合可降低自由载子，尤其是正价的电洞的陷阱效应，因此提升制造过程中i层厚度的伸縮空间，同时，太阳电池的色度也因此而改进，光电转换效率大大提高。另外，i层内电场扭曲度的降低以及与膜厚的调适性增加，可有助于降低电池的生产成本。 重掺杂的P+层和N+层有减低带电体复合性和滞留性的作用，同时因减低i层中电场的扭曲度而增加了电洞与电子在半导体中的漂移速度。本专利技术非晶硅薄膜太阳电池的膜系光电转换率高，成本低，本专利技术制得的薄膜太阳电池的光电转换率达7.5%。附图说明 图1为本专利技术实施例1的非晶硅薄膜太阳电池膜系的结构示意图； 图2为本专利技术实施例2的非晶硅薄膜太阳电池膜系的结构示意图； 图3为本专利技术实施例3的薄膜太阳电池的结构示意图； 图4为本专利技术实施例4的薄膜太阳电池的结构示意图。具体实施方式 实施例1 见图1所示，一种非晶硅薄膜太阳电池膜系，该膜系由以下部分组成 重掺杂的P+层1; 在重掺杂的P+层1的其中一个面上设置的第一非晶硅p-i-n结，该第一非晶硅 p-i-n结包括p层2、i层3、n层4; 在第一非晶硅p-i-n结上设置的第二非晶硅p-i-n结，该第二非晶硅p-i_n结包 括P层5、i层6、n层7 ; 在第二非晶硅p-i-n结的n层7上设置的重掺杂的N+层8。 实施例2 见图2所示，一种非晶硅薄膜太阳电池膜系，该膜系由以下部分组成 重掺杂的P+层1; 在重掺杂的P+层1的其中一个面上设置的第一非晶硅p-i-n结，该第一非晶硅 p-i-n结包括p层2、i层3、n层4; 在第一非晶硅p-i-n结的n层上设置的缓冲层15，该缓冲层为透明导电层； 在缓冲层15上设置的第二非晶硅p-i-n结，该第二非晶硅p-i-n结包括p层5、 i 层6、 n层7 ; 在第二非晶硅p-i-n结的n层7上设置的重掺杂的N+层8。 增加缓冲层15可以增加光的折射次数，从而提高了光在非晶硅薄膜太阳电池膜系中的吸收比例，提高了光的利用率。 实施例3 见图3所示，一种薄膜太阳电池，该薄膜太阳电池的薄膜光伏模组为沿入射光 方向，依次是玻璃基板9、设置在玻璃基板9上的透明导电膜(TC0) 10、设置在透明导电膜 (TCO) 10上的P+层1、设置在P+层1上的由p层2、 i层3、 n层4组成的第一非晶硅p-i-n 结、设置在第一非晶硅P-i-n结的n层4上的由p层5、 i层6、 n层7组成的第二非晶硅 p-i-n结、设置在第二非晶硅p-i-n结的n层7上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非晶硅薄膜太阳电池膜系，其特征在于，该膜系包括一个由第一非晶硅ｐ－ｉ－ｎ结和第二非晶硅ｐ－ｉ－ｎ结重叠设置的双结层ｐ－ｉ－ｎ／ｐ－ｉ－ｎ，所述第二非晶硅ｐ－ｉ－ｎ结的ｐ型非晶硅层设置于所述第一非晶硅ｐ－ｉ－ｎ结的ｎ型非晶硅层上，所述第一非晶硅ｐ－ｉ－ｎ结的ｐ型非晶硅层上设置有重掺杂的Ｐ↑［＋］层，所述第二非晶硅ｐ－ｉ－ｎ结的ｎ型非晶硅层上设置有重掺杂的Ｎ↑［＋］层，该膜系结构为Ｐ↑［＋］／ｐ－ｉ－ｎ／ｐ－ｉ－ｎ／Ｎ↑［＋］。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵一辉，
申请(专利权)人：河南阿格斯新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]
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