一种高稳定性非晶硅/微晶硅叠层太阳电池，由衬底、透明导电膜、p型掺杂窗口层P1、非晶硅/微晶硅过渡区靠近非晶硅的本征层I1、n型掺杂层N1、p型掺杂窗口层P2、微晶硅本征层I2、n型掺杂层N2、ZnO层、金属Al层、EVA层、背板层依次组成叠层结构，其中P1-I1-N1非晶硅电池为顶电池，以P2-I2-N2微晶硅电池为底电池，并采用底电池电流限制结构。本发明专利技术优点是：在非晶硅/微晶硅过渡区靠近非晶硅制备的非晶硅材料，其光吸收系数和光敏性与常规非晶硅相近，由于在非晶网络中嵌入纳米硅晶粒，结构致密光衰退减小，并且采用底电池电流限制，匹配度好；该工艺制备过程简单，易于控制，电池的稳定性高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及硅基薄膜太阳电池制备技术，具体而言是。
技术介绍
太阳能是用之不竭的可再生能源，对环境保护具有十分重要的意义，太阳能的有效利用已经成为人类的共识。太阳能的利用，尤其是光伏发电技术，是最有希望的可再生能源技术。国际上许多国家都把太阳能光伏发电的商业化开发和利用作为重要的发展方向。硅基薄膜太阳电池除了具有节省原材料、耗能低、成本低、易于大面积生产的优势外，还有着原材料丰富、无污染等优点。非晶硅太阳电池由于具有光致衰退效应，因而限制了其应用。微晶硅太阳电池的材料有序性得到提高，衰退很小，并且和非晶硅结合可以有效的扩展光谱响应范围，提高电池光电转换效率，降低电池成本。非晶硅/微晶硅叠层太阳电池是由两个单结子电池串连构成，电池总电流受两个子电池电流的最小值限制，顶电池和底电池都可能成为叠层电池电流限制者，为了获得最大的电池功率输出，顶底电池电流必须满足匹配关系。光照后，顶电池和底电池都有一定程度的衰退，非晶硅顶电池的衰退率大于微晶硅底电池，叠层电池整体不再符合电流匹配条件。现有硅基薄膜太阳电池已实现产业化，考虑到进一步提高硅基薄膜电池效率和降低成本，因此减小非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的衰退率、提高电池的稳定效率具有很重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述存在问题，提供，该方法可以在不添加任何设备、原料的情况下，通过调整生产工艺就可提高电池的稳定性即提高太阳电池的稳定效率、降低电池成本。本专利技术的技术方案一种高稳定性非晶硅/微晶硅叠层太阳电池，由衬底、透明导电膜TC0、p型掺杂窗口层 P1、非晶硅/微晶硅过渡区靠近非晶硅的本征层Ip η型掺杂层Ni、P型掺杂窗口层P2、微晶硅本征层12、η型掺杂层队、ZnO层、金属Al层、EVA层和背板层组成并依次组成叠层结构， 其中以P1-I1-N1非晶硅电池作为叠层电池的顶电池，以P2-I2-N2微晶硅电池作为叠层电池的底电池且底电池为电流限制结构，以ZnO和Al作为复合背电极。所述衬底为玻璃衬底或者透明塑料衬底。所述背板层为玻璃或塑料。所述底电池电流限制结构通过采用PECVD法制备的非晶硅顶电池的电流密度大于微晶硅底电池的电流密度5 20%而形成的。一种所述高稳定性非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的制备方法，步骤如下1)在激光刻划出图形的透明导电膜衬底上，采用PECVD法制备非晶硅P1-I1-N1顶电池，其中在非晶硅/微晶硅过渡区靠近非晶硅一侧制备I1层；2)采用PECVD法在非晶硅P1-I1-N1顶电池上制备P2-I2-N2微晶硅底电池，得到叠层电池，用激光刻划隔离出1(Γ150子电池；3)用PVD法或者MOCVD法制备ZnO和Al复合背电极，并用激光刻划隔离；4)制作电池绝缘边并焊接引线，层压封装电池即可。所述采用PECVD法制备非晶硅I1层的工艺参数为辉光激发频率13. 56 100ΜΗζ、 反应气体压强0. Γ10 Torr、辉光功率密度l(Tl000mW/cm2、氢稀释硅烷浓度SC < 15%、沉积温度Ioo^oo0Ca1层厚度100 50歷。所述采用PECVD法制备微晶硅I2层的工艺参数为辉光激发频率13. 56 100MHz、 反应气体压强0. Γ10 Torr、辉光功率密度KTlOOOmW/ cm2、沉积温度10(T300°C、氢稀释硅烷浓度SC < 10%、I2层厚度为50(T3000nm。本专利技术有益效果是在非晶硅/微晶硅过渡区靠近非晶硅一侧制备的非晶硅材料，其光吸收系数和光敏性与常规非晶硅相近，由于在非晶网络中嵌入纳米硅晶粒，其电子迁移率有较大提高、悬挂键更少，光衰退减小，稳定性大大提高。采用底电池电流限制结构可以改善光致衰退后的电流匹配，提高非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的稳定效率。仅改变部分工艺步骤，就可移植到现有的硅基薄膜电池生产线上，整个工艺制备过程简单，易于控制，电池的稳定性高。附图说明附图为该非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的结构示意图。图中1.衬底 2.透明导电膜TCO 3. ρ型掺杂窗口层4.非晶硅/微晶硅过渡区靠近非晶硅的本征层5. η型掺杂层6. ρ型掺杂窗口层 7.微晶硅本征层 8. η型掺杂层 9. ZnO层 10.金属Al层 11. EVA层 12.背板层。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术技术方案作进一步说明。一种非晶硅/微晶硅叠层太阳电池，结构如附图所示，由衬底1、透明导电膜TCO 2、ρ型掺杂窗口层P1 3、非晶硅/微晶硅过渡区靠近非晶硅的本征层I1 4、η型掺杂层N1 5、ρ 型掺杂窗口层P2 6、微晶硅本征层I2 7、η型掺杂层队8、Ζη0层9、金属Al层10、EVA层11和背板层12组成并依次组成叠层结构，其中以P1-I1-N1非晶硅电池作为叠层电池的顶电池， 以P2-I2-N2微晶硅电池作为叠层电池的底电池且底电池为电流限制结构，以ZnO和Al作为复合背电极。制备步骤1)在激光刻划出图形的透明导电膜衬底上采用PECVD法制备非晶硅P1-I1-N1顶电池， 其中在非晶硅/微晶硅过渡区靠近非晶硅一侧制备I1层；2)采用PECVD法在非晶硅P1-I1-N1顶电池上制备P2-I2-N2微晶硅底电池，得到叠层电池，用激光刻划隔离出60个子电池；3)用PVD法或者MOCVD法制备ZnO和Al复合背电极，并用激光刻划隔离；4)制作电池绝缘边并焊接引线，层压封装电池即可。在该实施例中，采用玻璃衬底，玻璃背板层，对非晶硅顶电池本征层I1时采用辉光激发频率40. 68MHz，反应气体压强1.2 Torr，氢稀释硅烷浓度7%，辉光功率密度80mW/ cm2, 处理样品温度180°C，薄膜厚度260nm。非晶硅顶电池的QE积分电流密度为8. 23mA/cm2,微晶硅底电池的QE积分电流密度为7. 39mA/cm2。该实施例制备的非晶硅/微晶硅叠层太阳电池，电池尺寸为0. 79m2，电池的效率为 7. 16%，衰退率小于10%。本专利技术的意义是在于沉积完pin型非晶硅顶电池时，通过调整氢稀释硅烷浓度， 在非晶硅/微晶硅过渡区靠近非晶硅一侧沉积本征层I1,此处制备的非晶硅材料结构致密、 光致衰退率小。采用微晶硅底电池电流限制，既非晶硅顶电池的电流大于微晶硅底电池电流，形成底电池电流限制结构，这样光致衰退后顶底电池的电流能够匹配，提高了电池的稳定性。权利要求1.一种高稳定性非晶硅/微晶硅叠层太阳电池，其特征在于由衬底、透明导电膜TC0、 P型掺杂窗口层P1、非晶硅/微晶硅过渡区靠近非晶硅的本征层Ipn型掺杂层NpP型掺杂窗口层P2、微晶硅本征层I2、η型掺杂层队、ZnO层、金属Al层、EVA层和背板层组成并依次组成叠层结构，其中以P1-I1-N1非晶硅电池作为叠层电池的顶电池，以P2-I2-N2微晶硅电池作为叠层电池的底电池且底电池为电流限制结构，以ZnO和Al作为复合背电极。2.根据权利要求1所述高稳定性非晶硅/微晶硅叠层太阳电池，其特征在于所述衬底为玻璃衬底或者透明塑料衬底。3.根据权利要求1所述高稳定性非晶硅/微晶硅叠层太阳电池，其特征在于所述背板层为玻璃或塑料。4.根据权利要求1所述高稳定性非晶硅/微晶硅叠层太阳电池，其特征在于所述底电池电流限制结构通过采用PECVD法制备的非晶硅顶电池的电流密度大本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高稳定性非晶硅／微晶硅叠层太阳电池，其特征在于：由衬底、透明导电膜ＴＣＯ、ｐ型掺杂窗口层Ｐ１、非晶硅／微晶硅过渡区靠近非晶硅的本征层Ｉ１、ｎ型掺杂层Ｎ１、ｐ型掺杂窗口层Ｐ２、微晶硅本征层Ｉ２、ｎ型掺杂层Ｎ２、ＺｎＯ层、金属Ａｌ层、ＥＶＡ层和背板层组成并依次组成叠层结构，其中以Ｐ１－Ｉ１－Ｎ１非晶硅电池作为叠层电池的顶电池，以Ｐ２－Ｉ２－Ｎ２微晶硅电池作为叠层电池的底电池且底电池为电流限制结构，以ＺｎＯ和Ａｌ作为复合背电极。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：任慧志，赵颖，张晓丹，葛洪，王宗畔，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：12
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