薄膜太阳能电池及其形成方法技术

一种薄膜太阳能电池及其形成方法。所述薄膜太阳能电池包括：基板；位于所述基板上表面的光电转换单元，所述光电转换单元依次包括：P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层，所述P型半导体层中掺杂离子浓度从靠近所述I型半导体层到远离所述I型半导体层的方向依次增大；所述N型半导体层中掺杂离子浓度从靠近所述I型半导体层到远离所述I型半导体层的方向依次增大；位于所述光电转换单元上表面的抗反射层；位于所述抗反射层上表面的正面电极；位于所述基板下表面的背面电极。本发明专利技术既可以减小P型半导体层或N型半导体层污染I型半导体层，也可以具有较大的带隙宽度，因此光电转换效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及薄膜太阳能电池
，尤其涉及一种。
技术介绍
薄膜太阳能电池是在玻璃、金属或塑料等基板上沉积很薄(几微米至几十微米) 的光电材料而形成的一种太阳能电池。薄膜太阳能电池具备弱光条件下仍可发电、生产过程能耗低及可大幅度降低原料和制造成本等一系列优势，已成为近年来的研究热点，其市场发展潜力巨大。基本的薄膜太阳能电池结构，包括单P-N结、P-I-N/N-I-P以及多结。典型的单结 P-N结构包括P型掺杂层和N型掺杂层。单结P-N结太阳能电池有同质结和异质结两种结构。P型掺杂层和N型掺杂层都由相似材料(材料的能带隙相等)构成。异质结结构包括具有不同带隙的材料至少两层。P-I-N/N-I-P结构包括P型掺杂层、N型掺杂层和夹于P层和N层之间的I型半导体层(即未掺杂的本征半导体层)。多结结构包括具有不同带隙的多个半导体层，所述多个半导体层堆叠于彼此顶部上。在薄膜太阳能电池中，光在P-N结附近被吸收。由此所得的载流子扩散进入所述P-N结并被内建电场分开，从而生成穿过所述器件和外部电路系统的电流。在公开号为CN101775591A的中国专利申请中公开了一种非晶硅薄膜太阳能电池，如图1所示。所述非晶硅薄膜太阳能电池依次包括玻璃基板10、透明电极层11、P型非晶硅层12、1型非晶硅层13、N型非晶硅层14、背电极15和保护板16，其中P型非晶硅层 12、I型非晶硅层13和N型非晶硅层14共同组成一个光电转换单元。现有技术一般在等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition,PECVD)装置中形成上述光电转换单元，且在形成P型非晶硅层12或N型非晶硅层14的过程中，保持反应气体的流量基本不变，从而P型非晶硅层12或N型非晶硅层14 中的掺杂离子均勻分布。但是上述技术存在以下缺陷当P型非晶硅层12或N型非晶硅层14中的掺杂离子浓度较高时，则P型非晶硅层12或N型非晶硅层14会污染I型非晶硅层13，从而降低薄膜太阳能电池的光电转换效率；当P型非晶硅层12或N型非晶硅层14中的掺杂离子浓度较低时，则会降低薄膜太阳能电池的带隙宽度，从而也会降低薄膜太阳能电池的光电转换效率。类似地，在其他薄膜太阳能电池中也存在上述缺陷。因此，如何提高薄膜太阳能电池的光电转换效率成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种具有高光电转换效率的。3为解决上述问题，本专利技术提供了ー种薄膜太阳能电池，包括基板；位于所述基板上表面的光电转换単元，所述光电转换单元依次包括P型半导体 层、I型半导体层和N型半导体层；所述P型半导体层中掺杂离子浓度从靠近所述I型半导 体层到远离所述I型半导体层的方向依次増大；所述N型半导体层中掺杂离子浓度从靠近 所述I型半导体层到远离所述I型半导体层的方向依次増大；位于所述光电转换単元上表面的抗反射层；位于所述抗反射层上表面的正面电极；位于所述基板下表面的背面电极。可选地，所述P型半导体层中掺杂离子浓度的取值范围包括lElO/cm3 1E20/3cm o可选地，所述N型半导体层中掺杂离子浓度的取值范围包括lElO/cm3 1E20/3cm o可选地，所述P型半导体层的厚度范围包括20人~5000人。可选地，所述N型半导体层的厚度范围包括20人~5000人。为了解决上述问题，本专利技术还提供了ー种薄膜太阳能电池的形成方法，包括提供基板；在所述基板的上表面形成光电转换単元，包括依次形成P型半导体层、I型半导 体层和N型半导体层，所述P型半导体层中掺杂离子浓度从靠近所述I型半导体层到远离 所述I型半导体层的方向依次増大；所述N型半导体层中掺杂离子浓度从靠近所述I型半 导体层到远离所述I型半导体层的方向依次増大；在所述光电转换单元上表面形成抗反射层；在所述抗反射层的上表面形成正面电极；在所述基板的下表面形成背面电极。可选地，采用化学气相沉积方法形成所述光电转换单元。可选地，形成所述P型半导体层包括选用硅烷和硼化氢作为反应气体，保持硅烷 的流量不变且依次减小硼化氢的流量；或者，保持硼化氢的流量不变且依次増大硅烷的流 量；或者，依次减小硼化氢的流量且依次増大硅烷的流量。可选地，形成所述N型半导体层包括选用硅烷和磷化氢作为反应气体，保持硅烷 的流量不变且依次増大磷化氢的流量；或者，保持磷化氢的流量不变且依次减小硅烷的流 量；或者，依次増大磷化氢的流量且依次减小硅烷的流量。可选地，所述P型半导体层的厚度范围包括20A~5000A;所述N型半导体层的 厚度范围包括20人~5000人。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点提供了ー种薄膜太阳能电池，其中，光电 转换单元依次包括P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层；P型半导体层中掺杂离子 浓度从靠近I型半导体层到远离I型半导体层的方向依次増大；N型半导体层中掺杂离子 浓度从靠近I型半导体层到远离I型半导体层的方向依次増大。一方面，P型半导体层靠 近I型半导体层的区域掺杂离子浓度最低，因此可以减小P型半导体层对I型半导体层的 污染，N型半导体层靠近I型半导体层的区域掺杂离子浓度也最低，因此可以减小N型半导体层对I型半导体层的污染。另一方面，P型半导体层远离I型半导体层的区域掺杂离子浓度可以很高，N型半导体层远离I型半导体层的区域掺杂离子浓度也可以很高，因此可以增加薄膜太阳能电池的带隙宽度。综上所述，本专利技术既可以减小P型半导体层或N型半导体层对于I型半导体层污染，也可以提高带隙宽度，从而提高薄膜太阳能电池的光电转换效率。附图说明图1是现有技术中非晶硅薄膜太阳能电池的结构示意图；图2是本专利技术实施方式中薄膜太阳能电池的形成方法的流程示意图；图3至图7是本专利技术薄膜太阳能电池的形成方法一实施例的示意图；图8是本专利技术实施方式中光电转换单元中掺杂离子浓度分布的示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用不同于此处的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。正如
技术介绍
部分所述，现有技术中P型半导体层和N型半导体层都是均勻掺杂。 为了减小对I型半导体层的污染，需要降低P型半导体层和N型半导体层的掺杂离子浓度； 但为了提高带隙宽度，又需要提高P型半导体层和N型半导体层的掺杂离子浓度。然而对 I型半导体层的污染和带隙宽度较小都会导致薄膜太阳能电池的光电转换效率较低。为了克服上述缺陷，参考图2所示，本专利技术实施方式提供了一种薄膜太阳能电池的形成方法，包括步骤Si，提供基板；步骤S2，在所述基板的上表面形成光电转换单元，包括依次形成P型半导体层、I 型半导体层和N型半导体层，所述P型半导体层中掺杂离子浓度从靠近所述I型半导体层到远离所述I型半导体层的方向依次增大；所述N型半导体层中掺杂离子浓度从靠近所述 I型半导体层到远离所述I型半导体层的方向依次增大；步骤S3，在所述光电转换单元上表面形成抗反射层；步骤S4，在所述抗反射层的上表面形成正面电极；步骤S5，在所述基板的下表面形成背面电极。本专利技术通过设置渐变式的P型半导体层和N型半导体层，既可以减小P型半导体层或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：傅建明，杨瑞鹏，
申请(专利权)人：杭州赛昂电力有限公司，
类型：发明
国别省市：