本发明专利技术公开了一种太阳能薄膜电池的结构及其制造方法，本发明专利技术的太阳能薄膜电池采用晶体硅片作为衬底，正面经退火处理后形成a-Si:H钝化层，再覆盖非晶硅薄膜层，可以修复和钝化正面由于RIE制绒后产生的缺陷以及晶体硅体内和表面固有的缺陷，并且在正面能形成良好的p-i-n结构，采用TCO覆盖表面可以很好的收集光生电流；背面用Al2O3钝化并覆盖SixNy层和背铝层，以保护Al2O3层在烧结时不被破坏，可以良好的钝化背面缺陷，如此结构烧结时候也不容易弯曲，可以减薄硅片的厚度，大大节约了电池的成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能薄膜电池
，尤其涉及。
技术介绍
当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何的环境污染。因此这些年太阳能得到了飞速的发展。晶硅太阳能电池因较低的生产成本，稳定的 输出功率及较长的使用寿命(20年 40年)成为最常用并且大规模生产的太阳能电池。单晶硅太阳能电池转换效率较高，技术相对成熟。在实验室里最高的转换效率为24. 7% (2006年新南威尔士大学PERL电池)，规模生产时的效率为18% (截止2011年)。但在大规模应用和工业生产中，单晶硅材料由于生产过程中高耗能制和高成本，已经逐渐被多晶硅材料所取代。多晶硅太阳能电池与单晶硅比较，成本低廉，效率稍低于单晶硅太阳电池，其实验室最高转换效率为21. 7% (2010年霍兰霍夫研究所PERC电池)，工业规模生产的转换效率为17%(截止2011)。另外一方面，非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率偏低(光至衰减后10%)，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。自从1994年三洋公司推出本征薄膜异质结HIT(Heterojunction with IntrinsicThin-layer)太阳能电池后，这种以晶体硅作为衬底，在非晶硅薄膜发射区与晶体硅衬底之间加入非晶硅薄膜本征层形成P-I-N异质节太阳能电池得到了长足的发展。活性离子蚀刻制绒(RIE)是一种应用于晶体硅电池较前沿的表面织构技术，但是目前的生产工艺中普通的晶体硅作为基体RIE制绒后，表面损伤严重，用普通扩散方法很难形成良好的P-N结，导致开路电压比较低；传统等离子体增强化学气相沉积法PECVD生长减反射膜SixNy:H钝化效果不佳，而且电流导出损失较大；电池背面只用背铝钝化，钝化效果不好，在烧结过程中硅片过薄会容易弯曲。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种太阳能电池及其制造方法，以解决RIE制绒后表面损伤严重的问题，在太阳能电池背面采用氧化铝和氮化硅层钝化，提高钝化效果，并避免烧结时的弯曲现象。—种太阳能薄膜电池，包括衬底，位于有光线入射的衬底的前表面的本征层，位于本征层上的掺杂层，以及覆盖在掺杂层上的防反射导电薄膜层，位于与所述衬底的所述前表面相对且没有光线入射的后表面上的钝化层，位于钝化层上的氮化硅薄膜层，位于氮化硅薄膜层外并通过氮化硅薄膜层与钝化层深入到衬底的背铝层，以及连接到掺杂层的多个前电极和位于背铝层上的后电极。所述衬底是由第一导电类型硅形成的半导体衬底，所述第一导电类型硅是单晶硅或准单晶或多晶硅，与其对应的，所述掺杂层为与第一导电类型相反的第二导电类型非晶硅薄膜。进一步地，所述衬底为前表面经过RIE制绒后再经过退火处理的P型晶体硅片，所述的掺杂层为N型厚度为200 400nm的非晶硅薄膜。通过退火处理可以去除RIE制绒后表层细小针状结构以及修复次表层的晶格损伤，并且在正面能形成良好的P-i-n结构。进一步地,所述本征层为氢化非晶娃薄膜,其厚度为I 10nm。所述钝化层为厚度为200 400nm的氧化铝Al2O3，所述氮化硅薄膜层厚度为10 30nm。背面用Al2O3钝化可以钝化晶体硅内部缺陷，增加少子寿命，提高电池开路电压和短路电流的作用，并覆盖SixNy层和背铝层，进一步加强钝化效果，同时能保护Al2O3层在烧结 时不被破坏，可以良好的钝化背面缺陷，如此结构烧结时候也不容易弯曲，可以减薄硅片的厚度，大大节约了电池的成本。本专利技术还提供了一种太阳能薄膜电池的制造方法，包括步骤采用晶体硅片作为衬底，RIE制绒，对RIE制绒后的晶体硅片进行退火处理；在退火处理后的硅片上形成氢化非晶硅薄膜的本征层，在所述本征层上再覆盖掺杂层，形成p_i_n结；在所述衬底的晶体硅片背面形成氧化铝钝化层，在所述氧化铝钝化层上形成氮化硅薄膜层，在所述氮化硅薄膜层上形成局部穿过氧化铝和氮化硅层的背铝层。所述对RIE制绒后的晶体硅片进行退火处理是指在热处理设备内同时以0. 5^5L/min的速度分别通入含氧原子的物质和含氮原子物质进行退火处理，包括步骤A、在0. 5^1小时内匀速或者变速升温到70(T900°C，保持(T3个小时；B、在0. 5^1小时内匀速或者变速缓慢冷却到35(T600°C，保持f 2小时；C、在0. 5^1小时内匀速或者变速快速冷却到15(T250°C。进一步地，所述退火处理还包括步骤重复步骤A、步骤B到步骤C至少一次，最后用39^10%的HF溶液去除表面的氧化物。进一步地，所述含氧原子的物质为氧气O2或水H2O,所述含氮原子物质为氮气N2。进一步地，所述的太阳能薄膜电池的制造方法还包括步骤在掺杂层上使用TCO将正面覆盖，电镀或者丝网印刷前面电极；丝网印刷或者其他方法形成背面电极。其中，所述热处理设备是管式退火炉或链式退火炉，本专利技术用氧化以及退火方法去除RIE制绒后表层细小针状结构以及修复次表层的晶格损伤，并且在正面能形成良好的p-i-n结构。本专利技术的太阳能薄膜电池正面经退火处理后形成a_Si:H钝化层，可以修复和钝化正面由于RIE制绒后产生的缺陷以及晶体硅体内和表面固有的缺陷，并且在正面能形成良好的P-i-n结构，采用TCO覆盖表面可以很好的收集光生电流；背面用Al2O3钝化并覆盖SixNy层和背铝层，以保护Al2O3层在烧结时不被破坏，可以良好的钝化背面缺陷，如此结构烧结时候也不容易弯曲，可以减薄硅片的厚度，大大节约了电池的成本。附图说明图I为本专利技术太阳能电池的局部截面图；图2为本专利技术太阳能电池的制造方法流程图；图3为本专利技术RIE制绒后的退火时间曲线图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本专利技术的限定。 本专利技术太阳能薄膜电池的局部截面图如图I所示，包括衬底100，位于有光线入射的衬底100的前表面的本征层106,位于本征层106上的掺杂层105,以及覆盖在掺杂层上的防反射导电薄膜层104 ;位于与衬底100的所述前表面相对且没有光线入射的后表面上的钝化层107，位于钝化层107上的氮化硅薄膜层108，位于氮化硅薄膜层108外并通过氮化硅薄膜层108与钝化层107深入到衬底100的背铝层109 ;以及连接到发射区105的多个前电极101，位于背铝层109上的后电极102。其中，衬底100是由第一导电类型硅形成的半导体衬底，第一导电类型硅可以是单晶硅、准单晶或多晶硅。如果衬底100是P型的，则衬底100可以包含诸如硼(B)、镓(Ga)及铟(In)的III族元素杂质；如果衬底100是N型的，则衬底100可以包含诸如磷(P)、砷(As)及锑(Sb)的IV族元素杂质。并且衬底100的前表面经过RIE制绒处理，以便形成对应于粗燥表面的有纹理的表面，使衬底100的表面积增加，前表面的光反射减少。掺杂层105是由与第一导电类型相反的第二导电类型杂质形成的非晶硅薄膜层。具体地，本实施例衬本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能薄膜电池，其特征在于，包括衬底（100），位于有光线入射的衬底（100）的前表面的本征层（106），位于本征层（106）上的掺杂层（105），以及覆盖在掺杂层（105）上的防反射导电薄膜层（104），位于与所述衬底（100）的所述前表面相对且没有光线入射的后表面上的钝化层（107），位于钝化层（107）上的氮化硅薄膜层（108），位于氮化硅薄膜层（108）外并通过氮化硅薄膜层（108）与钝化层（107）深入到衬底（100）的背铝层（109），以及连接到掺杂层（105）的多个前电极（101）和位于背铝层（109）上的后电极（102）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨玮亮，李云峰，韩玮智，牛新伟，
申请(专利权)人：浙江正泰太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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