异质结光伏电池包含至少一个晶体氧化硅薄膜（11），该晶体氧化硅薄膜（11）直接置于晶体硅基底（1）的前或后表面（1a）的一个上，在所述基底（1）和非晶或微晶硅的层（3）之间。薄膜（11）用来确保基底（1）的所述表面（1a）的钝化。具体地，在沉积非晶硅的层（3）之前，薄膜（11）通过基团地氧化基底（1）的表面部分而获得。而且，本征或微掺杂的非晶硅的薄层（2）可置于所述薄膜（11）和非晶或微晶硅的层之间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括具有指定掺杂类型的晶体硅基底和非晶或微晶硅的层的异质结光伏电池，以及用于制造至少一个这种光伏电池的方法。
技术介绍
异质结光伏电池由多层叠层制成，使得可以直接将光子转换为电信号。异质结特别地由指定掺杂类型(n或p)的晶体硅基底和与基底的掺杂类型相反的掺杂类 型的非晶硅层形成。而且，被称为“电钝化”层的中间层通常置于形成异质结的两个元件之间，以改进异质结的界面特性并因此改进转化效率。如在专利申请US2001/0029978中显示的，该中间层通常为本征非晶硅。作为示例，图I示出了根据在先技术的光伏电池的特别的实施例，如在专利申请US2001/0029978中描述的。异质结光伏电池包含晶体硅基底1，例如n型掺杂的以及包括前表面Ia的硅基底，该硅基底均匀地且接连地覆盖有本征非晶硅的层2，非晶硅的层3，例如p型掺杂，以与基底I 一起形成异质结，例如由氧化铟锡(或IT0)制成的电极4，以及梳形式的集电器5。而且，基底I的前表面Ia是有织构的(或结构化的)，以增加电池的光学容量。图I中，基底I的后表面Ib是平的，且覆盖有电极6。然而，在其他的情况中，后表面Ib可是有织构的并覆盖有如图2中所描绘的多层叠层。因此，在该实施例中，基底I的后表面Ib均匀地且接连地覆盖有本征非晶硅的层7，例如n型掺杂类型的、非常高度掺杂的非晶硅的层8，例如由ITO制成的电极9，以及梳形式的集电器10。因此，如图I和2中所示，异质结光伏电池需要多个非常精细的层(大约从几个纳米至几十个纳米)在基底上的均匀沉积，基底的至少一个表面可有利地具有织构。薄层的均匀沉积、有时也称为薄层的保形沉积指的是为了跟随薄层所沉积的表面的起伏，沉积具有实质上固定的厚度的薄层。然而，几乎总是需要的使基底的至少一个表面具有织构的步骤，不会有助于这些层的良好均匀分布。特别是，使具有织构的步骤引起生长面的显著增加。而且，在光伏电池领域，通常使基底的至少一个表面具有角锥形式的结构。然而，获得的角锥的边经常是非常粗糙的，且角锥的峰和谷是陡峭的(通常曲率半径低于30nm)，这对接连沉积在具有织构的表面的层的完全均匀的厚度是有害的。作为示例，专利申请US2001/0029978提出了执行使用氢氟酸(HF)和硝酸溶液的各向同性的湿法蚀刻，以倒圆两个角锥之间的区域“b”。然而，该大约2 u m或更多的蚀刻太多了，且在纳米尺度级使角锥的边变得平滑是不可能的。此外，使具有织构的步骤，与清洁步骤，蚀刻步骤和在沉积之前的等待时间一起可产生基底的具有织构的表面的(微粒的和/或金属的)表面污染，这引起具有织构的基底的表面的态密度的显著增加。因此，这些污染的问题对表面的良好钝化是有害的，并且因此对高产量是有害的，尽管使用了本征非晶硅的过渡(transition)层作为钝化层。在J. Sritharathiikhun等的“用于高效率p型氢化微晶氧化娃/n型晶体娃异质结太阳能电池的非晶氧化娃缓冲层的优化(Optimization of Amorphous SiliconOxide Buffer Layer for High-Efficiency p-Type Hydrogenated MicrocrystallineSilicon Oxide/n-type Crystalline Silicon Heterojunction Solar Cell)，，(JapaneseNewspaper of Applied Physics，47 卷，N0 11,2008，pp8452_8455)的文章中，提出了在n-型掺杂晶体硅基底(n-a-Si:H)和p-型掺杂微晶氧化硅(p_ U c_Si0:H)的层之间使用本征非晶氧化硅(i-a-Si0:H)的表面钝化层。这种钝化层通过甚高频率等离子体增强化学气 相沉积(VHF-PECVD)的技术沉积。而且，这种层的最佳厚度为6nm。然而，这种钝化层的制造引起在n-型掺杂晶体硅基底和所述钝化层之间的界面处形成许多缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目标是提出具有良好表面钝化的异质结光伏电池，且该异质结光伏电池易于实现。根据本专利技术，该目标通过以下事实实现异质结光伏电池包括具有指定掺杂类型的晶体硅基底和非晶或微晶硅的层，其特征在于其包含至少一个晶体氧化硅薄膜，该薄膜直接沉积在基底的表面上，在所述基底和所述非晶或微晶娃的层之间。根据本专利技术的改进，晶体氧化硅薄膜由通过基团氧化获得的基底的表面部分组成。根据另一改进，晶体氧化硅薄膜具有低于或等于2纳米的厚度。根据本专利技术，该目标也通过以下事实实现在非晶或微晶硅的层形成之前，晶体氧化硅薄膜通过基底的表面的基团表面氧化实现。附图说明由作为非限制性的示例给出的并在附加图中描述的本专利技术的具体实施例的以下描述，更清楚地得到其他的优点和特性。其中图I以示意和截面的视图描述了根据在先技术的光伏电池的特别的实施例；图2以示意和截面的视图描述了根据图I的光伏电池的替代的实施例；图3至9示出了根据本专利技术的光伏电池的各种实施例。具体实施例方式根据图3的光伏电池具有实质上与图I中描述的光伏电池的多层叠层类似的多层叠层。然而，在图3中，晶体氧化硅薄膜11被沉积于晶体硅基底I和本征非晶硅的薄层2之间。由薄膜11、本征非晶硅的薄层2、p型掺杂的非晶硅的层3、电极4和集电器5形成的单元然后构成布置在基底I的前表面Ia上，并在图3中被标记为Al的多层叠层。更特别地，薄膜11直接布置在n型掺杂的晶体硅的基底I的前表面Ia上，在所述基底I和本征非晶硅的层2之间。从而，该薄膜11与基底I的前表面Ia直接接触。而且有利地，该薄膜11具有低于或等于2纳米的厚度，且依然有利的是具有0. Inm和2nm之间、以及典型地大约0. 5nm的厚度。更特别地，薄膜11是通过在叠层Al的接连的薄层2、3、4和5形成之前氧化基底I的表面部分的硅而获得的薄膜。基底I的表面部分指的是由基底I的自由表面延伸至内部的基底I的区域，其具有非常低的厚度(有利的是低于2nm)。而且，薄膜11由晶体氧化硅(即晶体形式的氧化物)制成。特别地，假定在某些的情况中氧化硅的晶体形式可为用于具有晶面(100)的娃基底的鱗石英形式。而且，所述氧化为基团表面氧化，即借由基团(或自由基)进行的氧化。特别地，这样的基团为氧化基团，例如由氧、臭氧和/或水得到的。 因此获得的基团然后氧化基底I的表面部分上的硅。而且，因此在基团氧化过程中获得的氧化硅至少部分为晶体形式。更特别地，硅基底的基团表面氧化被有利地控制，以致在硅基底的表面上形成所述薄的晶体膜。然而，在某些的情况中，基底的基团表面氧化可涉及在晶体氧化硅上附加地形成非晶形式的氧化硅。然而，形成薄膜11的晶体氧化硅保持插入基底11和非晶氧化硅之间。而且，在基团表面氧化期间有利地形成的非晶氧化硅可在中间步骤期间通过剥离被移除，该中间步骤接着基团表面氧化，并且更特别地是在叠层Al的其他层形成之前。有利地，氧化由等离子体辅助或由对将被氧化的基底的表面施加紫外辐射辅助。特别地，等离子体或紫外辐射的处理促进用于氧化基底I的硅的自由基的形成。更特别地，根据处理的类型，自由基为0‘、02‘和/或OH‘类型的基团，并特别地由氧和/或臭氧和/或水获得。根据特别的实施例，基底I的表面部本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：P穆尔，H莫里塞厄，PJ里贝农，
申请(专利权)人：原子能和代替能源委员会，
类型：发明
国别省市：
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