[發明專利]柔性非晶硅太陽電池制造工藝

無效

• 申請號: 200810038522.5
• 申請日: 2008-06-04
• 公開（公告）號: CN101290955A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 胡宏勛;鄭君
• 申請（專利權）人: 胡宏勛;鄭君
• 主分類號: H01L31/20
• 分類號: H01L31/20
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司
• 代理人: 羅習群

技術領域

本發明涉及一種能大量生產的可卷曲的薄膜非晶硅太陽電池的制造工藝。

背景技術

柔性非晶硅太陽電池的生產技術由6層不同薄膜的半導體和金屬薄膜組成，光線通過基體高透光率聚酰亞胺膜1，透明導電膜ZnOx?2(方塊電阻為～10Ω-cm)進入由3、4、5三層不同導電類型的非晶硅薄膜組成的非晶硅薄膜電池內，由于3和5是兩種不同導電類型的半導體材料，兩層之間是本征層4形成了一個強度＞104V/cm的高電場區，在無電或者其它激發狀態存在時，它是一個耗盡區，即除本征載流子以外無過剩載流子。當光子通過1、2、3層進入4時，產生大量的過剩載流子(電子和空穴)，這些電子和空穴在結內電場E的驅動下作遷移運動，電子進入3，空穴進入5，成為3和5半導體膜中的多子(即光生電流)導電電極2和6分別作為電池的正極和負極將光生電流引出到外電路，向負載供電，這種電池的Voc(開路電壓)取決于2和4的有效摻雜濃度即費米能級在導帶頂和價帶底的位置。

目前尚未發現一種用最簡單的工藝，制造柔性非晶硅太陽電池。

發明內容

本發明提供一種柔性非晶硅太陽電池制造工藝，用外購的厚度為0.3mm卷狀透明聚酰亞胺膜，按下列工藝步驟鍍層：

(1)將卷有透明聚酰亞胺膜滾筒裝入一套常規磁控濺射設備的沉積室內，架在一個軸承架上，使之能平穩旋轉，將繞在滾筒上外端的聚酰亞胺膜拉出，通過磁控濺射設備的沉積區后固定在另一個滾筒上，該滾筒能在一個電源的帶動下旋轉，以5-10cm/秒的速度通過沉積區，生成一層ZnOx導電膜層，其電阻率小于10Ω-cm；

(2)將鍍有ZnOx導電膜層的聚酰亞胺膜滾筒取出，送入一個單室大型PECVD設備中，內部沉積溫度為210℃，采用13.5MZ的射頻作電源，用等離子增強法沉積p、i、n型非晶硅薄膜，在PECVD反應室內有兩個可自動控制旋轉速度的軸承A、B，可正向、逆向旋轉，已沉積有ZnOx膜的聚酰亞胺薄膜滾筒，固定在一個A軸承上，將已沉積有ZnOx膜的聚酰亞胺薄膜一端拉出，通過等離子沉積區后，繞到另一個軸承B的滾筒上，其沉積p、i、n型非晶硅薄膜步驟分別是：

a，先沉積p型非晶硅，其工藝參數如下：

反應氣體硅烷和硼烷混合氣體比例是硼烷/硅烷＝2％，氣體流量是250sccm，聚酰亞胺薄膜溫度210℃，反應功率20mW/cm2，反應壓力1乇，沉積速度3-5厚度8-10nm；聚酰亞胺薄膜的移動速度10cm/S；

b，沉積i層時，將該滾筒A、B逆向旋轉，同樣采用PECVD的方法沉積本征層i，聚酰亞胺薄膜的移動速度為1-1.5nm/S，沉積厚度為300nm，射頻功率20mW/cm2，沉積溫度210℃，采用純硅烷，流量為500sccm，反應壓力1乇；

c，沉積n層，其過程和沉積p型非晶硅相似，將n型非晶硅膜沉積在本征層之上，其工藝參數如下：

聚酰亞胺薄膜溫度210℃，反應氣體硅烷和磷烷PH3/Si2H4為1.5％的比例，流量250sccm，聚酰亞胺薄膜移動速度為0.3-0.5nW/S，沉積厚度30-35nm；

(3)將裝有聚酰亞胺薄膜的滾筒，安裝入一個專門用來沉積鋁層的磁控濺射設備中，采用直流磁控濺射的方法沉積一層鋁，其傳輸過程和制造ZnOx膜相似，聚酰亞胺薄膜移動速度30cm/s，鋁膜的厚度約300nm，

(4)n型電極采用鋁超聲焊接，p型電極采用低溫銀-鋁漿法封裝。本發明的優點是，工藝簡單，成本低，適宜一可大批量生產。

附圖說明

附圖1本發明的各鍍層結構示意圖。

附圖2是本發明制造工藝流程圖。

具體實施方式

請參閱附圖1示，本發明自太陽光線照射，向里的各鍍層是：高透光率聚酰亞胺薄膜1，氧化鋅導電膜2，P型非晶硅膜3，本征型非晶硅膜4，N型非晶硅膜5，鋁膜6；本發明制造工藝如下：