[發明專利]一種非晶硅薄膜太陽電池的制造工藝

無效

• 申請號: 200910065091.6
• 申請日: 2009-05-22
• 公開（公告）號: CN101562220A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 孫福河;任永平;王恩忠;王暉;胡軍田;張文晴;秦霄海
• 申請（專利權）人: 河南新能光伏有限公司
• 主分類號: H01L31/20
• 分類號: H01L31/20;C23C16/44;C23C16/24;C23C14/34;C23C14/22
• 代理公司: 安陽市智浩專利代理事務所
• 代理人: 張智和

一.技術領域

本發明涉及一種太陽電池的制造工藝，特別涉及一種非晶硅薄膜太陽電池的制造工藝，屬于半導體領域。

二.背景技術

世界能源的需求使太陽電池技術得到了迅猛的發展，目前市場成熟主流的技術以單晶硅和多晶硅太陽電池為主，但由于硅材料的短缺導致的成本極限以及生產晶體硅過程中存在的環境問題，非晶硅薄膜太陽電池具有耗材少、環境友好、成本下降空間較大等優勢，科研和生產單位紛紛將非晶硅太陽電池作為研發主方向，

非晶硅太陽電池的結構以p-i-n型為主，目前非晶硅太陽電池存在的主要問題是如何提高轉化效率和降低光致衰退效應。非晶p層作為窗口層、摻雜層對解決以上問題具有很大的決定性作用。作為窗口層的p型材料需要盡可能的薄(20nm左右)以提高其透過率，作為摻雜層又需要有高的電導率以降低電池的串聯電阻。非晶硅薄膜太陽電池大多采用p型非晶硅碳(p-a-SiC:H)作為窗口層，其電導率比較低(約在10^-5S/cm量級)；p/i異質結界面存在晶格失配問題，引起界面缺陷態增加，增加了載流子的復合。此外，非晶硅材料的光致衰退(S-W)效應，使得非晶硅太陽電池性能不穩定，降低了非晶硅薄膜電池的光電轉換效率。

三.發明內容

本發明為提供一種具有較高的轉化效率和較低低光致衰退效應的薄膜太陽電池制造工藝。

本發明為提供的薄膜太陽電池制造工藝，采用電容平板式等離子體增強化學氣相沉積，以透明導電玻璃為襯底沉積非晶硅薄膜，包括步驟：(a)制備p型硅碳薄膜，工藝參數為：

通入B₂H₆、SiH₄、CH₄、H₂氣體，沉積溫度160℃～240℃，功率密度0.15W/cm²～0.5W/cm²，氫稀釋比R＝H₂/SiH₄為100∶1-1.3，硅烷與甲烷流量比10∶1-1.6，沉積壓力為80-120pa；

(b)制備緩沖層，工藝參數為：

通入SiH₄、H₂氣體，其中H₂/SiH₄＞40，沉積溫度160℃～240℃，功率密度0.15W/cm²～0.5W/cm²，沉積壓力為80-120pa；

(c)制備氫化非晶硅薄膜工藝參數為：

通入SiH₄、H₂氣體，其中H₂/SiH₄＜20，沉積溫度160℃～240℃，功率密度0.15W/cm²～0.5W/cm²，沉積壓力為100-150pa；

(d)制備n型氫化非晶硅薄膜，工藝參數為：

通入PH₃、SiH₄、H₂氣體，其中H₂/SiH₄＞40，沉積溫度160℃～240℃，功率密度0.15W/cm²～0.5W/cm²，沉積壓力為110-160pa；

(e)制備鋁背反射電極，工藝參數為：

在硅薄膜上采用物理氣相沉積或濺射方法制備鋁背反射電極。

步驟(b)與步驟(a)在同一沉積室實現；步驟(b)和步驟(c)在同一腔室實現，步驟(b)到步驟(c)之間輝光連續。步驟(a)、(b)、(c)和(d)的功率密度為0.35W/cm²，步驟(a)、(b)、(c)和(d)的沉積溫度為180℃～230℃，步驟(a)、(b)、(c)和(d)循環進行一次形成雙結疊層電池結構。

采用本工藝制造薄膜太陽電池，緩沖層在較高氫稀釋下制備，相對于非晶硅來說，帶寬增加，帶尾變窄，結構有序性也明顯增加。將其應用于電池的緩沖層，能夠改善電池的p/i界面，減少缺陷態，能夠提高電池的開路電壓和光電轉換效率。采用p型硅碳材料和硅薄膜緩沖層的方法制備電池的性能穩定性好、轉換效率較高，光致衰退效應小。

四.具體實施方式

采用多腔室沉積系統，配置有真空獲得系統，電源激發頻率采用13.56MHz，以二氧化錫導電玻璃為襯底，在一定得工藝條件下沉積獲得非晶硅薄膜。

實施例1：