[發明專利]一種改善硅薄膜太陽能電池微結構和電學性能的方法

有效

• 申請號: 201010162332.1
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101834229A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 肖海波;曾湘波;謝小兵;姚文杰;彭文博;劉石勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，尤其涉及一種改善硅薄膜太陽能電池微結構和電學性能的方法。

背景技術

能源缺乏、全球氣候變暖以及環境污染的日益嚴重，促進了可再生能源的快速發展，太陽能光伏發電的利用是未來理想能源之一。十年來，太陽能電池的產量每年以30％以上的速度增長，電池發電成本也快速降低，我國提出到2012年將太陽能電池生產成本降低到1元每度，從而為太陽光伏發電系統大規模應用創造良好的市場前景。

目前太陽能電池中占主要地位的是單晶硅和多晶硅太陽能電池，但原材料的短缺、能耗較高等因素，導致其成本比較高；硅薄膜太陽能電池起步比較晚，但是具有成本優勢，近來發展迅猛。其中硅薄膜太陽能電池采用低溫工藝(200℃)，不僅可節約能耗，而且便于采用玻璃、不銹鋼、塑料等廉價襯底；硅薄膜太陽能電池采用氣體輝光放電分解沉積，容易實現單結及各種疊層結構，便于實現大面積、全自動化連續生產。

在硅薄膜太陽能電池的研究中，優化材料結構和提高電池電學性能，一直以來都是人們研究的熱點。本發明提出一種改善硅薄膜太陽能電池微結構和電學性能的方法，該方法的簡單易行，很有實際意義。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的主要目的在于提供一種改善硅薄膜太陽能電池微結構和電學性能的方法，以提高硅薄膜太陽能電池的轉換效率。

(二)技術方案

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種改善硅薄膜太陽能電池微結構和電學性能的方法，該方法包括：

在柔性襯底上，采用等離子體輔助化學氣相沉積技術依次生長N型層、本征層和P型層，其中，對本征層的起始層進行氫等離子體刻蝕；

沉積完P型層后，將電池從反應室取出，用磁控濺射生長ITO透明電極。

上述方案中，所述對本征層的起始層進行氫等離子體刻蝕，包括：在生長本征層時，在生長t1分鐘后，保持氫氣流量、溫度和輝光功率不變，關閉硅烷流量，采用氫等離子體刻蝕方法對本征層刻蝕t2秒，然后繼續生長本征層。

上述方案中，所述t1為5～10分鐘，t2為90～300秒。

上述方案中，所述采用等離子體輔助化學氣相沉積技術依次生長N型層、本征層和P型層的步驟中，生長N型層具體包括：沉積N型層前，先用氫等離子體清潔襯底表面5分鐘；沉積N型層時，氫稀釋比H₂/SiH₄為10～35；摻雜比例PH₃/SiH₄為1∶30～1∶60；反應氣壓為200Pa～300Pa；功率密度為0.1W/cm²～0.5W/cm²；襯底溫度為200℃～300℃；反應時間3分鐘～6分鐘。

上述方案中，所述采用等離子體輔助化學氣相沉積技術依次生長N型層、本征層和P型層的步驟中，生長本征層具體包括：沉積本征層時，氫稀釋比H₂/SiH₄為10～20；反應氣壓為100Pa～200Pa；功率密度為0.4W/cm²～0.6W/cm²；襯底溫度為150℃～250℃；反應時間60分鐘～90分鐘；其中，沉積本征層t1分鐘后，在氫氣流量、溫度和輝光功率不變的條件下，關閉硅烷流量，用氫等離子體刻t2秒，然后繼續生長本征層。

上述方案中，所述采用等離子體輔助化學氣相沉積技術依次生長N型層、本征層和P型層的步驟中，生長P型層具體包括：沉積P型層前，先用氫等離子體處理1分鐘；沉積P型層時，氫稀釋比H₂/SiH₄為50～100；摻雜比例B₂H₆/SiH₄為1∶20～1∶50；反應氣壓為300Pa～600Pa；功率密度為0.5W/cm²～1.0W/cm²；襯底溫度為70℃～150℃；反應時間3分鐘～5分鐘。

(三)有益效果

本發明提供的這種改善硅薄膜太陽能電池微結構和電學性能的方法，改善了硅薄膜太陽能電池微結構和電學性能，提高了硅薄膜太陽能電池的轉換效率，同時處理過程簡便易行，具有低成本可規模化生產的優點。

附圖說明

圖1是本發明提供的改善硅薄膜太陽能電池微結構和電學性能的方法流程圖；

圖2是依照本發明實施例制備的電池示意圖；