[發明專利]多晶硅/銅銦鎵硒疊層電池工藝

無效

• 申請號: 201110030237.0
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102142484A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發明（設計）人: 王應民;李清華;蔡莉;張婷婷;李禾;程澤秀
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0336
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.多晶硅/銅銦鎵硒疊層電池其特征在于：結合了多晶硅太陽電池和銅銦鎵硒薄膜太陽電池特點，提高疊層電池的光電轉換效率。

2.如專利權利要求書1所述的多晶硅/銅銦鎵硒疊層電池，該電池的結構特征在于：該疊層電池分為上電池和下電池，上電池為銅銦鎵硒電池，下電池為多晶硅電池。

3.如專利權利要求書1，2所述的多晶硅/銅銦鎵硒疊層電池，該電池的制備技術特征在于：1)p型多晶硅片經過酸制絨、磷擴散，去除磷硅玻璃，得到具有p-n結的多晶硅下電池。2)在具有p-n結的多晶硅下電池上，繼續沉積n⁺-ZnO薄膜，然后使用共蒸發或濺射后硒化技術沉積p⁺-CuGaSe₂和p-Cu(In，Ga)Se₂薄膜，磁控濺射或化學氣相沉積技術沉積i-ZnO、ZnO:Al，最后ZnO:Al薄膜上蒸鍍鎳鋁上電極，多晶硅背面蒸鍍鎳鋁背電極，得到多晶硅/銅銦鎵硒疊層電池。

4.如專利權利要求書2，3所述的多晶硅/銅銦鎵硒疊層電池，可以通過改變上電池和下電池中各層的薄膜厚度和成分，可以得到一系列具有不同性能的多晶硅/銅銦鎵硒疊層電池。

5.如專利權利要求書3所述的多晶硅/銅銦鎵硒疊層電池的制備技術的具體工藝特征在于：1)首先將電阻率為0.5Ω·cm-3.0Ω·cm?p型多晶硅片置于HF/HNO₃/去離子水混合酸中，在溫度為5℃-8℃下，制絨時間為2.0-2.5min，得到表面織構的多晶硅；然后在溫度為750-850℃下，POCl₃/O₂氣氛下磷化處理；最后用HF/去離子水清洗去除磷硅玻璃，得到方塊電阻為40-80Ω/□的p-n結多晶硅下電池。2)在具有p-n結的多晶硅下電池上，使用等離子體增強化學氣相沉積技術沉積n⁺-ZnO薄膜，其中Zn源為二乙基鋅或二甲基鋅，氧源為H₂和CO₂混合氣體。具體實現：待反應室抽真空至1×10^-3Pa時，開始加熱下電池，升高到沉積溫度200-400℃，打開載氣和反應源，通入氬氣調節反應腔的真空度，使工作氣壓為10-100Pa，Zn源∶氧源＝1∶0.6-0.9，與此同時打開等離子體，兩極電壓為V_d＝200-300V，沉積5-20min，保溫5-20min。3)銅鎵硒和銅銦鎵硒薄膜的生長采用多元共蒸發技術，工藝如下：第一步蒸發99.9999％的金屬Cu，Ga和Se，蒸發時間為5-20min，襯底溫度為350-450℃，得到CuGaSe₂；第二步蒸發In、Ga、Cu和Se，蒸發時間為10-30min，襯底溫度為450-600℃，得到p-Cu(In，Ga)Se₂薄膜。4)i-ZnO薄膜制備：使用等離子體增強化學氣相沉積技術沉積i-ZnO薄膜，通入氬氣調節反應腔的真空度，使工作氣壓為10-100Pa，主要調節Zn源和氧源的比例，Zn源∶氧源＝1∶1.0-1.4，兩極電壓為V_d＝200-300V，沉積5-20min。5)ZnO:Al薄膜制備：采用磁控濺射方法，采用ZnO:Al靶材，通入Ar氣使工作氣壓為4.0-10Pa，兩極電壓為V_d＝200-300V，沉積10-20min。濺射時間為10-30min。6)上電極的制備：采用鎳鋁合金制作疊層電池的上電極，為了防止Al擴散到電池內部，常蒸發Al之前先蒸發一層Ni層。工藝條件為真空1×10^-4Pa，先蒸發Ni，緩慢將電壓升高，開擋板，蒸鍍10-20s，然后再升高電壓，蒸鍍2-5min。7)背電極的制備：采用鎳鋁合金制作疊層電池的背電極，工藝條件為真空1×10^-4Pa，先蒸發Ni，緩慢將電壓升高，開擋板，蒸鍍10-20s，然后再升高電壓，蒸鍍2-5min，這樣就完成了疊層電池的制備。