[發(fā)明專利]一種吸收層具有帶隙梯度結(jié)構(gòu)的微晶硅鍺薄膜太陽電池

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110434443.8
• 申請(qǐng)日: 2011-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN102522447A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建軍;曹宇;李天微;黃振華;倪牮;趙穎;耿新華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L31/075
• 分類號(hào): H01L31/075;H01L31/18;C23C16/24
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

1.一種吸收層具有帶隙梯度結(jié)構(gòu)的微晶硅鍺薄膜太陽電池，其特征在于：包括透明襯底、透明導(dǎo)電薄膜、P型窗口層、本征吸收層、N⁺層、背反射電極和金屬電極，所述本征吸收層具有帶隙梯度結(jié)構(gòu)，帶隙梯度為縱向分布，帶隙范圍為1.1-0.66eV，具有帶隙梯度本征吸收層的薄膜層數(shù)為2-5層，每一層薄膜厚度為50-500nm，相鄰兩層薄膜帶隙的變化幅度為0.1-0.3eV。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述吸收層具有帶隙梯度結(jié)構(gòu)的微晶硅鍺薄膜太陽電池，其特征在于：所述縱向分布的帶隙梯度為帶隙逐漸升高的分布或帶隙逐漸降低的分布。

3.一種如權(quán)利要求1所述吸收層具有帶隙梯度結(jié)構(gòu)的微晶硅鍺薄膜太陽電池的制備方法，其特征在于采用化學(xué)氣相沉積設(shè)備制備，步驟如下：

1)將鍍有透明導(dǎo)電膜的玻璃襯底放在真空反應(yīng)室內(nèi)，本底真空高于2×10^-4Pa，首先制備P型窗口層；

2)在向真空反應(yīng)室通入反應(yīng)氣體硅烷、鍺烷和氫氣的條件下，通過改變氣體流量、氣體壓強(qiáng)、襯底溫度和輝光功率，連續(xù)沉積帶隙范圍為1.1-0.66eV的微晶硅鍺薄膜，形成具有帶隙梯度的微晶硅鍺薄膜電池本征吸收層；

3)然后依次制備N+層、背反射電極和金屬電極，形成微晶硅鍺薄膜太陽電池。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述吸收層具有帶隙梯度結(jié)構(gòu)的微晶硅鍺薄膜太陽電池的制備方法，其特征在于：所述化學(xué)氣相沉積設(shè)備包括射頻等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備、甚高頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備、熱絲化學(xué)氣相沉積設(shè)備和等離子體反應(yīng)熱化學(xué)氣相沉積設(shè)備。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述吸收層具有帶隙梯度結(jié)構(gòu)的微晶硅鍺薄膜太陽電池的制備方法，其特征在于：所述帶有透明導(dǎo)電膜的玻璃襯底的厚度為1-3毫米，玻璃襯底上鍍的透明導(dǎo)電薄膜為ZnO膜、SnO₂膜或SnO₂-ZnO復(fù)合膜。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述吸收層具有帶隙梯度結(jié)構(gòu)的微晶硅鍺薄膜太陽電池的制備方法，其特征在于：所述P型窗口層為P型微晶硅材料或P型微晶硅鍺材料。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述吸收層具有帶隙梯度結(jié)構(gòu)的微晶硅鍺薄膜太陽電池的制備方法，其特征在于：所述反應(yīng)氣體中硅烷、鍺烷和氫氣的流量為：硅烷2-20sccm、鍺烷0-5.0sccm、氫氣200-500sccm。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述吸收層具有帶隙梯度結(jié)構(gòu)的微晶硅鍺薄膜太陽電池的制備方法，其特征在于：所述沉積本征吸收層的工藝參數(shù)為：輝光激勵(lì)頻率13.56MHz-100MHz；功率10-100W；反應(yīng)氣體壓強(qiáng)1-3torr；襯底溫度150℃-250℃。