[發(fā)明專利]一種橫向結(jié)構(gòu)的PIN太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210073365.8
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102544184A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉寶林;張玲;朱麗虹
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: H01L31/075
• 分類號: H01L31/075;H01L31/0352;H01L31/18
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務(wù)所 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

1.一種橫向結(jié)構(gòu)的PIN太陽能電池，其特征在于設(shè)有：

p型半導(dǎo)體層，所述p型半導(dǎo)體層上設(shè)有凹槽，在凹槽內(nèi)依次形成本征半導(dǎo)體層(i層)和n型半導(dǎo)體層，在本征半導(dǎo)體層(i層)和n型半導(dǎo)體層上再分別蒸鍍上電極和減反膜，在p型半導(dǎo)體層底部蒸鍍背電極；或

設(shè)有n型半導(dǎo)體層，所述n型半導(dǎo)體層上設(shè)有凹槽，在凹槽內(nèi)依次形成本征半導(dǎo)體層(i層)和p型半導(dǎo)體層，在本征半導(dǎo)體層(i層)和p型半導(dǎo)體層上再分別蒸鍍上電極和減反膜，在n型半導(dǎo)體層底部蒸鍍背電極。

2.如權(quán)利要求1所述的一種橫向結(jié)構(gòu)的PIN太陽能電池，其特征在于所述背電極的底部設(shè)有襯底。

3.如權(quán)利要求1所述的一種橫向結(jié)構(gòu)的PIN太陽能電池，其特征在于所述上電極選自鋁上電極、鈦上電極、鈀上電極、銀上電極、鎳上電極或金上電極；所述減反膜可選自氮化硅減反膜或氧化鈦減反膜；所述p型半導(dǎo)體可選自p型晶體硅、非晶硅或非晶碳化硅；所述本征半導(dǎo)體可選自本征晶體硅、非晶硅或非晶碳化硅；所述n型半導(dǎo)體可選自n型晶體硅、非晶硅或非晶碳化硅等半導(dǎo)體材料，所述背電極可選自鋁背電極、鈦背電極、鈀背電極、銀背電極、鎳背電極或金背電極；所述襯底可選自石英、玻璃、陶瓷或不銹鋼。

4.如權(quán)利要求1所述的一種橫向結(jié)構(gòu)的PIN太陽能電池的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)將襯底進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗后，采用光刻技術(shù)在襯底上刻出條狀圖形，然后采用刻蝕技術(shù)在襯底上刻出凹槽。最后去除光刻膠；所述襯底為p型襯底或n型襯底；

2)將樣品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)清洗后放入外延生長設(shè)備，首先生長本征半導(dǎo)體層(i層)，然后再生長半導(dǎo)體層，生長結(jié)束；所述半導(dǎo)體層為n型半導(dǎo)體層或p型半導(dǎo)體層；

3)采用刻蝕技術(shù)去除生長于襯底凹槽以外的半導(dǎo)體層和本征半導(dǎo)體層(i層)，形成橫向的p-i-n結(jié)；所述半導(dǎo)體層為n型半導(dǎo)體層或p型半導(dǎo)體層；

4)在樣品表面沉積減反膜；

5)采用光刻技術(shù)在樣品表面刻出上電極的圖形后，去除圖形中的減反膜，再沉積上電極，然后進(jìn)行剝離，并對上電極進(jìn)行退火；

6)在經(jīng)過處理的樣品背面沉積背電極，并對背電極進(jìn)行退火。

5.如權(quán)利要求4所述的一種橫向結(jié)構(gòu)的PIN太陽能電池的制備方法，其特征在于在步驟1)中，所述襯底采用p型晶體硅或n型晶體硅；所述凹槽是用于外延生長所述i層和所述n型半導(dǎo)體層或p型半導(dǎo)體層，凹槽的深度最好為2～500μm，凹槽的寬度最好為20～500μm，凹槽的間距最好為1～200μm。

6.如權(quán)利要求4所述的一種橫向結(jié)構(gòu)的PIN太陽能電池的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述外延生長設(shè)備采用分子束外延、超高真空化學(xué)氣相沉積或金屬有機物化學(xué)氣相沉積；所述本征半導(dǎo)體層(i層)可采用本征晶體硅，所述本征半導(dǎo)體層(i層)的厚度最好為5～200μm，所述n型半導(dǎo)體層可采用n型晶體硅，所述p型半導(dǎo)體層可采用p型晶體硅，所述n型半導(dǎo)體層和p型半導(dǎo)體層的厚度最好為1～50μm。

7.如權(quán)利要求1所述的一種橫向結(jié)構(gòu)的PIN太陽能電池的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)將襯底進(jìn)行清洗后沉積背電極；

2)將經(jīng)過清洗的樣品放入生長設(shè)備中，生長半導(dǎo)體層，生長結(jié)束；所述半導(dǎo)體層為n型半導(dǎo)體層或p型半導(dǎo)體層；

3)將樣品采用光刻技術(shù)刻出條狀圖形后，采用刻蝕技術(shù)在生長于樣品的半導(dǎo)體層上刻出凹槽，然后去除光刻膠；所述半導(dǎo)體層為n型半導(dǎo)體層或p型半導(dǎo)體層；

4)將樣品放入生長設(shè)備，先生長一定厚度的本征半導(dǎo)體層(i層)。然后再生長半導(dǎo)體層，生長結(jié)束；所述半導(dǎo)體層為n型半導(dǎo)體層或p型半導(dǎo)體層；

5)采用刻蝕技術(shù)去除生長于樣品凹槽以外的半導(dǎo)體層和本征半導(dǎo)體層(i層)，形成所述橫向的p-i-n結(jié)；所述半導(dǎo)體層為n型半導(dǎo)體層或p型半導(dǎo)體層；

6)在樣品表面沉積減反膜；

7)采用光刻技術(shù)在樣品表面刻出上電極的圖形后，去除圖形中的減反膜，再沉積上電極。然后進(jìn)行剝離。最后對電極進(jìn)行退火。

8.如權(quán)利要求7所述的一種橫向結(jié)構(gòu)的PIN太陽能電池的制備方法，其特征在于在步驟2)中，所述半導(dǎo)體層采用非晶硅或非晶碳化硅，所述半導(dǎo)體層的厚度最好為100nm～5μm。