[發明專利]一種硅基異質結雙面太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201210233534.X
• 申請日: 2012-07-07
• 公開（公告）號: CN102738291A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 彭壽;馬立云;崔介東;王蕓
• 申請（專利權）人: 蚌埠玻璃工業設計研究院;中國建材國際工程集團有限公司
• 主分類號: H01L31/0747
• 分類號: H01L31/0747;H01L31/0352;H01L31/028;H01L31/20
• 代理公司: 安徽省蚌埠博源專利商標事務所 34113
• 代理人: 倪波

1.一種硅基異質結雙面太陽能電池，其特征在于，按由上到下的疊層順序，依次為正電極鈦、鈀、銀復合柵極（9），透明導電膜AZO（6），P型摻雜的非晶硅鍺薄膜（3），本征微晶硅鍺薄膜（2），N型雙面拋光單晶硅片（1），本征非晶硅薄膜（4），N⁺重摻雜的非晶硅薄膜（5），背面透明導電膜AZO?（7），鋁背電極（8）；

其中，P型摻雜的非晶硅鍺薄膜（3）、本征微晶硅鍺薄膜（2）和N型雙面拋光單晶硅片（1）形成太陽能電池器件的正面異質PN結，N型雙面拋光單晶硅片（1）、本征非晶硅薄膜（4）和N⁺重摻雜的非晶硅薄膜（5）形成太陽能電池器件的背表面電場層；

所述鈦、鈀、銀復合柵極（9）的厚度為0.012~0.015mm，柵線寬度為0.020~0.025mm，柵線之間的間距為4~5mm，所述透明導電膜AZO（6）的厚度為125~150nm，所述P型摻雜的非晶硅鍺薄膜（3）的厚度為16~20nm，所述本征微晶硅鍺薄膜（2）的厚度為10~12nm，所述N型雙面拋光單晶硅片（1）厚度為0.200~0.220mm，電導率為1~2S/cm，所述本征非晶硅薄膜（4）厚度為5~8nm，所述N⁺重摻雜的非晶硅薄膜（5）厚度為20~25nm，所述背面透明導電膜AZO（7）厚度為125~150nm，所述鋁背電極（8）厚度為0.015~0.025mm。

2.根據權利要求1所述的一種硅基異質結雙面太陽能電池，其特征在于，構成異質PN結的發射極為P型摻雜的非晶硅鍺薄膜（3），其能帶寬度為1.3~1.4eV。

3.根據權利要求1所述的一種硅基異質結雙面太陽能電池，其特征在于，采用本征微晶硅鍺薄膜（2）作為異質結界面緩沖層來鈍化異質結界面，減小界面缺陷態，所述本征微晶硅鍺薄膜（2）的能帶寬度為1.1~1.2eV。

4.根據權利要求1所述的一種硅基異質結雙面太陽能電池，其特征在于，所述N⁺重摻雜的非晶硅薄膜（5）的能帶寬度為1.8~1.9eV。

5.一種硅基異質結雙面太陽能電池的制備方法，其特征在于，該方法的工藝路線如下：

（1）正面異質PN結的制備

（a）以硅烷SiH₄、氫(H₂、鍺烷GeH₄為反應氣體，采用射頻等離子體增強化學氣相沉積工藝RF-PECVD，在N型雙面拋光單晶硅片（1）的一面首先沉積制備一層厚度為10~12nm的本征微晶硅鍺薄膜（2）（I-mc-SiGe）；

（b）以硅烷SiH₄、氫氣H₂、鍺烷GeH₄、三甲基硼烷TMB為反應氣體，采用射頻等離子體增強化學氣相沉積工藝RF-PECVD，在上述本征微晶硅鍺薄膜（2）上再沉積制備一層厚度為16~20nm的P型摻雜的非晶硅鍺薄膜（3），形成異質結；

（2）反面背表面電場層N-I-N+的制備

（a）以硅烷SiH₄、氫氣H₂為反應氣體，采用射頻等離子體增強化學氣相沉積工藝RF-PECVD，在N型雙面拋光單晶硅片（1）的另一面首先沉積一層厚度為5~8nm的本征非晶硅薄膜I-a-Si（4）；

（b）以硅烷SiH₄、氫氣H₂、磷烷PH₃、甲烷CH₄為反應氣體，采用射頻等離子體增強化學氣相沉積工藝RF-PECVD，在上述本征非晶硅薄膜（4）上再沉積制備一層厚度為20~25nm的N⁺型重摻雜的非晶硅薄膜N⁺-a-Si（6），形成背表面電場層N-I-N+；

（3）透明導電膜AZO的制備

采用磁控濺射工藝，?在上述異質結表面、背表面電場層表面分別鍍透明導電膜AZO（6）和背面透明導電膜AZO（7），其厚度為125~150nm，透過率為88%~90%，方塊電阻為60~80歐姆每方塊；

（4）鈦、鈀、銀復合柵極的制備

反應蒸發工藝，制備鈦、鈀、銀復合柵極9，厚度為0.012~0.015mm，柵線寬度為0.020~0.025mm，柵線之間的間距為4~5mm；

（5）上述制備好的雙面異質結電池器件進行邊緣切割處理，以消除邊緣短路的影響。