[發(fā)明專利]一種晶體硅\非晶硅雙節(jié)雙面電池及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210368965.7
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102903780A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 高艷濤;姜慶堂;邢國強;陶龍忠;張斌;何恬
• 申請（專利權(quán)）人: 奧特斯維能源（太倉）有限公司
• 主分類號: H01L31/0687
• 分類號: H01L31/0687;H01L31/0376;H01L31/18;H01L31/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發(fā)明涉及光伏領域，具體是一種太陽能電池結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術

目前，與國外先進電池制備技術相比，我國晶硅太陽電池制備技術還是相對落后，基本流程由在P型硅片上以制絨、擴散、刻蝕、沉積減反膜、絲網(wǎng)印刷方法制造太陽電池。

?2010年以來，太陽電池片的銷售從賣方市場到買方市場，政務補貼大幅削減，使得電池片得制造商努力降低自己的生產(chǎn)成本，而提高電池片的效率就是有效的途徑，不僅降低了每瓦的生產(chǎn)成本，并且銷售得市場更大；目前高效電池的研發(fā)集中在背面鈍化，細柵印刷，雙面電池等，這些電池的制備和傳統(tǒng)電池的制備工藝兼容和接近，都是單節(jié)電池，不能充分的利用太陽電池的光譜，效率的提高受到了限制。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：是針對現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種晶體硅/非晶硅雙節(jié)雙面電池及其制造方法。

技術方案：為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種晶體硅/非晶硅雙節(jié)電池，包括：?N型硅襯底、非晶硅I層、微晶硅P層、非晶硅N層、微晶硅N層、非晶硅本征層、非晶硅P層、透明導電電極、電池的正極和電池的負極；所述電池從上而下依次為：電池的正極、透明導電電極、非晶硅P層、非晶硅本征層、微晶硅N層、微晶硅P層、非晶硅I層、N型硅襯底、非晶硅I層、非晶硅N層、透明導電電極、電池的負極。

本發(fā)明在N型半導體的前后表面制備非晶硅?I層，背表面制備非晶硅N層，前表面制備微晶硅P?層，形成疊成電池的下電池-異質(zhì)結(jié)電池；同時下電池的微晶硅P和上電池的微晶硅N形成良好的隧穿節(jié)；此疊成電池的上電池是NIP結(jié)構(gòu)的非晶硅電池；并且雙面制備透明導電極和銀電極。

本發(fā)明所述的一種晶體硅/非晶硅雙節(jié)電池的制造方法，具體步驟如下????

（1）對N型單晶硅半導體襯底表面絨面化并進行化學清洗；

表面絨面化的目的是增加太陽光在表面的折射次數(shù)，增加光線在硅襯底中的光程，提高太陽光的利用率。單晶硅半導體通常在在堿溶液（如氫氧化鈉溶液和氫氧化鉀溶液）進行表面絨面化，是形成由金字塔形狀的絨面。同時絨面給前薄膜PIN電池提供內(nèi)反射，提高薄膜電池的電流密度；

化學清洗，化學清洗一般在稀鹽酸和氫氟酸中進行，目的是去除表面的雜質(zhì)，為后面的沉積本征非晶硅提供準備；

（2）在N型硅襯底兩面沉積非晶硅I層；

非晶硅I層的主要作用是鈍化N型晶體硅的表面；

（3）沉積非晶硅N層；

在N型硅襯底的下表面沉積非晶硅N層，主要作用是形成異質(zhì)結(jié)，同時非晶硅致密度高，可以保護電池的內(nèi)部不受水氣的影響；

（4）沉積微晶硅P層；

在N型硅襯底的上面沉積微晶硅P層，主要作用是形成異質(zhì)結(jié)，同時微晶硅P和后來的微晶硅N形成良好的隧穿節(jié)，有利于載流子的通過；

（5）沉積前電池的微晶硅N層；

在微晶硅P層上沉積前電池的微晶硅N層，一方面它是前電池的構(gòu)成部分，另一方面是和前面的微晶硅P形成良好的隧穿節(jié)，有利于載流子的通過；

（6）沉積前電池的本征非晶硅I層；

在微晶硅N的上面采用PECVD的方法沉積前電池的非晶硅I層，它是前電池有源層；

（7）沉積前電池的非晶硅P層；

在非晶硅的I?層的沉積非晶硅P層，它是前電池的正極；

（8）雙面制備透明導電電極；

透明導電池可以采用濺射或者金屬氧化物化學沉積（MOCVD）的方法制備，主要作用是收集電池的載流子；

（9）制備銀電極；

銀電極的主要作用是把太陽電池的電流收集起來，導出電池。

本發(fā)明中N型硅片的電阻率為：0.3???cm?-6???cm?；沉積在N型硅片上的非晶硅I層的厚度為：5-30nm；非晶硅N和微晶硅的厚度為10nm-30nm；微晶硅的N的光敏性為1-10，電導率為1-10S/cm；微晶硅P敏性為1-10，電導率在0.1-10S/cm；非晶硅I層的光敏性約為10⁵；前電池（非晶硅PIN電池）的I層的厚度在300nm-2000nm。

有益效果：本發(fā)明所述的一種晶體硅/非晶硅雙節(jié)電池，具有以下優(yōu)點：

1.??????本發(fā)明充分利用太陽的光譜，同時可以利用電池背面反射回來的光發(fā)電，制備出了高效的太陽電池；

2．本發(fā)明所述制造方法的整個過程中無高溫過程，最大限度的提高晶體硅的有效少子壽命，提高電池的轉(zhuǎn)化效率；?

3．本發(fā)明所述方法整個制造過程采用薄膜電池的制備工藝和設備，制造成本較低。

附圖說明