[發明專利]異質結太陽能電池及其制作方法

有效

• 申請號: 201210529407.4
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103107234A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 楊瑞鵬;韓啟成;劉祥超;吳佩蓮;楊振凱;濮慶
• 申請（專利權）人: 杭州賽昂電力有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0747;H01L31/036;C23C16/44
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，特別涉及一種異質結太陽能電池及其制作方法。

背景技術

太陽能電池利用光電效應將光轉換成電能。基本的太陽能電池結構，包括單P-N結、P-I-N/N-I-P結、以及多結結構。典型的單P-N結結構包括：P型摻雜層和N型摻雜層。單P-N結太陽能電池有同質結和異質結兩種結構：同質結結構的P型摻雜層和N型摻雜層都由相似材料（材料的能帶隙相等）構成，異質結結構包括具有至少兩層不同帶隙的材料。P-I-N/N-I-P結構包括P型摻雜層、N型摻雜層和夾于P層和N層之間的本征半導體層（未摻雜I層）。多結結構包括具有不同帶隙的多個半導體層，所述多個半導體層互相堆疊。

在太陽能電池中，光在P-N結附近被吸收，產生光生電子和光生空穴，所述光生電子和光生空穴擴散進入P-N結并被內建電場分開，光生電子被推進N區，空穴被推進P區。在PN結兩側形成正、負電荷積累，產生光生電動勢從而生成穿過所述器件和外部電路系統的電流。

目前，利用非晶硅薄膜作為窗口層，單晶硅片作為襯底，形成的異質結太陽能電池既利用了低溫的薄膜沉積工藝，又發揮了晶體硅高遷移率的優勢，同時制備工藝簡單，具有實現高效率、低成本硅太陽能電池的發展前景。異質結太陽能電池的轉換效率受到很多因素的影響，有待進一步的提高。

更多關于異質結太陽能電池的制作方法，請參考公開號為CN101866991A的中國專利。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種異質結太陽能電池及其制作方法，提高異質結太陽能電池的轉換效率。

為解決上述問題，本發明的技術方案提出了一種異質結太陽能電池的制作方法，包括：提供基片，所述基片為第一摻雜類型單晶硅片；在所述基片表面形成第一應力層，并進行退火處理，所述第一應力層的應力類型與基片的摻雜類型相對應；去除所述第一應力層；在所述基片上表面形成本征非晶硅層；在所述本征非晶硅層表面形成第二應力層，并進行退火處理；去除所述第二應力層；在所述本征非晶硅層表面形成第二摻雜類型非晶硅層；在所述第二摻雜類型非晶硅層表面形成透明導電層；在所述透明導電層表面形成第一電極；在所述基片下表面形成第二電極。

可選的，所述基片為P型單晶硅片，所述第一應力層具有壓應力，所述第二摻雜類型非晶硅層為N型層；或者所述基片為N型單晶硅片，所述第一應力層具有張應力，所述第二摻雜類型非晶硅層為P型層。

可選的，所述具有壓應力的應力層的形成方法包括：采用等離子體增強化學氣相沉積工藝，其中，NH₂和SiH₄作為反應氣體，惰性氣體作為載氣，反應溫度為200℃~500℃，反應壓強為100mTorr~200mTorr，并且提供一個功率為10W～100W，頻率為50KHz~500kHz的低頻功率源。

可選的，所述具有張應力的應力層的形成方法包括：采用等離子體增強化學氣相沉積工藝，其中，NH₂和SiH₄作為反應氣體，惰性氣體作為載氣，反應溫度為200℃~500℃，反應壓強為100mTorr~200mTorr，并且提供一個功率為10W～100W，頻率為10MHz~15MHz的射頻功率源。

可選的，所述第二應力層具有壓應力或張應力。

可選的，所述第一應力層和第二應力層的形成工藝包括熱化學氣相沉積或等離子體增強化學氣相沉積。

可選的，所述第一應力層和第二應力層包括氮化硅薄膜或氧化硅薄膜，所述第一應力層和第二應力層的厚度為0.5nm~100nm，應力的數值范圍為200MPa~1000MPa。

可選的，所述退火處理的工藝為快速熱退火工藝，退火的溫度范圍為200℃～800℃。

可選的，所述去除第一應力層和第二應力層的工藝為干法刻蝕工藝或濕法刻蝕。

可選的，還包括，在形成本征非晶硅層之前，先在所述基片表面形成隧穿氧化層，所述隧穿氧化層的厚度范圍為所述隧穿氧化層的材料為氧化硅。

可選的，還包括，在形成所述透明導電層之前，在第二摻雜類型非晶硅層表面形成第二應力層，所述第二應力層的應力類型與第二摻雜類型非晶硅層的摻雜類型相對應，退火后去除所述第二應力層。

可選的，所述第二摻雜類型非晶硅層為P型層，則所述第二應力層具有張應力；或者所述第二摻雜類型非晶硅層為N型層，則所述第二應力層具有壓應力。