[發明專利]非晶硅薄膜太陽能電池及其制作方法

有效

• 申請號: 201210529409.3
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103107235A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 楊瑞鵬;張開軍;付建明;連春元
• 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;H01L31/20;H01L31/0216;H01L31/04
• 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，特別涉及一種非晶硅太陽能電池及其制作方法。

背景技術

薄膜太陽能電池是在玻璃、金屬或塑料等基板上沉積很薄（幾微米至幾十微米）的光電材料而形成的一種太陽能電池。薄膜太陽能電池具備弱光條件下仍可發電、生產過程能耗低及可大幅度降低原料和制造成本等一系列優勢，已成為近年來的研究熱點，其市場發展潛力巨大。

基本的薄膜太陽能電池結構，包括單P-N結、P-I-N/N-I-P以及多結。典型的單結P-N結構包括P型摻雜層和N型摻雜層。單結P-N結太陽能電池有同質結和異質結兩種結構。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不同帶隙的材料至少兩層。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（即未摻雜的I層）。多結結構包括具有不同帶隙的多個半導體層，所述多個半導體層堆疊于彼此頂部上。在薄膜太陽能電池中，光在P-N結附近被吸收。由此所得的載流子擴散進入所述P-N結并被內建電場分開，從而生成穿過所述器件和外部電路系統的電流。

非晶硅薄膜太陽能電池是將非晶硅薄膜生長在低成本的襯底材料上，材料和制作成本大幅度下降，易于大規模生產，明顯降低了電池成本。非晶硅薄膜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。

更多關于非晶硅薄膜太陽能電池的制作方法請參考公開號為CN101901847A的中國專利。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種非晶硅薄膜太陽能電池及其制作方法，提高非晶硅薄膜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非晶硅薄膜太陽能電池的制作方法，包括：提供基板；在所述基板的表面形成第一電極層；在所述第一電極層表面形成第一摻雜類型非晶硅層；在所述第一摻雜類型非晶硅層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應力層，所述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；在所述應力層表面形成第二電極層。

可選的，所述第一摻雜類型非晶硅層為P型層，第二摻雜類型非晶硅層為N型層，并且所述應力層具有張應力。

可選的，所述第一摻雜類型非晶硅層為N型層，第二摻雜類型非晶硅層為P型層，并且所述應力層具有壓應力。

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，所述應力層包括氮化硅薄膜或氧化硅薄膜。

可選的，所述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，所述應力層的厚度為0.5nm~100nm，應力的數值范圍為200MPa~1000MPa。

可選的，還包括：在應力層表面形成抗反射層之后，再在所述抗反射層表面形成第二電極層。

可選的，還包括：在第二摻雜類型非晶硅層表面形成抗反射層后，再在所述抗反射層表面形成應力層。

可選的，所述第一摻雜類型非晶硅層的厚度范圍為所述第二摻雜類型非晶硅層的厚度范圍為本征非晶硅層的厚度范圍為10nm～500nm。

為解決上述問題，本發明的技術方案還提供了一種非晶硅薄膜太陽能電池，所述非晶硅薄膜太陽能電池包括：基板；位于所述基板表面的第一電極層；位于所述第一電極層表面的第一摻雜類型非晶硅層；位于所述第一摻雜類型非晶硅層表面的本征非晶硅層；位于所述本征非晶硅層表面的第二摻雜類型非晶硅層；位于所述第二摻雜類型非晶硅層表面的應力層，所述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；位于所述應力層表面的第二電極層。

可選的，所述第一摻雜類型非晶硅層為P型層，第二摻雜類型非晶硅層為N型層，并且所述應力層具有張應力。