[發明專利]單晶硅太陽能電池及其制作方法

有效

• 申請號: 201210529857.3
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN103107238A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 楊瑞鵬;張開軍;付建明;溫顯
• 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;H01L31/0352;H01L31/0216;H01L31/0312;H01L31/077
• 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

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種單晶硅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，單晶硅太陽能電池由于其較大的光電轉換效率得到廣泛的生產和應用，單晶硅太陽能電池一般是在P型單晶硅片上摻雜N型離子形成PN結。單晶硅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。

更多關于單晶硅太陽能電池的制作方法請參考公開號為CN102315327A的中國專利。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種單晶硅太陽能電池及其制作方法，提高單晶硅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單晶硅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；在所述基片的上表面形成SiGe虛擬襯底；在所述SiGe虛擬襯底上形成第二摻雜類型單晶硅層，所述第二摻雜類型單晶硅層受到雙軸應力；在所述第二摻雜類型單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單晶硅層的摻雜類型相對應；在所述應力層表面形成第一電極；在所述基片的下表面形成第二電極。

可選的，形成所述SiGe虛擬襯底的方法包括：首先在基片表面生長一層Ge含量隨厚度逐漸增加的Si_1-xGe_x緩沖層，再在所述Si_1-xGe_x緩沖層表面生長一層Ge含量穩定的弛豫Si_1-xGe_x層，所述Si_1-xGe_x緩沖層和弛豫Si_1-xGe_x層構成SiGe虛擬襯底。

可選的，所述SiGe虛擬襯底的形成工藝包括分子束外延、超高真空化學氣相沉積或減壓化學氣相沉積。

可選的，所述基片為P型單晶硅片，第二摻雜類型單晶硅層為N型層，所述應力層具有張應力；或者所述基片為N型單晶硅片，第二摻雜類型單晶硅層為P型層，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，所述應力層的厚度范圍為0.5nm~100nm，應力層的應力的數值范圍為200MPa~1000MPa。

可選的，所述第二摻雜類型單晶硅層的厚度范圍為摻雜離子的濃度范圍為1E10/cm³~1E20/cm³。

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一電極。

可選的，還包括：在第二摻雜類型單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。