[發明專利]一種硅基埋柵薄膜太陽能電池的制作方法

有效

• 申請號: 201310112345.1
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN103178163A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 花國然;王強;朱海峰
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 南京同澤專利事務所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 石敏

本案是中國發明專利申請CN201110219044.X?，申請日2011-08-02?，名稱“一種硅基埋柵薄膜太陽能電池”的分案申請?

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術，尤其涉及一種硅基埋柵薄膜太陽能電池的制作方法。?

背景技術

光子、電子和聲子都是能量的載體。太陽能電池作為光電能量轉換器件，主要是光子和電子之間相互交換能量，同時有聲子參與這個交換過程。這種能量的相互作用主要發生在太陽電池材料表面數微米的范圍內，這為制造薄膜太陽電池提供了物理基礎。?

由于太陽光具有彌散性，為了獲得數百瓦的電功率，往往需要數平方米的太陽電池器件。為了降低成本，發展大面積微米量級的薄膜太陽電池十分必要。薄膜太陽電池的基本工作原理是利用半導體材料構成的PN?結，光照在太陽能電池內產生電子-?空穴對，經過PN?結電場作用，通過電極引出形成光電流。與多晶硅及單晶硅太陽能電池相比，薄膜太陽能電池的轉換效率較低，這與構成薄膜太陽能電池的材料為非晶硅材料有關。非晶硅材料中的缺陷密度大，導致光生載流子在薄膜中的復合率高，從而降低了電池的轉換效率。但是，由于薄膜太陽能電池的生產成本低，可以淀積在各種類型的襯底甚至可用柔性襯底，薄膜太陽能電池具有了性價比高的特點，成為了繼晶體硅太陽能電池后的第二代太陽能電池。?

現在人們生產的主流薄膜太陽能電池的結構如圖1?所示，從上而下分別為：透明頂電極1、底電極4、P?型非晶硅2?和N?型非晶硅3?及絕緣襯底5?組成。P?型非晶硅2?和N?型非晶硅3?疊合連接，在疊合處構成一個PN?結，頂電極1?和底電極4?分別置于P?型非晶硅2上端面和N?型非晶硅3?下端面，最終形成一單結非晶硅薄膜太陽能電池。目前主流工業化薄膜太陽能電池的轉換效率大約為7%-10%，由于非晶硅薄膜材料性能提高十分困難，為了進一步提高薄膜太陽能電池的轉換效率，設計新型薄膜電池結構顯得十分重要。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種硅基埋柵薄膜太陽能電池的制作方法,由下述技術方案來實現：?

所述硅基埋柵薄膜太陽能電池，包括一頂電極、一與襯底連接的底電極、P型硅薄膜和N型硅薄膜，其中所述頂電極被N型硅薄膜所包裹，所述P型硅薄膜包裹在N?型硅薄膜的周圍，在P型硅薄膜與N型硅薄膜的結合面上形成閉合環狀的PN結，所述底電極與N型硅薄膜連接。

所述太陽能電池的進一步設計在于，所述P型硅薄膜和N型硅薄膜的為非晶硅或多晶硅薄膜。?

所述太陽能電池的進一步設計在于，所述頂電極和底電極為鋁或銀材料制成的電極，或摻氟氧化鋅或氧化銦硒透明材料制成的電極。?

所述硅基埋柵薄膜太陽能電池的制作方法，包括如下步驟：?

1）制備底電極；

2）第一次淀積P型硅薄膜，在所述底電極上進行硅薄膜淀積，在淀積的同時進行P型雜質的重摻雜，在底電極上形成P+硅薄膜層；

3）第二次淀積P型硅薄膜，在所述P+硅薄膜上繼續淀積，在淀積的同時進行P型雜質的摻雜，在P+硅薄膜層上形成P-硅薄膜層；

4）第一次淀積N型硅薄膜，在所述P-硅薄膜上繼續淀積，在淀積的同時進行N型雜質的摻雜，在P-硅薄膜層上形成N-型硅薄膜層；

5）形成歐姆接觸區，將鏤空有電極窗口的絲網覆蓋于所述N-型硅薄膜上，在電極窗口處的N-型硅薄膜上進行N型雜質的重摻雜，在電極窗口處的N-型硅薄膜層上形成N+型硅薄膜；

6）制備頂電極，在上述N+型硅薄膜上進行頂電極淀積，形成頂電極，去除絲網；

7）第二次淀積N型硅薄膜，在去除絲網后的N-型硅薄膜層上及頂電極上繼續硅薄膜淀積，同時進行N型雜質的摻雜，形成包圍頂電極的N-型硅薄膜層；

8）激光刻蝕P型硅薄膜通槽，在上述N型硅薄膜層兩側用激光刻蝕出連通所述P-硅薄膜層的通槽；

9）第三次淀積P型硅薄膜，對上述通槽繼續進行硅薄膜淀積，在淀積硅薄膜的同時進行P型雜質的摻雜，形成包圍N型硅薄膜的P-?硅薄膜層。