[發明專利]一種含本征層的雙面高效異質結電池及其制造方法

無效

• 申請號: 201310236312.8
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103346195A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 張東升;趙會娟
• 申請（專利權）人: 國電光伏有限公司
• 主分類號: H01L31/076
• 分類號: H01L31/076;H01L31/077;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

本發明涉及一種太陽能電池及其制造方法，特別是涉及一種含本征層的雙面高效異質結電池及其制造方法，屬于太陽能電池制造技術領域。

背景技術

太陽能電池技術普及的最大問題是成本高以及電池的光電轉換效率低。中國專利文獻CN103022020A“高效率非晶硅與銅銦鎵硒疊構太陽電池技術”，以及中國專利文獻CN102856421A“一種新型三結薄膜太陽能電池”，兩項發明都是通過電池結構層疊來拓展太陽光吸收波長范圍，達到提高轉化效率的目的。但是疊層電池成本較高，層與層之間容易出現各種問題。一旦層與層之間出現擊穿現象，整個電池就要報廢。

研究發現，量子點結構使荷電載流子的運動在三維方向上均受到強烈限制，存在明顯的量子尺寸效應，這導致半導體硅的電子能帶結構變化，特別是能帶間隙隨量子點尺寸呈現規律性變化。在高密度的量子點群中，尺寸小的量子點可以吸收高能量范圍的太陽光，因此量子點的尺寸變化就可以改變光的吸收波長，提高和太陽光譜的整體匹配程度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種轉化效率高的含本征層的雙面高效異質結電池。

本發明的另一個目的在于提供這種含本征層的雙面高效異質結電池的制造方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是這樣的，一種含本征層的雙面高效異質結電池，其特征在于：該電池結構由下而上依次包括背電極、第一ITO層、非晶N+層、第一本征層、第一絨面層、N型單晶硅基片、第二絨面層、量子點結構氮化硅層、第二本征層、非晶P層、第二ITO層和正電極。

優選的，所述第一本征層和第二本征層厚度為10nm。

優選的，所述量子點結構氮化硅層的厚度為10nm。

在本發明的一個具體實施例中，所述第一絨面層和第二絨面層為金字塔絨面結構。

優選的，所述金字塔絨面結構高度為4～6μm。

優選的，所述第一ITO層和第二ITO層厚度為100nm。

一種含本征層的雙面高效異質結電池的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)在N型單晶硅基片上制備金字塔絨面結構；

(b)采用等離子體增強化學氣相沉積技術在基片上的一側制備含有硅量子點結構的氮化硅薄膜，通入的氣體流量為NH₃：800sccm，SiH₄：1000sccm，基片溫度：180～200℃，等離子體的射頻功率為55W，腔體壓強為1×10-2Torr；

(c)采用等離子體增強化學氣相沉積技術分別在電池片的正、背面鍍鈍化層，即第一本征層和第二本征層。其中通入的各氣體流量為：PH3/H2=6100sccm；SiH4=2000sccm；H2=7000sccm；壓強為0.9Torr，功率為4500W，溫度為220℃，第一本征層和第二本征層厚度為10nm；

(d)采用等離子體增強化學氣相沉積技術在第二本征層上鍍非晶P層，通入的氣體流量為：B2H6/H2=20sccm；SiH4=1500sccm；H2=7000sccm；壓強為1Torr，功率為2000W，溫度為210℃；

(e)采用等離子體增強化學氣相沉積技術在第一本征層上鍍非晶N+層；其中通入的各氣體流量為：PH3/H2=6100sccm；SiH4=2000sccm；H2=7000sccm；壓強為0.9Torr，功率為4500W，溫度為232℃；

(f)采用磁控濺射技術在電池片的正、背面鍍上第一ITO層和第二ITO層；

(g)采用絲網印刷技術在電池片的正、背面印上銀電極。

優選的，所述步驟(a)制備金字塔結構時，所用化學溶劑為氫氧化鈉、制絨添加劑TCS和去離子水，體積比NaOH:TCS:去離子水=5.3:15:156.13。

本發明所提供的技術方案的優點在于，這種結構的電池，其結構簡單，本征層能夠起到很好的鈍化作用，減小界面態和懸掛鍵，從而提高開路電壓和短路電流，轉換效率高。其制備方法簡單，能在傳統異質結產線上實現。轉換效率高，從而降低了成本。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明，但不作為對本發明的限定。

本發明的電池片結構如圖1所示，該電池結構由下而上依次包括背電極1、第一ITO層2、非晶N+層3、第一本征層4、第一絨面層5、N型單晶硅基片6、第二絨面層7、量子點結構氮化硅層8、第二本征層9、非晶P層10、第二ITO層11和正電極12。