[發(fā)明專利]微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池及其制造方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310332660.5
• 申請(qǐng)日: 2013-08-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103441153A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張津燕;胡安紅;曲銘浩;郁操;楊少飛;徐希翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建鉑陽(yáng)精工設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0216
• 分類號(hào): H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/18;H01L31/20
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池及其制造方法。

背景技術(shù)

硅基薄膜太陽(yáng)能電池具有成熟的產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)，因而具有良好的發(fā)展前景。目前采用微晶硅薄膜與其他硅基薄膜電池結(jié)合的疊層電池，穩(wěn)定光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到11％。在這些非晶硅/微晶硅疊層電池、非晶硅/非晶硅鍺/微晶硅疊層電池，或非晶硅/微晶硅/微晶硅疊層電池中，電池性能主要取決于微晶硅薄膜的質(zhì)量，高質(zhì)量的微晶硅薄膜需要低速沉積，以減少薄膜的缺陷。因此，以上11％效率的電池，均是在0.3nm/s-0.4nm/s的低速沉積條件下制備的。而作為電池，微晶硅薄膜的厚度在1.5-4um，這樣的沉積速率，與目前電池制造高效率和低成本的要求是不相符的，而且不利于真正的產(chǎn)業(yè)化。

然而，純粹地、簡(jiǎn)單地提高微晶硅薄膜的沉積速率，薄膜的致密度明顯降低，裂縫、孔洞等缺陷增加，電池性能下降。而且，微晶硅薄膜的缺陷與其沉積的基板有關(guān)，基板絨面越大，越容易產(chǎn)生缺陷。通過(guò)大量研究發(fā)現(xiàn)，生長(zhǎng)的初始階段的微晶硅薄膜質(zhì)量對(duì)整個(gè)微晶硅薄膜質(zhì)量具有至關(guān)重要的影響。通過(guò)優(yōu)化初始的薄膜質(zhì)量，可以在后續(xù)高速制備高性能的微晶硅薄膜。當(dāng)然，高速沉積的微晶硅薄膜的尾部，同樣需要高質(zhì)量的薄膜鈍化與保護(hù)。通過(guò)對(duì)微晶硅薄膜層生長(zhǎng)的優(yōu)化，可以在0.6-1.0nm/s的沉積速率下獲得12％以上的初始轉(zhuǎn)換效率的微晶硅薄膜電池。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池及其制造方法，通過(guò)多步沉積、優(yōu)化微晶硅薄膜質(zhì)量，能夠在7A/s以上的沉積速率下，制備出轉(zhuǎn)換效率在12％以上的非晶硅/微晶硅疊層電池。

本發(fā)明提供了一種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制造方法，包括：提供基板，在所述基板表面沉積導(dǎo)電層，在所述導(dǎo)電層表面沉積至少包括微晶硅電池的電池層，采用分步式階梯沉積法沉積所述微晶硅電池的微晶硅薄膜發(fā)電層。

所述分步式階梯沉積法包括步驟：

以低速沉積微晶硅前部漸變層和種子層；

以高速沉積微晶硅層；

以低速沉積微晶硅尾部漸變層。

所述前部漸變層的沉積采用低功率、低流量、高氫氣/硅烷比例和低壓力，同時(shí)功率、流量、氫氣/硅烷比例、壓力沉積分5-10步變化。

所述前部漸變層的沉積功率為0.01-0.2W/cm²，氣體流量1000-10000sccm，氫氣/硅烷比例為100-300，壓力為1-5Torr。

所述微晶硅種子層采用高功率、大流量、高氫氣/硅烷比例和高壓力沉積。

所述微晶硅種子層的沉積功率為0.01-0.2W/cm²，流量為5000-100000sccm，氫氣/硅烷比例為100-200，壓力為2-10Torr。

所述微晶硅層采用高功率、大流量、中氫氣/硅烷比例和高壓力沉積。

所述微晶硅層的沉積功率為0.03-0.8W/cm²，流量為5000-100000sccm，氫氣/硅烷比例為50-100，壓力為2-10Torr。

所述微晶硅尾部漸變層采用高功率、大流量、低氫氣/硅烷比例和高壓力沉積。

所述微晶硅尾部漸變層的沉積功率為0.01-0.2W/cm²，流量為5000-100000sccm，氫氣/硅烷比例為30-80，壓力為2-10Torr。

本發(fā)明還相應(yīng)提供了一種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，包括基板和位于所述基板表面的第一導(dǎo)電層，在所述第一導(dǎo)電層表面具有至少包括微晶硅電池的電池層，以及在所述電池層表面的第二導(dǎo)電層，其中，所述微晶硅電池包括正電極層、微晶硅薄膜發(fā)電層和負(fù)電極層，所述微晶硅薄膜發(fā)電層沿從正電極層到負(fù)電極層或從負(fù)電極層到正電極層的方向依次包括微晶硅前部漸變層、微晶硅種子層、微晶硅層和微晶硅尾部漸變層。

所述微晶硅前部漸變層的厚度為10-100nm。

所述微晶硅種子層的厚度為50-200nm。

所述微晶硅層的厚度為1-3um。

所述尾部漸變層的厚度為100-500nm。

所述基板為玻璃或不銹鋼，所述第一和第二導(dǎo)電層為透明導(dǎo)電薄膜，或金屬薄膜/透明導(dǎo)電薄膜復(fù)合層。

所述電池層為微晶硅電池，或非晶硅/微晶硅疊層電池，或非晶硅/非晶硅鍺/微晶硅疊層電池，或非晶硅/微晶硅/微晶硅疊層電池。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：