[實用新型]一種多晶硅薄膜太陽能電池

有效

• 申請號: 201420271414.3
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN203883020U
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 徐偉;沈啟群
• 申請（專利權）人: 無錫中能晶科新能源科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0445
• 分類號: H01L31/0445;H01L31/18
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本實用新型屬于太陽能能源利用技術領域，特別是指一種多晶硅薄膜太陽能電池。

背景技術

能源短缺和環境污染是世紀人類所面臨的兩個重大問題，成為國際社會經濟發展的瓶頸。太陽能作為清潔無污染的可再生能源提供了解決這兩個問題的最好方案。目前，如何研制出光電轉換效率高、壽命長、性能穩定以及成本低廉的太陽電池已經引起了全世界的廣泛關注。因此，基于時代發展的需要，太陽電池具有廣闊的發展空間。

太陽能光伏發電市場正蓬勃發展，在過去10年間，太陽電池市場每年以40%的比例迅速增長，其中晶體硅太陽電池占據了太陽電池近90%的市場份額。晶體硅太陽電池組件中硅晶片的成本約占太陽電池總成本的50%，即使生產技術不斷精進與發展!進一步大幅降低晶體硅太陽電池的制備成本也已經達到極限；因此，薄膜化或薄層化成為降低太陽電池成本的主要手段和發展趨勢。薄膜太陽電池（TFSC）較晶體硅太陽電池，具有弱光性能優良、原材料消耗大幅降低和成本低等優勢。并且，TFSC還可在柔性襯底上制備，具有韌性好、可折疊、可卷曲以及可大面積生產等優點，未來可應用于衣服、汽車玻璃、飛機以及建筑物等表面。

但是傳統的薄膜太陽電池存在能量轉換效率較低的問題，并且制備工藝復雜，薄膜厚度還有待進一步壓縮。

目前實驗室中制備出的多晶硅薄膜太陽電池的能量轉換效率已達到了19%，但要真正實現高效率低成本的多晶硅薄膜太陽電池的大規模產業化，還需制備出的多晶硅薄膜必須盡可能薄并采用廉價的襯底。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種能量轉化高、制造工藝簡單、結構簡單、薄膜厚度低，具有廉價玻璃襯底的多晶硅薄膜太陽能電池。

本實用新型所述的一種多晶硅薄膜太陽能電池，包括具有多層結構的殼體，殼體內最底部設有襯底，在所述襯底上向上依次設有減反膜、p+/?n+?型多晶硅籽晶層、p-/?n-型多晶硅吸收層、n+/?p+型a-Si：H發射層以及TCO玻璃；所述的殼體外最上端設有多個前電極。

進一步改進，所述的TCO玻璃由平板玻璃表面通過均勻鍍上一層透明的導電氧化物薄膜而成。?

進一步改進，所述的襯底為玻璃襯底。

所述的一種多晶硅薄膜太陽能電池的制備方法包括以下步驟：

1）玻璃制絨；玻璃制絨增加了光在多晶硅薄膜中的有效光程，以致多晶硅薄膜對光的吸收得到增強。

2）勢壘層和減反層的沉積；勢壘層可用來阻擋襯底雜質進入多晶硅薄膜激活層，能有效降低晶粒間界以及減少雜質缺陷；減反層可減少光入射到多晶硅薄膜時的反射，增加薄膜對光的吸收。

3）a-Si層的沉積；

4）多晶硅薄膜的制備，利用電子束蒸發晶化a-Si層得到多晶硅薄膜，或者利用PEVCD在覆蓋了勢壘層的玻璃襯底上直接沉積多晶硅薄膜；

5）快速熱退火或激光退火以及氫鈍化，快速退火或激光退火能大量減少晶界密度和空間電荷區的缺陷，而氫鈍化能非常有效地鈍化各種晶界表面缺陷和體缺陷!以獲得更高質量的多晶硅薄膜。

6）光學限制；為了減少背表面載流子的復合和串聯電阻，利用PEVCD和鋁誘導技術等在上表面沉積背表面電場層，并在沉積過程中進行原位摻雜。

7）電學限制；為了減少太陽電池前后電極的電阻，利用光刻、網絲印刷、電子束蒸發以及電子鍍等制備出具有歐姆接觸的前后電極。

8）鈍化，即對太陽電池器件表面進行鈍化。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型與傳統的n/p型同質結電池結構不同，采用n+/p-/p+型的基本結構單元，在發射區使用了重摻雜工藝，發射區重摻雜能夠形成頂層淺結重摻雜，大大提高了太陽能電池的能量轉換效率，節約了成本；該電池還具有結構簡單，制造工藝簡單等優點。使用玻璃襯底，不但具有成本低廉、無毒害、透光性優良、化學穩定以及容易回收等優點，還具有一定的耐熱性和機械強度；制備工藝簡單，能進一步發展成更大的主動矩陣顯示屏；含TCO的多晶硅薄膜電池結構可極大提高光生載流子的收集率。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型所述的一種多晶硅薄膜太陽能電池，包括具有多層結構的殼體1，殼體1內最底部設有玻璃襯底2，在所述玻璃襯底2上向上依次設有減反膜3、p+/?n+?型多晶硅籽晶層4、p-/?n-型多晶硅吸收層5、n+/?p+型a-Si：H發射層6以及TCO玻璃7；所述的殼體1外最上端設有多個用于接觸的前電極8。