[發明專利]一種二硫化鉬/硅雙結太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201711118890.6
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107895745A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 邢宇鵬;黃勝明;張楷亮;趙金石;楊正春
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H01L31/028
• 分類號: H01L31/028;H01L31/032;H01L31/0687;H01L31/18
• 代理公司: 天津耀達律師事務所12223
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明屬于太陽能光伏電池技術領域。涉及一種太陽能電池結構及其制備方法，特別是關于一種二硫化鉬/硅雙結太陽能電池及其制備方法。

背景技術

近幾年全世界環境污染、溫室效應等問題日趨嚴重，而且傳統能源儲量越來越少，價格越來越高，所以人類對清潔能源的需求越來越大，太陽能光伏發電作為一種清潔能源越來越受到人們的重視。目前，市場上銷售的太陽能光伏電池大部分是單晶硅和多晶硅單結太陽能電池，其效率已經接近理論極限。所以人們嘗試在晶體硅上，利用其它能帶寬度比晶體硅大的半導體材料制備頂電池，與晶體硅電池相結合，形成晶體硅基雙結太陽能電池，從而提高晶體硅太陽能電池的轉換效率。人們目前主要采用三五族半導體材料制備頂電池，該類材料的成本較高。所以本專利采用二硫化鉬材料制作頂電池，該材料吸收系數比三五族材料高，從而可以用減少材料使用量，從而降低晶體硅基雙結電池的制造成本。

發明內容

本發明目的是解決晶體硅基雙結太陽能電池成本較高的問題，提供一種二硫化鉬/硅雙結太陽能電池及其制備方法，該電池制造成本低于目前已有的晶體硅基雙結太陽能電池。。

本發明的技術方案：

一種二硫化鉬/硅雙結太陽能電池，其特征在于，該電池由下至上依次包括：

第一電極(1)、第一鈍化層(2)、硅襯底(3)、硅摻雜層(4)、第二鈍化層(5)、第一透明導電層(6)、第三鈍化層(7)、二硫化鉬層(8)、二硫化鉬摻雜層(9)、第四鈍化層(10)、第二透明導電層(11)和第二電極(12)，第二電極(12)的寬度小于第二透明導電層(11)。

所述第一鈍化層(2)為三氧化二鋁、氧化硅、氧化鈦、氟化鋰、氟化鎂或氮化硅中的一種或幾種的組合；第二鈍化層(5)為三氧化二鋁、氧化硅、氧化銅、氧化鉬、氧化鎢、氧化釩、氧化鎳或氮化硅中的一種或幾種的組合；第三鈍化層(7)和第四鈍化層(10)為三氧化二鋁、氧化硅、氧化銅、氧化鉬、氧化鎢、氧化釩、氧化鎳、氧化鈦、氟化鋰、氟化鎂或氮化硅中的一種或幾種的組合。

所述硅襯底(3)為N型摻雜，其摻雜元素為磷或砷中的一種或二種，硅摻雜層(4)為P型摻雜，其摻雜元素為硼、鋁或鎵中的一種或幾種的組合，二硫化鉬層(8)為本征層，其自身帶有N型導電特性，二硫化鉬摻雜層(9)為P型摻雜，其摻雜元素為氟、氧、砷或磷元素中的一種或幾種的組合。

所述第一透明導電層(6)和第二透明導電層(11)為石墨烯、摻鋁氧化鋅、摻鎵氧化鋅、摻銦氧化鋅或氧化銦錫中的一種或幾種的組合。

本發明提供的二硫化鉬/硅雙結太陽能電池的制備方法，包含以下步驟：

步驟1：在硅襯底(3)的上表面附近區域進行摻雜，使硅襯底(3)的上表面附近被

攙雜的區域成為硅摻雜層(4)，

步驟2：在硅摻雜層(4)的上表面，生長第二鈍化層(5)，

步驟3：在第二鈍化層(5)的上表面，生長第一透明導電層(6)，

步驟4：在第一透明導電層(6)的上表面，生長第三鈍化層(7)，

步驟5：在第三鈍化層(7)的上表面，制備二硫化鉬層(8)，

步驟6：在二硫化鉬層(8)的上表面附近區域進行摻雜，使二硫化鉬層(8)的上表

面附近被摻雜的區域成為二硫化鉬摻雜層(9)，

步驟7：在二硫化鉬摻雜層(9)的上表面，生長第四鈍化層(10)，

步驟8：在第四鈍化層(10)的上表面，生長第二透明導電層(11)，

步驟9：在第二透明導電層(11)的上表面，生長第二電極(12)，

步驟10：在硅襯底(3)的下表面，生長第一鈍化層(2)，

步驟11：在第一鈍化層(2)的下表面，生長第一電極(1)。

其中步驟1所述的摻雜工藝是采用離子注入、熱擴散、旋涂擴散或激光摻雜的方法。

其中步驟2生長第二鈍化層(5)，步驟3生長第一透明導電層(6)，步驟4生長第三鈍化層(7)，步驟7生長第四鈍化層(10)，步驟8生長第二透明導電層(11)和步驟10生長第一鈍化層(2)是采用化學氣相沉積、磁控濺射、原子層沉積、等離子體增強化學氣相沉積或低壓化學氣相沉積的方法。

其中步驟9生長第二電極(12)，步驟11生長第一電極(1)是采用電子束蒸發、熱蒸發、磁控濺射、電鍍、化學鍍或絲網印刷的方法。

其中步驟5制備二硫化鉬層(8)是采用電子束蒸發、熱蒸發、磁控濺射、化學氣相沉積、化學鍍、金屬有機物化學氣相沉積或轉移印刷的方法。