[發明專利]硅異質結太陽能電池以及制造方法

有效

• 申請號: 201780078069.8
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN110140223B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: P·勞佩;A·因杰尼托;C·巴利夫;G·諾加伊
• 申請（專利權）人: 洛桑聯邦理工學院
• 主分類號: H01L31/0747
• 分類號: H01L31/0747;H01L31/18
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王青芝;黃綸偉

1.一種異質結太陽能電池，所述異質結太陽能電池包括第一電極層、具有金屬接觸層(300)的第二電極層、光吸收硅層(1)和鈍化導電疊層(PC)，所述鈍化導電疊層(PC)設置在所述光吸收硅層(1)與所述第一電極層和所述第二電極層中的至少一方之間，其中，所述鈍化導電疊層包括至少一個摻雜硅基層(6)和電子帶隙大于1.4eV的寬帶隙材料層(10)，在所述光吸收硅層(1)的、所述光吸收硅層與所述至少一個摻雜硅基層(6)之間的表面上施敷所述寬帶隙材料層，以形成耐熱異質結，所述耐熱異質結被設置成在600℃以上的熱處理之后至少保持鈍化和導電特性，其特征在于，所述鈍化導電疊層(PC)與所述光吸收硅層(1)之間的界面具有非常陡峭的摻雜分布，其中，所述光吸收硅層(1)中的摻雜物的強度在離所述界面小于5nm的距離內衰減至少一個數量級，所述鈍化導電疊層(PC)和熱處理被配置成防止摻雜物從所述鈍化導電疊層(PC)擴散到所述光吸收硅層(1)。

2.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述寬帶隙材料層的厚度至多為20nm。

3.根據權利要求2所述的太陽能電池，其特征在于，所述寬帶隙材料層的厚度在0.5nm至2nm之間。

4.根據權利要求1或2所述的太陽能電池，其特征在于，所述寬帶隙材料層(10)包括下列材料中的任何一種：SiOx、SiCx、AlOx、HfOx、AlHfOx、AlN、TiN、SiNx。

5.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述至少一個摻雜硅基層(6)的原子氫濃度小于5％，所述原子氫濃度被規定為每單位體積的氫原子數除以所述至少一個摻雜硅基層(6)的每單位體積的總原子數。

6.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述至少一個摻雜硅基層(6)是摻雜碳化硅基層SiCx。

7.根據權利要求2所述的太陽能電池，其特征在于，所述太陽能電池還包括至少一個緩沖層(4)，所述至少一個緩沖層(4)設置在所述寬帶隙材料層(10)與所述至少一個摻雜硅基層(6)之間，所述緩沖層(4)被設置成調整從所述至少一個摻雜硅基層(6)擴散到所述寬帶隙材料層(10)和所述光吸收硅層(1)中的摻雜物的密度。

8.根據權利要求7所述的太陽能電池，其特征在于，所述緩沖層(4)由選自以下項的材料中的至少一種制成：硅層Si、SiCx、SiNx、SiOx、SiCxNy、SiCxOy、SiNxOy、SiCxNyOz或其組合。

9.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，在所述至少一個摻雜硅基層(6)與所述金屬接觸層(300)之間設置有透明導電氧化物層(301)。

10.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述光吸收硅層(1)的、施敷了所述寬帶隙材料層(10)的表面被結構化。

11.根據權利要求10所述的太陽能電池，其特征在于，所述寬帶隙材料層(10)包括從第一表面延伸到第二表面的通孔。

12.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，在所述至少一個摻雜硅基層(6)與所述金屬接觸層(300)之間設置有覆蓋層(12)。

13.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述第一電極層是表層，并且所述第二電極層是背層，所述光吸收硅層(1)、所述至少一個摻雜硅基層(6)和所述寬帶隙材料層(10)設置在所述第一電極層與所述第二電極層之間。

14.根據權利要求1所述的太陽能電池，其特征在于，所述第一電極層和所述第二電極層設置在所述光吸收硅層(1)的同一側。