[發明專利]一種低日照非晶硅薄膜太陽能電池窗口層的制備方法

在審

• 申請號: 201910621040.0
• 申請日: 2019-07-10
• 公開（公告）號: CN110311018A
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 麥毅;吳復忠;谷肄靜;李水娥;戴新義
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: H01L31/20
• 分類號: H01L31/20;H01L31/0445;H01L31/075;H01L31/028
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 張梅

本發明公開了一種低日照非晶硅薄膜太陽能電池窗口層的制備方法。按下述步驟進行：a.洗凈導電玻璃襯底表面并吹干；b.以硅烷、氫氣、甲烷/乙烷、硼烷為原料氣，在導電玻璃襯底表面沉積含碳和氫的P型非晶硅薄膜層，得到含B的P型SiCx:Hy非晶硅薄膜電池窗口層，其中，x=1,y=1或2或3。本發明具有提高太陽能發電效率的特點。

技術領域

本發明涉及太陽能光伏利用技術領域，特別是一種低日照非晶硅薄膜太陽能電池窗口層的制備方法。

背景技術

太陽能因無污染、可持續和分布廣泛，而成為世界各國競相開發利用的能源。光伏發電是利用太陽能的最重要的方式之一。光伏利用的核心是太陽能電池，當前商用的太陽能電池主要是晶硅太陽能電池，晶硅電池在光照較為充足的地區有較高的發電效率，然而在低日照地區發電效率不高。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種低日照非晶硅薄膜太陽能電池窗口層的制備方法。本發明具有提高太陽能發電效率的特點。

本發明的技術方案：一種低日照非晶硅薄膜太陽能電池窗口層的制備方法,按下述步驟進行：

a.洗凈導電玻璃襯底表面并吹干；

b.以硅烷、氫氣、甲烷/乙烷、硼烷為原料氣，在導電玻璃襯底表面沉積含碳和氫的P型非晶硅薄膜層，得到含B的P型SiCx:Hy非晶硅薄膜電池窗口層，其中，x=1,y=1或2或3。

前述的低日照非晶硅薄膜太陽能電池窗口層的制備方法所述的步驟b中，沉積時，采用等離子體增強化學的氣相沉積法將摻B的SiCx:Hy非晶硅薄膜沉積于所述的導電玻璃襯底表面。

前述的低日照非晶硅薄膜太陽能電池窗口層的制備方法所述的步驟b中，沉積時，導電玻璃襯底溫度為150～350℃。

前述的低日照非晶硅薄膜太陽能電池窗口層的制備方法所述的步驟b中，沉積時，射頻功率為30～200W。

前述的低日照非晶硅薄膜太陽能電池窗口層的制備方法所述的步驟b中，沉積時，沉積時間為1～60min。

前述的低日照非晶硅薄膜太陽能電池窗口層的制備方法所述的步驟b中，沉積時，硅烷、氫氣、甲烷/乙烷、硼烷的濃度分別為10%～50%，10%～80%，5%～30%，1%～15%。

前述的低日照非晶硅薄膜太陽能電池窗口層的制備方法所述的非晶硅薄膜電池窗口層的厚度為5～500nm。

有益效果

與現有技術相比，本發明為了克服太陽能在低日照地區發電效率不高的技術問題，經過了大量實驗研究，研究發現：使用核心結構是PIN結的非晶硅薄膜太陽能電池，并輔以提高I層對低日照太陽光的響應、增強光電流、提高窗口層P層的光學帶隙，能夠有效提高透光率和結電壓，增加非晶硅薄膜太陽能電池輸出電子的能量，進而提高PIN結對低日照太陽能的轉換效率；本發明再對a-Si:H薄膜太陽能電池的研究發現：碳原子可以很好地與界面處的不飽和Si鍵結合，降低界面缺陷態密度，還可以提高薄膜的光學帶隙，增加PIN結的開路電壓，從而提高在低日照條件下的能量輸出。基于上述研究原理，本發明以硅烷、氫氣、甲烷/乙烷、硼烷為原料氣，采用等離子體增強化學的氣相沉積法(PECVD)技術，通過控制原料氣中各氣體的濃度、導電玻璃襯底溫度，射頻功率及沉積時間，沉積得到P型含碳的氫化非晶硅薄膜，即，最終沉積出非晶硅薄膜電池窗口層；該窗口層光學帶隙大，光透過率高，能夠有效提高太陽能發電效率，即，通過該窗口層克服了太陽能在低日照地區發電效率不高的技術問題。

附圖說明

圖1是實施例得到的非晶硅薄膜電池窗口層的組織形貌圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的說明，但并不作為對本發明限制的依據。