[發(fā)明專利]硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010718701.4
• 申請(qǐng)日: 2020-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112002778B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐琛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 隆基綠能科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0747
• 分類號(hào): H01L31/0747;H01L31/0216;H01L31/0376;H01L31/20
• 代理公司: 北京知迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11628
• 代理人: 王勝利

本發(fā)明公開(kāi)一種硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池以及硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的制作方法，涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，以利用本征非晶硅鍺層抑制硅基底界面的外延生長(zhǎng)，以利用本征非晶硅層提升硅基底界面的鈍化效果。該硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，包括：N型硅基底；形成在N型硅基底的一面上的本征非晶硅鍺層；形成在本征非晶硅鍺層上的第一本征非晶硅層；以及形成在第一本征非晶硅層上的P型摻雜非晶硅層。本發(fā)明提供的硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的制作方法用于制作上述硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池及其制作方法。

背景技術(shù)

硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池為在P型非晶硅層和N型非晶硅層與晶硅基底之間增加一層本征氫化非晶硅層的太陽(yáng)能電池，該本征非晶硅層用于對(duì)摻雜硅基底進(jìn)行鈍化。然而，在晶硅基底上沉積的本征非晶硅層，容易出現(xiàn)外延生長(zhǎng)，影響鈍化效果，造成開(kāi)路電壓較低，進(jìn)而導(dǎo)致硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池效率低下。且由于形成在硅基底朝向P型非晶硅層一側(cè)的外延層處于內(nèi)建電場(chǎng)之內(nèi)，故該外延層對(duì)硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的影響較大。

目前，抑制本征非晶硅層外延生長(zhǎng)的主要方法是：在晶硅基底位于P型非晶硅層一側(cè)的界面先沉積一層超薄的本征氧化硅層，隨后再沉積一層本征非晶硅層。利用本征氧化硅層中的氧摻雜抑制本征非晶硅薄膜的外延生長(zhǎng)，減少界面的缺陷數(shù)量，以實(shí)現(xiàn)較好的鈍化效果。

但隨著本征氧化硅層的加入，會(huì)造成晶硅基底與P型非晶硅層之間的價(jià)帶的失配。價(jià)帶的失配會(huì)對(duì)空穴造成較大的勢(shì)壘，進(jìn)而影響空穴的輸運(yùn)，導(dǎo)致硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池具有較大的串阻和較低的填充因子，影響硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池效率的提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池以及硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的制作方法，以利用本征非晶硅鍺層抑制硅基底界面的外延生長(zhǎng)，以利用本征非晶硅層提升硅基底界面的鈍化效果。

第一方面，本發(fā)明提供一種硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，包括：

N型硅基底；

形成在N型硅基底的一面上的本征非晶硅鍺層；

形成在本征非晶硅鍺層上的第一本征非晶硅層；

以及形成在第一本征非晶硅層上的P型摻雜非晶硅層。

在采用上述技術(shù)方案的情況下，在N型硅基底朝向P型摻雜非晶硅層一側(cè)的界面形成一層本征非晶硅鍺層。該本征非晶硅鍺層中的鍺元素可以明顯抑制硅基底的外延生長(zhǎng)，從而提升開(kāi)路電壓，進(jìn)而提高硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的性能。同時(shí)本征非晶硅鍺層具有較低的帶隙寬度，可以降低晶硅基底朝向P型摻雜非晶硅層一側(cè)界面的價(jià)帶補(bǔ)償，從而增加空穴輸運(yùn)，提升硅異質(zhì)結(jié)電池的填充因子。之后，在本征非晶硅鍺層上形成第一本征非晶硅層，利用該第一本征非晶硅層對(duì)硅基底界面的懸掛鍵繼續(xù)進(jìn)行鈍化，可以彌補(bǔ)單純用本征非晶硅鍺層本身缺陷態(tài)密度較大的缺陷，從而提高了硅基底界面的鈍化效果，以使該硅基底界面的鈍化效果滿足需求。基于此，本方案在N型硅基底朝向P型摻雜非晶硅層一側(cè)的界面依次沉積本征非晶硅鍺層和本征非晶硅層，可以有效抑制N型硅基底朝向P型摻雜非晶硅層的一側(cè)界面的外延生長(zhǎng)，和降低N型硅基底朝向P型摻雜非晶硅層的一側(cè)界面的價(jià)帶補(bǔ)償。同時(shí)不影響對(duì)N型硅基底朝向P型摻雜非晶硅層的一側(cè)界面處的鈍化效果，可以明顯提升電池效率。

在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，本征非晶硅鍺層中鍺元素的原子個(gè)數(shù)百分比為0.5％-50％，本征非晶硅鍺層中的氫元素的原子個(gè)數(shù)百分比為5％-26％。

在采用上述技術(shù)方案的情況下，該本征非晶硅鍺層中的鍺元素用于抑制硅基底界面的外延生長(zhǎng)。當(dāng)在硅基底的界面上形成該本征非晶硅鍺層時(shí)，可以通過(guò)設(shè)置本征非晶硅鍺層中鍺元素的原子個(gè)數(shù)百分比，來(lái)使硅基底界面外延生長(zhǎng)，此時(shí)，本征非晶硅鍺層中鍺元素的原子個(gè)數(shù)百分比為0.5％-50％。本征非晶硅鍺層中的氫元素用于鈍硅基底界面的懸掛鍵進(jìn)行鈍化，此時(shí)，可以設(shè)置該本征非晶硅鍺層中的氫元素的原子個(gè)數(shù)百分比為5％-26％。