[發明專利]一種GaAs雙面雙結薄膜太陽能電池結構及制備方法

在審

• 申請號: 202111334929.4
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN114068751A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 王智勇;黃瑞;蘭天
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01L31/078
• 分類號: H01L31/078;H01L31/046;H01L31/0336;H01L31/20
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 林聰源

本發明公開了一種GaAs雙面雙結薄膜太陽能電池結構及制備方法，包括：p型基底層；p型基底層的一側依次形成有隧道結層、n型非晶硅層、第一i型非晶硅鈍化層、p⁺型非晶硅層、SiON鈍化層、第一透明導電薄膜和p型電極；p型基底層的另一側依次形成有第二i型非晶硅鈍化層、n型非晶硅功能層、n⁺型非晶硅歐姆接觸層、第二透明導電薄膜和n型電極。本發明的太陽能電池結構通過在單晶GaAs薄膜上制備非晶硅實現，其可以大大降低GaAs太陽能電池的制備成本，提高Si太陽能電池的轉換效率。

技術領域

本發明涉及太陽能光伏發電技術領域，具體涉及一種GaAs雙面雙結薄膜太陽能電池結構及制備方法。

背景技術

日益增長的能源消費量給世界各國帶來了巨大的挑戰，雖然發展太陽能不是解決能源短缺的唯一辦法，但作為可再生能源的太陽能不僅可以解決能源短缺，同時還可以給各國經濟帶來新的增長點。

太陽能電池主要分為晶體硅太陽能電池和GaAs太陽能電池。晶體硅太陽能電池目前占據絕大部分的市場份額，而GaAs太陽能電池是新能源、新材料的典型代表之一。雖然GaAs太陽能電池已實現最高光電轉換效率達46％，但是GaAs技術難度和成本也都更大，難以滿足大規模的生產需求。尤其是多結GaAs電池，三結GaAs太陽能電池有三個PN結，一般需要生長近30層外延層，外延結構的設計、每一層制備質量都直接影響整個GaAs太陽能電池的性能。從具體的應用角度來看，由于GaAs太陽能電池制備成本較高，因此目前主要還是應用在宇宙空間探測利用等方面，在地面使用較少。

基于以上問題，有必要提出一種既能夠解決Si太陽能電池轉換效率低的問題，又能夠解決GaAs太陽能電池制備工藝復雜、制備成本高的太陽能電池的結構。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種GaAs雙面雙結薄膜太陽能電池結構及制備方法，該太陽能電池結構通過在單晶GaAs薄膜上制備非晶硅實現，其可以大大降低GaAs太陽能電池的制備成本，提高Si太陽能電池的轉換效率。

本發明公開了一種GaAs雙面雙結薄膜太陽能電池結構，包括：p型基底層；

所述p型基底層的一側依次形成有隧道結層、n型非晶硅層、第一i型非晶硅鈍化層、p⁺型非晶硅層、SiON鈍化層、第一透明導電薄膜和p型電極；

所述p型基底層的另一側依次形成有第二i型非晶硅鈍化層、n型非晶硅功能層、n⁺型非晶硅歐姆接觸層、第二透明導電薄膜和n型電極。

作為本發明的進一步改進，所述p型基底層為p型GaAs層或p型In_xGa_1-xAs層，0x1。

作為本發明的進一步改進，所述隧道結層由n型非晶硅和p型非晶硅組成，總厚度為5～20nm，摻雜濃度為5×10¹⁸/cm³～1×10²¹/cm³；

所述n型非晶硅層的厚度為5～50nm，摻雜濃度為1×10¹⁸/cm³～1×10²⁰/cm³；

所述第一i型非晶硅鈍化層的厚度為5～20nm；

所述p⁺型非晶硅層的厚度為5～20nm，摻雜濃度為5×10¹⁸/cm³～1×10²¹/cm³；

所述n型非晶硅功能層的厚度為5～20nm，摻雜濃度為5×10¹⁸/cm³～1×10²¹/cm³；