一種非晶硅/微晶硅疊層太陽電池，由玻璃襯底、透明導電膜、P1-I1-N1非晶硅電池、P2-I2-N2微晶硅電池、非晶硅/微晶硅過渡區靠近非晶硅區的n型層、ZnO層、Al層、EVA層和背板玻璃組成并依次組成疊層結構，其中以P1-I1-N1非晶硅電池作為頂電池，以P2-I2-N2微晶硅電池作為底電池，以ZnO和Al作為復合背電極。本發明專利技術的優點：存放在大氣中的非晶硅頂電池在制備微晶硅底電池前，用H或Ar等離子體處理頂電池n層，可消除n層表面同大氣中的氧氣反應生成SiOx層；該制備工藝簡單、易于控制、產品優良率高、電池轉換效率高，可方便移植到現有的硅基薄膜電池生產線上，產品升級換代成本低，有利于推廣。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及硅基薄膜太陽電池制備技術，具體而言是。
技術介紹
太陽能是用之不竭的可再生能源，對環境保護具有十分重要的意義，太陽能的有效利用已經成為人類的共識。太陽能的利用，尤其是光伏發電技術，是最有希望的可再生能源技術。太陽能電池發電具有安全可靠、無污染、無需消耗燃料、可再生、無機械轉動部件等獨特優點，尤其是可與建筑物相結合，構成光伏屋頂發電系統，已經成為可再生能源中最重要的組成部分，也是近年來發展最快，最具活力、最受矚目的研究領域，國際上許多國家都把太陽能光伏發電的商業化開發和利用作為重要的發展方向。硅基薄膜太陽電池除了具有節省原材料、耗能低、成本低、易于大面積生產的優勢外，還有著原材料豐富、無污染等優點。非晶硅太陽電池由于具有光致衰退效應，因而限制了其應用。微晶硅太陽電池的材料有序性得到提高，衰退很小，并且和非晶硅結合可以有效的擴展光譜響應范圍，提高電池光電轉換效率，降低電池成本?，F有非晶硅薄膜太陽電池已實現產業化，考慮到進一步提高硅基薄膜電池效率和降低成本，非晶硅/微晶硅疊層太陽電池的研究具有很重要的意義。但是，對于現有的大部分非晶硅太陽電池生產線技術升級到非晶硅/微晶硅疊層太陽電池，有著很大的困難， 例如，部分設備無法制備微晶硅，需要生產線升級換代，投入大筆資金，不利于產品降低成本等問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對上述存在問題，提供，該方法可大幅降低投資、提高電池轉換效率、降低太陽電池成本。本專利技術的技術方案一種非晶硅/微晶硅疊層太陽電池，由玻璃襯底、透明導電膜TC0、P型非晶硅窗口層 P1、非晶硅本征層Ipn型非晶硅層N1、高電導率和高晶化率的η型微晶硅層N1+、ρ型微晶硅層P2、微晶硅本征層I2、非晶硅/微晶硅過渡區靠近非晶硅區的η型層N2、ZnO層、金屬Al 層、EVA層和背板玻璃層組成并依次組成疊層結構，其中以P1-I1-N1非晶硅電池作為疊層電池的頂電池，以P2-I2-N2微晶硅電池作為疊層電池的底電池，以ZnO和Al作為復合背電極?！N所述非晶硅/微晶硅疊層太陽電池的制備方法，步驟如下1)對玻璃襯底上的透明導電膜TCO進行磨邊、去離子水清洗、烘干后，用波長IOMnm激光刻劃TC0，清洗激光刻劃后的TCO ；2)采用PECVD法制備P1-I1-N1非晶硅電池；3)破真空取出非晶硅頂電池，采用PECVD法用H或Ar等離子體處理非晶硅電池N1層； 4)采用PECVD法制備高晶化率和高電導率的N1+層；5)采用PECVD法制備P2-I2-N2微晶硅底電池，在非晶硅/微晶硅過渡區靠近非晶硅區制備N2層；6)用波長532nm激光刻劃硅薄膜，隔離出39個子電池；7)用PVD法濺射ZnO和Al復合背電極；8)用波長532nm激光刻劃ZnO和Al復合背電極并隔離子電池背電極；9)制作電池絕緣邊并焊接引線，層壓封裝電池即可。所述采用PECVD法制備非晶硅N1層和對破真空的非晶硅頂電池N1層用H或Ar等離子處理的工藝參數為輝光激發頻率13. 56 IOOMHz、反應氣體壓強0. Γ Ο Torr、輝光功率密度l(Tl000mW/cm2、處理樣品溫度10(T30(TC、H或Ar等離子處理時間l(Tl000S。所述采用PECVD法制備高晶化率和高電導率的N1+層的工藝參數為輝光激發頻率13. 56 IOOMHz、反應氣體壓強0. Γ Ο Torr、輝光功率密度l(Tl000mW/ cm2、處理樣品溫度10(T30(TC、氫稀釋硅烷濃度SC < 5%、含磷氣體與硅烷比PH3/SiH4 < 4%、N1+層厚度為 5 30nmo所述采用PECVD法制備非晶硅/微晶硅過渡區靠近非晶硅區的N2層的工藝參數為輝光激發頻率13. 56 100MHz、反應氣體壓強0. Γ10 Torr、輝光功率密度l(Tl000mW/ cm2、處理樣品溫度10(T30(TC、氫稀釋硅烷濃度SC < 8%、含磷氣體與硅烷比PH3/SiH4 < 4%、 N2層厚度為2(T40nm。本專利技術有益效果是存放在大氣當中的非晶硅頂電池在制備微晶硅底電池前，用H或Ar等離子體處理頂電池η層，消除η層表面同大氣中的氧氣反應生成SiOx層，然后制備高晶化率和高電導率的η 層，可以和P型微晶硅層形成良好的歐姆接觸；制備微晶硅底電池的η層采用非晶硅/微晶硅過渡區靠近非晶硅的η型材料，可以顯著提高材料的電導率，增強電池的內建電場，減小電池串聯電阻，提高電池的開路電壓，從而提高非晶硅/微晶硅疊層太陽電池的轉換效率。 整個工藝制備過程簡單、易于控制、產品優良率高、電池轉換效率高；僅增加沉積微晶硅電池的設備和工藝步驟，就可移植到現有的硅基薄膜電池生產線上，以最低的成本把現有非晶硅電池升級為新一代非晶硅/微晶硅疊層太陽電池。附圖說明圖1為該非晶硅/微晶硅疊層太陽電池的結構示意圖。圖中1.玻璃襯底 2.透明導電膜TCO 3. ρ型非晶硅窗口層卩工4.非晶硅本征層I15. η型非晶硅層N16.高晶化率和高電導率的η型微晶硅層N1+7.ρ型微晶硅層P28.微晶硅本征層I29.非晶硅/微晶硅過渡區靠近非晶硅區的η型層N210.ZnO層 11.金屬Al層 12. EVA層 13.背板玻璃層。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術技術方案作進一步說明。一種非晶硅/微晶硅疊層太陽電池，結構如附圖1所示，由玻璃襯底1、透明導電膜4TCO 2、P型非晶硅窗口層P1 3、非晶硅本征層I1 4、η型非晶硅層N1 5、高電導率和高晶化率的η型微晶硅層N1+ 6、ρ型微晶硅層P2 7、微晶硅本征層I2 8、非晶硅/微晶硅過渡區靠近非晶硅區的η型層N2 9,ZnO層10、金屬Al層11、EVA層12和背板玻璃層13組成并依次組成疊層結構，其中以P1-I1-N1非晶硅電池作為疊層電池的頂電池，以P2-I2-N2微晶硅電池作為疊層電池的底電池，以ZnO和Al作為復合背電極。所述非晶硅/微晶硅疊層太陽電池的制備步驟如下1)對玻璃襯底上的透明導電膜TCO進行磨邊、去離子水清洗、烘干后，用波長IOMnm激光刻劃TC0，清洗激光刻劃后的TCO ；2)采用PECVD法制備P1-I1-N1非晶硅電池；3)破真空取出非晶硅頂電池，采用PECVD法用H或Ar等離子體處理非晶硅頂電池N1層；4)采用PECVD法制備高晶化率和高電導率的N1+層；5)采用PECVD法制備P2-I2-N2微晶硅底電池，在非晶硅/微晶硅過渡區靠近非晶硅區制備N2層；6)用波長532nm激光刻劃硅薄膜，隔離出39個子電池；7)用PVD法濺射ZnO和Al復合背電極；8)用波長532nm激光刻劃ZnO和Al復合背電極隔離子電池背電極；9)制作電池絕緣邊并焊接引線，層壓封裝電池即可。在該實施例中，對非晶硅頂電池N1層用H或Ar等離子處理，輝光激發頻率 40. 68MHz，反應氣體壓強1. 6 Torr,輝光功率密度85mW/ cm2,處理樣品溫度180°C，處理時間120S。高晶化率和高電導率的微晶硅N1+層的制備是輝光激發頻率40. 68MHz,反應氣體壓強1. 6 Torr，輝光功率密度90mW/cm2，處理樣品溫度180°C，氫稀釋硅烷濃度SC=O. 8%，含磷氣體與硅烷比PH3/SiH4=l. 2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
１． 一種非晶硅／微晶硅疊層太陽電池，其特征在于：由玻璃襯底、透明導電膜ＴＣＯ、ｐ型非晶硅窗口層Ｐ１、非晶硅本征層Ｉ１、ｎ型非晶硅層Ｎ１、高電導率和高晶化率的ｎ型微晶硅層Ｎ１＋、ｐ型微晶硅層Ｐ２、微晶硅本征層Ｉ２、非晶硅／微晶硅過渡區靠近非晶硅區的ｎ型層Ｎ２、ＺｎＯ層、金屬Ａｌ層、ＥＶＡ層和背板玻璃層組成并依次組成疊層結構，其中以Ｐ１－Ｉ１－Ｎ１非晶硅電池作為疊層電池的頂電池，以Ｐ２－Ｉ２－Ｎ２微晶硅電池作為疊層電池的底電池，以ＺｎＯ和Ａｌ作為復合背電極。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：任慧志，趙穎，張曉丹，葛洪，王宗畔，
申請(專利權)人：南開大學，
類型：發明
國別省市：12
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