一種hit太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種HIT太陽能電池，包括N型單晶硅片、N型單晶硅片正面的本征氫化非晶硅薄膜（i-a-Si:H），在i-a-Si:H薄膜上沉積的P型重摻雜的鑲嵌納米晶硅顆粒的氧化硅薄膜（P–nc-SiOX）；在P–nc-SiOX上鍍有正面透明導電薄膜（TCO），在正面的TCO上印刷的銀金屬柵線正電極；N型單晶硅片背面的本征納米晶硅薄膜（i-nc-Si:H），在背面的i-nc-Si:H沉積的N型重摻雜非晶硅薄膜（N-a-Si:H）；在N-a-Si:H薄膜上鍍有背面TCO薄膜，在背面TCO薄膜上印刷的銀金屬柵線正電極。本實用新型的優(yōu)點是：利用薄的、低壽命的N型硅片降低成本；提高電池的開路電壓；增強了對透過光的吸收。
【專利說明】—種HIT太陽能電池
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種HIT太陽能電池。
【背景技術】
[0002]HIT太陽能電池由于綜合了 N型單晶硅高電子遷移率和非晶硅薄膜的高吸收系數(shù)的優(yōu)點，因此轉化效率較高。由于HIT太陽能電池的溫度劣化系數(shù)小，且雙面發(fā)電。在相同面積條件下，每年的發(fā)電量可以比多晶硅電池高35%左右，因此具有很大的市場潛力。傳統(tǒng)HIT電池采用200微米厚的高壽命N型硅片作為基底，其成本很高，使得HIT電池的性價比較低。傳統(tǒng)HIT電池采用P型非晶硅薄膜作為窗口層，非晶硅薄膜的光學帶隙較窄，透光率低，使得太陽能電池在短波長處的響應較小。中國專利兩面光照的HIT太陽能電池(申請?zhí)朇N200720067732)是一種改進型HIT電池專利，該專利采用了較寬帶隙的a_SiC薄膜作為窗口層來增加光吸收；然而nC-SiOx薄膜相對于a-SiC薄膜具有更高的光學帶隙和好的傳輸特性。由于HIT電池沒有考慮背反射設計，隨著硅片越來越薄的發(fā)展趨勢，透過光的損失對太陽能電池的性能造成較大的影響。然而兩面光照的HIT太陽能電池專利用微晶硅(μ c-si:Η)薄膜取代了背面的非晶硅薄膜，但是由于微晶硅薄膜存在大量的晶界，使得薄膜具有較大的暗電導。
實用新型內容
[0003]本實用新型針對現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種低成本、高效率的HIT太陽能電池結構。
[0004]為了解決上述技術問題，本實用新型涉及的HIT太能能電池的制備技術方案為:一種HIT太陽能電池，包括N型單晶硅片5，Ν型單晶硅片5正面的本征非晶硅薄膜4，在正面的本征非晶硅薄膜4上沉積的P型重摻雜鑲嵌納米晶硅顆粒的氧化硅薄膜3，在P型重摻雜鑲嵌納米晶硅顆粒的氧化硅薄膜3上鍍有正面的透明導電薄膜2，在正面的透明導電薄膜2上印刷的銀金屬柵線正電極I ;Ν型單晶硅片5背面的本征納米晶硅薄膜6，在背面的本征納米晶硅薄膜6上沉積的N型重摻雜納米晶硅薄膜7，在N型重摻雜納米晶硅薄膜7上鍍有的背面的透明導電薄膜8，在背面的透明導電薄膜8上印刷的銀金屬柵線背電極9。
[0005]本實用新型采用的N型單晶硅片5，電阻率為l_5Q/cm，晶向為100、厚度為60-120 μ mD
[0006]本實用新型采用的正面的本征非晶硅薄膜4的厚度為5nm。
[0007]本實用新型采用的正面的P型重摻雜鑲嵌納米晶硅顆粒的氧化硅薄膜3的光學帶隙為 2.0-2.6eV，厚度為 5-20nm。
[0008]本實用新型的背面的本征納米晶硅薄膜6的光學帶隙為1.3-1.6eV，厚度為5_20nmo
[0009]本實用新型的背面的N型重摻雜納米晶硅薄膜7的厚度為5nm。
[0010]本實用新型的N型單晶硅片5的厚度為80nm，N型單晶硅片5的正面的本征非晶硅薄膜4的厚度為5nm ;在N型單晶硅片正面的P型重摻雜鑲嵌納米晶硅顆粒的氧化硅薄膜3的光學帶隙為2.3eV，厚度為5nm ;N型單晶硅片5的背面的本征納米晶硅薄膜6的光學帶隙為1.4eV,厚度為7nm ；N型單晶硅片5背面的N型重摻雜納米晶硅薄膜7的厚度5nm。
[0011]本實用新型的優(yōu)點是:本實用新型采用厚度60-120微米、低少子壽命的N型硅片做為HIT電池的襯底，這僅是傳統(tǒng)HIT電池硅片厚度的1/2，因此可以大幅降低HIT電池的成本，提高其性價比。正面采用寬帶隙的P-nc-SiOx薄膜作為窗口層增加透光率，從而有效提高電池的開路電壓、短路電流；背面的1-nc-S1:H薄膜可以增強對透過光的吸收，彌補硅片變薄對電池性能的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖1是本實用新型的HIT太陽能電池的結構示意圖。
[0013]各個部分如下所示:1、銀金屬柵線正電極；2、正面的透明導電薄膜(TCO) ;3、P型重摻雜鑲嵌納米晶硅顆粒的氧化硅薄膜(P-nc-SiOx) ;4、正面的本征非晶硅薄膜(1-a-S1:H) ;5、N型單晶硅片(N-c-Si) ;6、背面的本征納米晶硅薄膜(1-nc_S1:H) ;7、N型重摻雜納米晶硅薄膜(N-a-S1:H) ;8、背面的透明導電薄膜(TCO) ;9、銀金屬柵線背電極。
【具體實施方式】
[0014]本實用新型的HIT太陽能電池，具體制備工藝過程如下:
[0015](I)、清洗工藝
[0016]單晶硅片采用氫氧化鈉溶液拋光，清洗后的硅片為拋光片，要求表面光亮，無斑點、劃痕、水跡、硅片表面干凈程度要求很寬。
[0017](2)、PECVD 工藝
[0018]平板式PECVD要分別沉積正面的i_a-S1:H薄膜、背面i_nC_S1:H薄膜、重摻雜P-nc-SiOx薄膜、重摻雜N-a-S1:H薄膜、沉積溫度200_400°C。
[0019](3)、磁控濺射工藝
[0020]利用磁控濺射設備分別在HIT電池正反面鍍TCO薄膜；薄膜厚度為80_120nm。
[0021](4)、絲印工藝
[0022]用絲網(wǎng)印刷機印刷窄溫銀漿，制成窄溫電極，無需寬溫燒結；正背電極采用對稱燒制。
[0023]以下所述的是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型所保護的范圍不限于以下優(yōu)選實施方式。應當指出，對于本領域的技術人員來說在此實用新型創(chuàng)造構思的基礎上，做出的若干變形和改進，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0024]實施例1
[0025]采用電阻率為I Ω /cm,晶向為100的N型單晶硅材料為基底5，該單晶硅材料的厚度為60 μ m。先用濕法刻蝕其基底5，使其表面形成金字塔狀的絨面。
[0026](I)、利用PECVD設備在N型單晶硅基底5的正面沉積i_a_S1:H薄膜4，且厚度為5nm。
[0027](2)、然后在1-nc-S1:H薄膜4上沉積光學帶隙為2.3eV的P_nC-SiOx薄膜，厚度為 5nm0[0028](3)、利用磁控濺射設備在P-1ic-SiOx薄膜3上沉積一層鋁摻雜的氧化鋅(ZAO)薄膜2，厚度為80nm。
[0029](4)、在N型單晶硅基底的背面沉積光學帶隙為1.3eV的i_nC_S1:H薄膜6，厚度為8nm0
[0030](5)、在本征納米晶硅薄膜6上沉積N-a-S1:H薄膜7，厚度5nm。
[0031](6)、利用磁控濺射設備在N型重摻雜納米晶硅薄膜7上沉積一層ZAO薄膜8，厚度為 80nm。
[0032](7)、用絲網(wǎng)印刷機印刷低溫銀漿在正反面的ZAO上，通過低溫同時燒結工藝形成電極1，9。
[0033]實施例2
[0034]采用電阻率為I Ω /cm,晶向為100的N型單晶硅材料為基底5，該單晶硅材料的厚度為90 μ m。先用濕法刻蝕其基底5，使其表面形成金字塔狀的絨面。
[0035](I)、利用PECVD設備在N型單晶硅基底5的正面沉積i_a_S1:H薄膜4，且厚度為5nm。
[0036](2)、然后在1-nc-S1:H薄膜4上沉積光學帶隙為2.3eV的P-nc_SiOx薄膜，厚度為 5nm。
[0037](3)、利用磁控濺射設備在P-1ic-SiOx薄膜3上沉積一層鋁摻雜的氧化鋅(ZAO)薄膜2，厚度為80nm。
[0038](4)、在N型單晶硅基底的背面沉積光學帶隙為1.3eV的i_nC_S1:H薄膜6，厚度為8nm0
[0039](5)、在本征納米晶硅薄膜6上沉積N-a-S1:H薄膜7，厚度5nm。
[0040](6)、利用磁控濺射設備在N型重摻雜納米晶硅薄膜7上沉積一層ZAO薄膜8，厚度為 80nm。
[0041](7)、用絲網(wǎng)印刷機印刷低溫銀漿在正反面的ZAO上，通過低溫同時燒結工藝形成電極1，9。
[0042]實施例3
[0043]采用電阻率為I Ω /cm,晶向為100的N型單晶硅材料為基底5，該單晶硅材料的厚度為120 μ m。先用濕法刻蝕其基底5，使其表面形成金字塔狀的絨面。
[0044](I)、利用PECVD設備在N型單晶硅基底5的正面沉積i_a_S1:H薄膜4，且厚度為5nm。
[0045](2)、然后在1-nc-S1:H薄膜4上沉積光學帶隙為2.3eV的P_nc-SiOx薄膜，厚度為 5nm。
[0046](3)、利用磁控濺射設備在P-1ic-SiOx薄膜3上沉積一層鋁摻雜的氧化鋅(ZAO)薄膜2，厚度為80nm。
[0047](4)、在N型單晶硅基底的背面沉積光學帶隙為1.3eV的i_nC_S1:H薄膜6，厚度為8nm0
[0048](5)、在本征納米晶硅薄膜6上沉積N-a-S1:H薄膜7，厚度5nm。
[0049](6)、利用磁控濺射設備在N型重摻雜納米晶硅薄膜7上沉積一層ZAO薄膜8，厚度為 80nm。[0050](7)、用絲網(wǎng)印刷機印刷低溫銀漿在正反面的ZAO上，通過低溫同時燒結工藝形成電極1，9。
[0051]實施例4
[0052]采用電阻率為I Ω /cm,晶向為100的N型單晶硅材料為基底5，該單晶硅材料的厚度為80 μ m。先用濕法刻蝕其基底5，使其表面形成金字塔狀的絨面。
[0053](I)、利用PECVD設備在N型單晶硅基底5的正面沉積i_a_S1:H薄膜4，且厚度為5nm。
[0054](2)、然后在1-nc-S1:H薄膜4上沉積光學帶隙為2.0eV的P-nc_SiOx薄膜，厚度為 5nm。
[0055](3)、利用磁控濺射設備在P-1ic-SiOx薄膜3上沉積一層鋁摻雜的氧化鋅(ZAO)薄膜2，厚度為80nm。
[0056](4)、在N型單晶硅基底的背面沉積光學帶隙為1.3eV的i_nC_S1:H薄膜6，厚度為5nm。
[0057](5)、在本征納米晶硅薄膜6上沉積N-a-S1:H薄膜7，厚度5nm。
[0058](6)、利用磁控濺射設備在N型重摻雜納米晶硅薄膜7上沉積一層ZAO薄膜8，厚度為 80nm。
[0059](7)、用絲網(wǎng)印刷機印刷低溫銀漿在正反面的ZAO上，通過低溫同時燒結工藝形成電極1，9。
[0060]實施例5
[0061]采用電阻率為I Ω /cm,晶向為100的N型單晶硅材料為基底5，該單晶硅材料的厚度為80 μ m。先用濕法刻蝕其基底5，使其表面形成金字塔狀的絨面。
[0062](I)、利用PECVD設備在N型單晶硅基底5的正面沉積i_a_S1:H薄膜4，且厚度為5nm。
[0063](2)、然后在1-nc-S1:H薄膜4上沉積光學帶隙為2.4eV的P-nc_SiOx薄膜，厚度為 10nm。
[0064](3)、利用磁控濺射設備在P-1ic-SiOx薄膜3上沉積一層鋁摻雜的氧化鋅(ZAO)薄膜2，厚度為80nm。
[0065](4)、在N型單晶硅基底的背面沉積光學帶隙為1.3eV的i_nC_S1:H薄膜6，厚度為5nm。
[0066](5)、在本征納米晶硅薄膜6上沉積N-a-S1:H薄膜7，厚度5nm。
[0067](6)、利用磁控濺射設備在N型重摻雜納米晶硅薄膜7上沉積一層ZAO薄膜8，厚度為 80nm。
[0068](7)、用絲網(wǎng)印刷機印刷低溫銀漿在正反面的ZAO上，通過低溫同時燒結工藝形成電極1，9。
[0069]實施例6
[0070]采用電阻率為I Ω /cm,晶向為100的N型單晶硅材料為基底5，該單晶硅材料的厚度為80 μ m。先用濕法刻蝕其基底5，使其表面形成金字塔狀的絨面。
[0071](I)、利用PECVD設備在N型單晶硅基底5的正面沉積i_a_S1:H薄膜4，且厚度為5nm。[0072](2)、然后在1-nc-S1:H薄膜4上沉積光學帶隙為2.6eV的P-nc_SiOx薄膜，厚度為 20nm。
[0073](3)、利用磁控濺射設備在P-1ic-SiOx薄膜3上沉積一層鋁摻雜的氧化鋅(ZAO)薄膜2，厚度為80nm。
[0074](4)、在N型單晶硅基底的背面沉積光學帶隙為1.3eV的i_nC_S1:H薄膜6，厚度為5nm。
[0075](5)、在本征納米晶硅薄膜6上沉積N-a-S1:H薄膜7，厚度5nm。
[0076](6)、利用磁控濺射設備在N型重摻雜納米晶硅薄膜7上沉積一層ZAO薄膜8，厚度為 80nm。
[0077](7)、用絲網(wǎng)印刷機印刷低溫銀漿在正反面的ZAO上，通過低溫同時燒結工藝形成電極1，9。
[0078]實施例7
[0079]采用電阻率為I Ω /cm,晶向為100的N型單晶硅材料為基底5，該單晶硅材料的厚度為80 μ m。先用濕法刻蝕其基底5，使其表面形成金字塔狀的絨面。
[0080](I)、利用PECVD設備在N型單晶硅基底5的正面沉積i_a_S1:H薄膜4，且厚度為5nm。
[0081](2)、然后在1-nc-S1:H薄膜4上沉積光學帶隙為2.3eV的P-nc_SiOx薄膜，厚度為 5nm。
[0082](3)、利用磁控濺射設備在P-1ic-SiOx薄膜3上沉積一層鋁摻雜的氧化鋅(ZAO)薄膜2，厚度為80nm。
[0083](4)、在N型單晶硅基底的背面沉積光學帶隙為1.3eV的i_nC_S1:H薄膜6，厚度為15nm。
[0084](5)、在本征納米晶硅薄膜6上沉積N-a-S1:H薄膜7，厚度5nm。
[0085](6)、利用磁控濺射設備在N型重摻雜納米晶硅薄膜7上沉積一層ZAO薄膜8，厚度為 80nm。
[0086](7)、用絲網(wǎng)印刷機印刷低溫銀漿在正反面的ZAO上，通過低溫同時燒結工藝形成電極1，9。
[0087]實施例8
[0088]采用電阻率為I Ω /cm,晶向為100的N型單晶硅材料為基底5，該單晶硅材料的厚度為80 μ m。先用濕法刻蝕其基底5，使其表面形成金字塔狀的絨面。
[0089](I)、利用PECVD設備在N型單晶硅基底5的正面沉積i_a_S1:H薄膜4，且厚度為5nm。
[0090](2)、然后在1-nc-S1:H薄膜4上沉積光學帶隙為2.3eV的P_nc-SiOx薄膜，厚度為 5nm。
[0091](3)、利用磁控濺射設備在P-1ic-SiOx薄膜3上沉積一層鋁摻雜的氧化鋅(ZAO)薄膜2，厚度為80nm。
[0092](4)、在N型單晶硅基底的背面沉積光學帶隙為1.4eV的i_nC_S1:H薄膜6，厚度為IOnm0
[0093](5)、在本征納米晶硅薄膜6上沉積N-a-S1:H薄膜7，厚度5nm。[0094](6)、利用磁控濺射設備在N型重摻雜納米晶硅薄膜7上沉積一層ZAO薄膜8，厚度為 80nm。
[0095](7)、用絲網(wǎng)印刷機印刷低溫銀漿在正反面的ZAO上，通過低溫同時燒結工藝形成電極1，9。
[0096]實施例9
[0097]采用電阻率為I Ω /cm,晶向為100的N型單晶硅材料為基底5，該單晶硅材料的厚度為80 μ m。先用濕法刻蝕其基底5，使其表面形成金字塔狀的絨面。
[0098](I)、利用PECVD設備在N型單晶硅基底5的正面沉積i_a_S1:H薄膜4，且厚度為5nm。
[0099](2)、然后在1-nc-S1:H薄膜4上沉積光學帶隙為2.3eV的P_nc-SiOx薄膜，厚度為 5nm。
[0100](3)、利用磁控濺射設備在P-1ic-SiOx薄膜3上沉積一層鋁摻雜的氧化鋅(ZAO)薄膜2，厚度為80nm。
[0101](4)、在N型單晶硅基底的背面沉積光學帶隙為1.6eV的1-nc-S1: H薄膜6，厚度為20nmo
[0102](5)、在本征納米晶硅薄膜6上沉積N-a-S1:H薄膜7，厚度5nm。
[0103](6)、利用磁控濺射設備在N型重摻雜納米晶硅薄膜7上沉積一層ZAO薄膜8，厚度為 80nm。
[0104](7)、用絲網(wǎng)印刷機印刷低溫銀漿在正反面的ZAO上，通過低溫同時燒結工藝形成電極1，9。
【權利要求】
1.一種HIT太陽能電池，其特征在于，包括N型單晶硅片(5)，N型單晶硅片(5)正面的本征非晶硅薄膜(4)，在正面的本征非晶硅薄膜(4)上沉積的P型重摻雜鑲嵌納米晶硅顆粒的氧化硅薄膜(3)，在P型重摻雜鑲嵌納米晶硅顆粒的氧化硅薄膜(3)上鍍有正面的透明導電薄膜(2)，在正面的透明導電薄膜(2)上印刷的銀金屬柵線正電極(I) ;N型單晶硅片(5)背面的本征納米晶硅薄膜(6)，在背面的本征納米晶硅薄膜(6)上沉積的N型重摻雜納米晶硅薄膜(7)，在N型重摻雜納米晶硅薄膜(7)上鍍有的背面的透明導電薄膜(8)，在背面的透明導電薄膜(8)上印刷的銀金屬柵線背電極(9)。
2.根據(jù)權利要求1所述的HIT太陽能電池，其特征在于，N型單晶硅片(5)的厚度為60_120nm。
3.根據(jù)權利要求1所述的HIT太陽能電池，其特征在于，N型單晶硅片(5)的正面的本征非晶硅薄膜(4)的厚度為5nm。
4.根據(jù)權利要求1所述的HIT太陽能電池，其特征在于，在N型單晶硅片(5)正面的P型重摻雜鑲嵌納米晶硅顆粒的氧化硅薄膜(3)的光學帶隙為2.0-2.6eV，厚度為5_20nm。
5.根據(jù)權利要求1所述的HIT太陽能電池，其特征在于，N型單晶硅片(5)的背面的本征納米晶硅薄膜(6)的光學帶隙為1.3-1.6eV，厚度為5_20nm。
6.根據(jù)權利要求1所述的HIT太陽能電池，其特征在于，N型單晶硅片(5)背面的N型重摻雜納米晶硅薄膜(7)的厚度5nm。
7.根據(jù)權利要求1所述的HIT太陽能電池，其特征在于，N型單晶硅片(5)的厚度為80nm, N型單晶硅片(5)的正面的本征非晶硅薄膜(4)的厚度為5nm ;在N型單晶硅片正面的P型重摻雜鑲嵌納米晶硅顆粒的氧化硅薄膜(3)的光學帶隙為2.3eV，厚度為5nm ;N型單晶硅片(5)的背面的本征納米晶硅薄膜(6)的光學帶隙為1.4eV，厚度為7nm ；N型單晶硅片(5)背面的N型重摻雜納米晶硅薄膜(7)的厚度5nm。
【文檔編號】H01L31/0747GK203503678SQ201320441328
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權日:2012年7月23日
【發(fā)明者】盧海江 申請人:東莞市長安東陽光鋁業(yè)研發(fā)有限公司