一種光伏電池的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏電池領(lǐng)域，具體是一種光伏電池的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，世界各國對能源的需求口益增長，而且傳統(tǒng)能源口漸枯竭，因此在當(dāng)今世界，能源短缺己經(jīng)成為世界各國必須面對的共同問題。為了解決能源危機(jī)，世界各國一直持續(xù)研發(fā)各種可行的替代能源，其中以光伏電池最受矚目。光伏電池能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)換為電能，具有取之不盡、用之不竭、無污染、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]隨著光伏電池的發(fā)展，如今光伏電池有多種類型，典型的有單晶光伏電池、多晶光伏電池、非晶光伏電池、化合物光伏電池、染料敏化光伏電池等。目前市場上主流的光伏電池為硅光伏電池，按材料區(qū)分包括單結(jié)晶硅、多結(jié)晶硅、非結(jié)晶硅。目前最成熟的工業(yè)生產(chǎn)制造技術(shù)和最大的市場占有率以單晶娃和非晶娃為主的光伏電池，因?yàn)槠鋯尉首钌?、非晶價格最便宜，且無需封裝，生產(chǎn)也最快。為了降低成本，現(xiàn)今主要以積極發(fā)展非晶硅薄膜光伏電池為主，但其效率上于實(shí)際應(yīng)用中仍然過低。
[0004]近來，提出了一種在導(dǎo)帶與價帶之間引進(jìn)額外的能帶的中間能帶結(jié)構(gòu)。理論上，如果摻雜濃度高到某種程度，即摻雜原子之間的距離接近到某種程度，摻雜原子就不能再被視為是相互獨(dú)立的。摻雜原子的能階互相禍合，就會在導(dǎo)帶與價帶之間引進(jìn)中間能帶。中間能帶的引入，可以讓原本能量小于能隙的不被吸收的光子，有機(jī)會被吸收，因而增加光電流。另一方面，為了保持輸出電壓，一般須要采用P-1-N結(jié)構(gòu)，讓中間能帶位于純質(zhì)區(qū)域。然而，過去并無在P層結(jié)構(gòu)中制作具有超晶格的硅薄膜光伏電池。
[0005]因此，有必要提出一種具有超晶格的硅薄膜光伏電池，利用超晶格結(jié)構(gòu)來提高其光波長的吸收范圍，并增加光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種光伏電池的制造方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的冋題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種光伏電池的制造方法，具體步驟如下:(I)在硅基板上形成第一透明導(dǎo)電層，在第一透明導(dǎo)電層上通過淀積工藝沉積非晶硅，以形成第一非晶硅薄膜層；(2)對第一非晶硅薄膜層進(jìn)行光刻后刻蝕，在第一非晶硅薄膜層上刻蝕出凹槽，在凹槽中沉積非晶碳，使得非晶碳完全充滿凹槽，對填充有非晶碳的非晶硅進(jìn)行平坦化，使非晶硅與非晶碳的上表面平坦化，從而分別形成第一非晶硅薄膜層、非晶硅材料層、非晶碳材料層和第一非晶碳薄膜層的結(jié)構(gòu)；(3)將非晶硅材料層與非晶碳材料層在水平方向上相互間隔從而形成超晶格P型半導(dǎo)體層；(4)在第一非晶碳薄膜層上通過電鍍法依次形成本征非晶硅半導(dǎo)體層、N型非晶硅半導(dǎo)體層和第二非晶碳薄膜層；(5)對第二非晶碳薄膜層上進(jìn)行光刻后刻蝕，在第二非晶硅薄膜層上刻蝕出凹槽，在凹槽中沉積第二透明導(dǎo)電層；(6)最后在第二透明導(dǎo)電層上形成電極。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述第一透明導(dǎo)電層通過蒸鍍法、電鍍法或淀積工藝形成在娃基板上。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述第一透明導(dǎo)電層和第二透明導(dǎo)電層的材料為銦錫氧化物、氧化鋅、二氧化錫或氧化銦鋅。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述電極的材料為銦錫氧化物、氧化鋅、氧化銦鋅、鎳、
鈦或銷。
[0011]作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案:第一透明導(dǎo)電層的厚度為300?450nm ;非晶硅薄膜層的厚度為100?150nm ;非晶娃材料層和非晶碳材料層的厚度均為80?10nm ;第一非晶碳薄膜層的厚度為120?125nm ;本征非晶娃半導(dǎo)體層的厚度為600?800nm ；N型非晶娃半導(dǎo)體層的厚度為600?800nm ;第二非晶碳薄膜層的厚度為125?135nm ;第二透明導(dǎo)電層的厚度為350?450nm ；電極的厚度為200?300nmo
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出的光伏電池制造方法能夠增加光能帶，并擴(kuò)展對太陽光譜波長范圍的吸收與降低P型半導(dǎo)體層電阻，從而增加光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明提出的光伏電池的制造方法的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015]請參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例中，一種光伏電池的制造方法，具體步驟如下:
(I)在硅基板10上形成第一透明導(dǎo)電層I，第一透明導(dǎo)電層I通過電鍍法形成在硅基板10上，第一透明導(dǎo)電層I用于取出電能與提升光電轉(zhuǎn)換效率，第一透明導(dǎo)電層I的材料為銦錫氧化物或氧化鋅，第一透明導(dǎo)電層I的厚度為350nm ;
在第一透明導(dǎo)電層I上通過淀積工藝沉積非晶硅，以形成非晶硅薄膜層2，非晶硅薄膜層2的厚度為120nmo
[0016](2)對非晶硅薄膜層2進(jìn)行光刻后刻蝕，在非晶硅薄膜層2上刻蝕出凹槽，在凹槽中沉積非晶碳，使得非晶碳完全充滿凹槽，對填充有非晶碳的非晶硅進(jìn)行平坦化，使非晶硅與非晶碳的上表面平坦化，從而分別形成非晶硅薄膜層2、非晶硅材料層、非晶碳材料層和第一非晶碳薄膜層5 ;其中，非晶硅材料層和非晶碳材料層的厚度均為lOOnm，第一非晶碳薄膜層的厚度為120nm。
[0017](3)將非晶硅材料層與非晶碳材料層在水平方向上相互間隔從而形成超晶格P型半導(dǎo)體層(3和4)，非晶硅材料層與非晶碳材料層的寬度相等，厚度相同，超晶格P型半導(dǎo)體層(3和4)用于提高光伏電池的電特性與產(chǎn)生空穴。
[0018](4)在第一非晶碳薄膜層5上通過電鍍法依次形成本征非晶硅半導(dǎo)體層6、N型非晶硅半導(dǎo)體層7和第二非晶碳薄膜層8，本征非晶硅半導(dǎo)體層6的厚度為700nm用于提高光伏電池的電特性，N型非晶硅半導(dǎo)體層7的厚度為650nm用于產(chǎn)生電子，第二非晶碳薄膜層8的厚度為125nm用于提高光伏電池的電特性和產(chǎn)生電子。
[0019](5)對第二非晶碳薄膜層8上進(jìn)行光刻后刻蝕，在第二非晶硅薄膜層8上刻蝕出凹槽，在凹槽中沉積第二透明導(dǎo)電層9 ;第二透明導(dǎo)電層9的厚度為400nm，第二透明導(dǎo)電層9用于取出電能與提升光電轉(zhuǎn)換效率，第二透明導(dǎo)電層9的材料為銦錫氧化物，第二透明導(dǎo)電層的厚度為400nm。
[0020](6)最后在第二透明導(dǎo)電層9上形成電極11，電極11用于取出電能，電極11的材料為銦錫氧化物、氧化銦鋅或鋁，電極11的厚度為250nm。
[0021]本發(fā)明光伏電池的制造方法制造的光伏電池能進(jìn)一步提升光電轉(zhuǎn)換效率。
[0022]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光伏電池的制造方法，其特征在于，具體步驟如下:(I)在硅基板上形成第一透明導(dǎo)電層，在第一透明導(dǎo)電層上通過淀積工藝沉積非晶硅，以形成第一非晶硅薄膜層；(2)對第一非晶硅薄膜層進(jìn)行光刻后刻蝕，在第一非晶硅薄膜層上刻蝕出凹槽，在凹槽中沉積非晶碳，使得非晶碳完全充滿凹槽，對填充有非晶碳的非晶硅進(jìn)行平坦化，使非晶硅與非晶碳的上表面平坦化，從而分別形成第一非晶硅薄膜層、非晶硅材料層、非晶碳材料層和第一非晶碳薄膜層的結(jié)構(gòu)；(3)將非晶硅材料層與非晶碳材料層在水平方向上相互間隔從而形成超晶格P型半導(dǎo)體層；(4)在第一非晶碳薄膜層上通過電鍍法依次形成本征非晶硅半導(dǎo)體層、N型非晶硅半導(dǎo)體層和第二非晶碳薄膜層；(5)對第二非晶碳薄膜層上進(jìn)行光刻后刻蝕，在第二非晶硅薄膜層上刻蝕出凹槽，在凹槽中沉積第二透明導(dǎo)電層；(6)最后在第二透明導(dǎo)電層上形成電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電池的制造方法，其特征在于，所述第一透明導(dǎo)電層通過蒸鍍法、電鍍法或淀積工藝形成在硅基板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光伏電池的制造方法，其特征在于，所述第一透明導(dǎo)電層和第二透明導(dǎo)電層的材料為銦錫氧化物、氧化鋅、二氧化錫或氧化銦鋅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電池的制造方法，其特征在于，所述電極的材料為銦錫氧化物、氧化鋅、氧化銦鋅、鎳、鈦或鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏電池的制造方法，其特征在于，第一透明導(dǎo)電層的厚度為300?450nm ;非晶娃薄膜層的厚度為100?150nm ;非晶娃材料層和非晶碳材料層的厚度均為80?10nm ;第一非晶碳薄膜層的厚度為120?125nm ;本征非晶娃半導(dǎo)體層的厚度為600?800nm ；N型非晶娃半導(dǎo)體層的厚度為600?800nm ;第二非晶碳薄膜層的厚度為125?135nm ;第二透明導(dǎo)電層的厚度為350?450nm ;電極的厚度為200?300nm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光伏電池的制造方法，在硅基板上形成第一透明導(dǎo)電層和非晶硅薄膜層，對非晶硅薄膜層進(jìn)行光刻后刻蝕形成凹槽，在凹槽中沉積并充滿非晶碳，對填充有非晶碳的非晶硅進(jìn)行平坦化，從而分別形成非晶硅薄膜層、非晶硅材料層、非晶碳材料層和第一非晶碳薄膜層，非晶硅材料層與非晶碳材料層在水平方向上相互間隔從而形成超晶格P型半導(dǎo)體層，在第一非晶碳薄膜層上依次形成本征非晶硅半導(dǎo)體層、N型非晶硅半導(dǎo)體層、第二非晶碳薄膜層、第二透明導(dǎo)電層以及電極。本發(fā)明提出的光伏電池制造方法能夠增加光能帶，并擴(kuò)展對太陽光譜波長范圍的吸收與降低P型半導(dǎo)體層電阻，從而增加光伏電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
【IPC分類】H01L31-20
【公開號】CN104733568
【申請?zhí)枴緾N201510139206
【發(fā)明人】克新文
【申請人】昆明豫云通信技術(shù)有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月28日