專利名稱：提高非晶硅太陽(yáng)能電池中p型層和i型層界面性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高非晶硅太陽(yáng)能電池中P型層和ι型層界面性能的方法，屬于太陽(yáng)能電池制備領(lǐng)域，特別是一種通過(guò)在P型層和I型層之間增設(shè)雙層緩沖膜的方式，提高 P型層和I型層之間的界面性能。
背景技術(shù)：
世界新能源的需求使太陽(yáng)電池技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。目前市場(chǎng)成熟主流的技術(shù)以單晶硅和多晶硅太陽(yáng)電池為主，但由于硅材料的短缺導(dǎo)致的成本極限以及生產(chǎn)晶體硅過(guò)程中存在的環(huán)境問(wèn)題，限制了太陽(yáng)能工業(yè)的發(fā)展。同時(shí)激發(fā)了非晶硅薄膜太陽(yáng)電池的開發(fā)和進(jìn)展。非晶硅薄膜太陽(yáng)電池具有耗材少、環(huán)境污染小、成本下降空間較大等優(yōu)勢(shì)，科研和生產(chǎn)單位紛紛將非晶硅太陽(yáng)電池作為研發(fā)主方向，現(xiàn)有技術(shù)中，非晶硅太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)以p-i-n型為主，目前非晶硅太陽(yáng)電池存在的主要問(wèn)題是如何提高轉(zhuǎn)化效率和降低光致衰退速度。對(duì)于P/I層之間的界面，由于P 層摻雜有三價(jià)元素硼，在P層上直接沉積本征型I層時(shí)，形成本征型I層的硅很容易受到硼污染呈現(xiàn)弱N性，在P層和I層之間形成PN結(jié)，從而造成電流、電壓損失，如何解決這一問(wèn)題成了本領(lǐng)域的關(guān)鍵課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于解決p-i-n光伏層中P層和I層之間由于硼污染造成的電流、電壓損失、從而降低P型層和I型層界面性能的技術(shù)問(wèn)題，有針對(duì)設(shè)計(jì)了一種提高非晶硅太陽(yáng)能電池中P型層和I型層界面轉(zhuǎn)換性能的方法，在P型層和I型窗口層之間通過(guò)增設(shè)了雙層緩沖膜的手段，降低了 P型層和I型窗口層之間電量流失，從而提高了非晶硅太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)化效率，降低光致衰退效應(yīng)的影響，提高了轉(zhuǎn)換的效率。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，提高非晶硅太陽(yáng)能電池中P型層和I 型層界面性能的方法，以上方法是在制備非晶硅太陽(yáng)能電池光伏吸收層的工藝中實(shí)現(xiàn)的， 工藝包括在透明導(dǎo)電基板上依次制備P型薄膜層、I型窗口層、N型薄膜層的步驟，關(guān)鍵是 制備光伏吸收層的工藝時(shí)、在透明導(dǎo)電基板上制備完成P型薄膜層步驟之后，增加了制備P 型薄膜層與I型窗口層之間的雙層緩沖膜的工序，以上工序的具體步驟包括A、在化學(xué)氣相沉積腔室內(nèi)，在透明導(dǎo)電基板上制備P型薄膜層后，控制基板溫度為180 220°C、沉積腔室內(nèi)的真空度高于IXlO-5Pa ；B、在室溫條件下，在混氣室中將CH4、SiH4』2按如下體積百分比混合后充入沉積腔室內(nèi)H2含量為91 93%、SiH4含量5 7%、CH4含量為2 3% ；C、控制沉積腔室內(nèi)沉積壓力為50 130pa、沉積溫度為180 220°C、射頻功率密度為 0. 02ff/cm2 0. 07ff/cm2 ；D、在以上沉積氛圍中沉積30 60s后，在P型薄膜上沉積出第一層緩沖膜；
E、在室溫條件下，在混氣室中將CH4、SiH4』2按如下體積百分比混合后充入沉積腔室內(nèi)H2含量為89 91%、SiH4含量7 9%、CH4含量為1 2% ；F、保持沉積氛圍不變、沉積30 60s后，在第一緩沖層上沉積出第二層緩沖膜；G、雙層緩沖膜形成后按照非晶硅太陽(yáng)能電池光伏吸收層制作的常規(guī)工藝?yán)^續(xù)完成后道工序。本發(fā)明在通過(guò)在P型層和I型窗口層之間增設(shè)雙層緩沖膜，阻擋了 P型層摻雜的三價(jià)硼元素對(duì)本征型I層的污染，解決了 P型層和I型窗口層之間電量流失嚴(yán)重的問(wèn)題，從而提高了非晶硅太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)化效率，降低光致衰退效應(yīng)，節(jié)約能源。
具體實(shí)施例方式提高非晶硅太陽(yáng)能電池中P型層和I型層界面性能的方法，以上方法是在制備非晶硅太陽(yáng)能電池光伏吸收層的工藝中實(shí)現(xiàn)的，工藝包括在透明導(dǎo)電基板上依次制備P型薄膜層、I型窗口層、N型薄膜層的步驟，其關(guān)鍵是制備光伏吸收層的工藝時(shí)、在透明導(dǎo)電基板上制備完成P型薄膜層步驟之后，增加了制備P型薄膜層與I型窗口層之間的雙層緩沖膜的工序，以上工序的具體步驟包括A、在化學(xué)氣相沉積腔室內(nèi)，在透明導(dǎo)電基板上制備P型薄膜層后，控制基板溫度為180 220°C、沉積腔室內(nèi)的真空度高于IXlO-5Pa ；B、在室溫條件下，在混氣室中將CH4、SiH4』2按如下體積百分比混合后充入沉積腔室內(nèi)H 2含量為91 93%、SiH4含量5 7%、CH4含量為2 3% ；C、控制沉積腔室內(nèi)沉積壓力為50 130pa、沉積溫度為180 220°C、射頻功率密度為 0. 02ff/cm2 0. 07ff/cm2 ；D、在以上沉積氛圍中沉積30 60s后，在P型薄膜上沉積出第一層緩沖膜；E、在室溫條件下，在混氣室中將CH4、SiH4』2按如下體積百分比混合后充入沉積腔室內(nèi)H2含量為89 91%、SiH4含量7 9%、CH4含量為1 2% ；F、保持沉積氛圍不變、沉積30 60s后，在第一緩沖層上沉積出第二層緩沖膜；G、雙層緩沖膜形成后按照非晶硅太陽(yáng)能電池光伏吸收層制作的常規(guī)工藝?yán)^續(xù)完成后道工序。上述的步驟D中，第一層緩沖膜的厚度為10 50A。上述的步驟F中，第二層緩沖膜的厚度為10 50A。在進(jìn)行步驟A前，在透明導(dǎo)電基板上沉積的P型薄膜層的工藝參數(shù)為控制沉積腔室內(nèi)的真空度高于IX 10_5Pa、沉積溫度為180°C 200°C、沉積壓力為100 150pa、功率密度為 0. 2 0. 4W/cm2，通入 B(CH4)3、SiH4、CH4、H2 氣體，氫稀釋比 R(R = H2/SiH4)為 20 33，硅烷與甲烷流量比為10 (1 1.5)。上述的透明導(dǎo)電基板是TCO玻璃。在P型薄膜上沉積出第一層緩沖膜時(shí)所需的工藝氣體按體積百分比混合的條件是=H2含量為91 93 %、SiH4含量5 7 %、CH4含量為2 3 %，下面給出以上混合氣體按體積百分比計(jì)算各成分含量的具體實(shí)施例
權(quán)利要求
1.提高非晶硅太陽(yáng)能電池中P型層和I型層界面性能的方法，以上方法是在制備非晶硅太陽(yáng)能電池光伏吸收層的工藝中實(shí)現(xiàn)的，工藝包括在透明導(dǎo)電基板上依次制備P型薄膜層、I型窗口層、N型薄膜層的步驟，其特征在于制備光伏吸收層的工藝時(shí)、在透明導(dǎo)電基板上制備完成P型薄膜層步驟之后，增加了制備P型薄膜層與I型窗口層之間的雙層緩沖膜的工序，以上工序的具體步驟包括A、在化學(xué)氣相沉積腔室內(nèi)，在透明導(dǎo)電基板上制備P型薄膜層后，控制基板溫度為 180 220°C、沉積腔室內(nèi)的真空度高于lX10_5Pa ；B、在室溫條件下，在混氣室中將CH4、SiH4,H2按如下體積百分比混合后充入沉積腔室內(nèi)H2含量為91 93%、SiH4含量5 7%、CH4含量為2 3% ；C、控制沉積腔室內(nèi)沉積壓力為50 130pa、沉積溫度為180 220°C、射頻功率密度為 0. 02ff/cm2 0. 07ff/cm2 ；D、在以上沉積氛圍中沉積30 60s后，在P型薄膜上沉積出第一層緩沖膜；E、在室溫條件下，在混氣室中將CH4、SiH4,H2按如下體積百分比混合后充入沉積腔室內(nèi)H2含量為89 91%、SiH4含量7 9%、CH4含量為1 2% ；F、保持沉積氛圍不變、沉積30 60s后，在第一緩沖層上沉積出第二層緩沖膜；G、雙層緩沖膜形成后按照非晶硅太陽(yáng)能電池光伏吸收層制作的常規(guī)工藝?yán)^續(xù)完成后道工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高非晶硅太陽(yáng)能電池中P型層和I型層界面性能的方法， 其特征在于所述的步驟D中，第一層緩沖膜的厚度為10 50A。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高非晶硅太陽(yáng)能電池中P型層和I型層界面性能的方法， 其特征在于所述的步驟F中，第二層緩沖膜的厚度為10 ；50纟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高非晶硅太陽(yáng)能電池中P型層和I型層界面性能的方法， 其特征在于在進(jìn)行步驟A前，在透明導(dǎo)電基板上沉積的P型薄膜層的工藝參數(shù)為控制沉積腔室內(nèi)的真空度高于lX10_5Pa、沉積溫度為180°C 200°C、沉積壓力為100 150pa、 功率密度為0. 2 0. 4W/cm2，通入B(CH4)3、SiH4, CH4, H2氣體，氫稀釋比R(R = H2/SiH4)為 20 33，硅烷與甲烷流量比為10 (1 1. 5)。
全文摘要
提高非晶硅太陽(yáng)能電池中P型層和I型層界面性能的方法，解決了p-i-n光伏層中P層和I層之間由于硼污染造成的電流、電壓損失、從而降低P型層和I型層界面性能的技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是，以上方法是在制備非晶硅太陽(yáng)能電池光伏吸收層的工藝中實(shí)現(xiàn)的，所說(shuō)的工藝包括在透明導(dǎo)電基板上依次制備P型薄膜層、I型窗口層、N型薄膜層，其關(guān)鍵在于，增加了制備P型薄膜層與I型窗口層之間的雙層緩沖膜的工序。本發(fā)明在通過(guò)在P型層和I型窗口層之間增設(shè)雙層緩沖膜，阻擋了P型層摻雜的三價(jià)硼元素對(duì)本征型I層的污染，解決了P型層和I型窗口層之間電量流失嚴(yán)重的問(wèn)題，從而提高了非晶硅太陽(yáng)電池轉(zhuǎn)化效率，降低光致衰退效應(yīng)，節(jié)約能源。
文檔編號(hào)C23C16/24GK102332504SQ20111009191
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月13日
發(fā)明者李兆廷, 李鵬, 林宏達(dá), 王恩忠, 甄雁卉 申請(qǐng)人:東旭集團(tuán)有限公司, 成都泰軼斯太陽(yáng)能科技有限公司