專利名稱：一種帶有本征層的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的晶體硅太陽電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及一種晶體硅太陽電池，具體涉及一種具有非晶氧化鋁鈍化硅表面的帶有本征層的異質(zhì)結(jié)(HIT)結(jié)構(gòu)的太陽電池及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前HIT結(jié)構(gòu)晶體硅太陽電池采用非晶硅作為本征層鈍化硅表面，然而非晶硅對短波長光有較強(qiáng)的吸收，而且對硅的鈍化性能在UV下不穩(wěn)定。本專利采用原子層沉積 (ALD)系統(tǒng)制備的非晶氧化鋁作為本征層可以很好解決這兩個(gè)問題。非晶硅氧化鋁的帶隙約6. 8eV,對太陽光完全透明，對硅表面具有良好的鈍化性能，且不受UV輻射的影響，使得電池性能更穩(wěn)定
發(fā)明內(nèi)容本專利要解決的技術(shù)問題在于，應(yīng)用簡單的工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)具有非晶氧化鋁鈍化硅表面的HIT結(jié)構(gòu)的晶體硅太陽電池的制備方法。本專利晶體硅太陽電池如附圖1所示，HIT結(jié)構(gòu)晶體硅太陽電池的結(jié)構(gòu)為在P型或N型的硅基底5的上表面依次為2-lOnm上表面非晶氧化鋁401和5-15nm的ρ型非晶硅碳3，上透明導(dǎo)電層201和上金屬電極101 ；P型或N型的硅基底5的下表面依次為2-lOnm 下表面非晶氧化鋁402和10-20nm的η型非晶硅或微晶硅6，下透明導(dǎo)電層202和下金屬電極 102。所述的上表面非晶氧化鋁層401和下表面非晶氧化鋁402是通過ALD系統(tǒng)同時(shí)制備在經(jīng)過清洗的P型或N型的硅基底5上下表面，對硅表面起到良好的鈍化作用。所述的ρ型非晶硅碳3由PECVD制備；所述的η型非晶硅或微晶硅6由PECVD制備；所述的上透明導(dǎo)電層201和下透明導(dǎo)電層202可由濺射或者ALD系統(tǒng)制備[0009]所述的上金屬電極101和下金屬電極102通過蒸發(fā)、濺射或者絲網(wǎng)印刷制備。本專利HIT結(jié)構(gòu)的晶體硅太陽能電池的制備方法，采用如下工藝完成。§ 1.去除P型或N型的硅基底5表面損傷、酸或堿液制絨形成減反射結(jié)構(gòu)及化學(xué)清洗；§ 2.采用HF酸或HF和HCl混酸清洗§ 1得到的硅基底5表面0. 5-2分鐘；所述氫氟酸為體積比HF H20 = 1 10-50 ；所述HF和HCl混酸為體積比HF HCl H20 = 2 5 50 ；采用ALD系統(tǒng)同時(shí)制備P型或N型的硅基底5上表面非晶氧化鋁401和下表面非晶氧化鋁402 ；沉積氧化鋁后在氮?dú)饣驓鍤夥諊型嘶?-15分鐘，退火溫度400-450°C，增強(qiáng)對硅表面的鈍化性能；§ 3.采用等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)制備上表面ρ型非晶硅碳3，采用蒸
3發(fā)或?yàn)R射或ALD制備上透明導(dǎo)電層201 ；§ 4.采用PECVD制備下表面η型非晶硅或微晶硅6，采用濺射或ALD制備下透明導(dǎo)電層202 ；§ 5.蒸發(fā)、濺射或絲網(wǎng)印刷上金屬電極101和下金屬電極102 ；在300°C以下退火，形成歐姆接觸。本專利的優(yōu)點(diǎn)在于1氧化鋁對硅具有非常好的鈍化效果，極大的降低表面復(fù)合速率；尤其是對P型硅有很好的鈍化效果，可以制備P型硅基底材料的HIT結(jié)構(gòu)電池；2氧化鋁帶隙寬度約為6. 8eV，對太陽光無吸收，使得太陽能更能被充分利用；3氧化鋁對硅表面的鈍化不受UV輻射的影響，保證電池性能的穩(wěn)定性；

圖1本專利制備的具有非晶氧化鋁本征層的HIT結(jié)構(gòu)太陽電池。圖2實(shí)施例中具有非晶氧化鋁本征層的HIT結(jié)構(gòu)太陽電池結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖2和實(shí)施例，對本專利作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例如圖2所示，具有非晶氧化鋁本征層的HIT結(jié)構(gòu)太陽電池結(jié)構(gòu)。其制備工藝過程如下1.采用一般的單晶硅清洗方法，即氫氧化鈉+異丙醇(NaOH+IPA)溶液去除P型的 CZ硅表面損傷并制絨形成減反射結(jié)構(gòu)及化學(xué)清洗；P型的CZ硅片為工業(yè)用125單晶硅片， 電阻率 0. 5-5 Ω cm,厚度 180-220um ；2.采用HF HCl H20 = 2 5 50清洗上述得到的硅片1分鐘后甩干，采用原子層沉積(ALD)同時(shí)在上表面和下表面制備5nm的非晶氧化鋁層；3將沉積氧化鋁后的硅片在氮?dú)夥諊型嘶?5分鐘，退火溫度425°C ；4.采用工業(yè)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)制備IOnm的上表面ρ型非晶硅碳， 然后采用磁控濺射制備IOOnm的上透明導(dǎo)電層AZO (SiO: Al)；5.采用工業(yè)等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)制備20nm的下表面η型微晶硅，然后采用磁控濺射制備IOOnm的下透明導(dǎo)電層ΑΖ0(&ι0:Α1)；6.絲網(wǎng)印刷可低溫?zé)Y(jié)的上金屬鋁漿料和下金屬鋁漿料；在300°C以下退火，形成歐姆接觸電極。
權(quán)利要求1. 一種帶有本征層的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的晶體硅太陽電池，其特征在于電池的結(jié)構(gòu)為在P 型或N型的硅基底(5)的上表面依次為2-lOnm上表面非晶氧化鋁(401)和5-15nm的ρ型非晶硅碳(3)，上透明導(dǎo)電層Ο01)和上金屬電極(101) ；P型或N型的硅基底(5)的下表面依次為2-lOnm下表面非晶氧化鋁(402)和10-20nm的η型非晶硅或微晶硅(6)，下透明導(dǎo)電層(202)和下金屬電極(102)。
專利摘要本專利公開了一種帶有本征層的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的晶體硅太陽電池，該晶體硅太陽電池包括晶體硅基底和上下非晶氧化鋁鈍化介質(zhì)層，上表面非晶氧化鋁鈍化介質(zhì)層之上為p型摻雜非晶硅碳薄膜和TCO層，下表面非晶氧化鋁鈍化介質(zhì)層之下為n型摻雜非晶硅或微晶硅薄膜和TCO層，上下表面TCO層均與金屬柵電極連接。本專利采用在用酸處理的晶體硅基底后同時(shí)制備極薄的非晶氧化鋁鈍化介質(zhì)層，然后分別制備p型非晶硅碳和n型非晶硅或微晶硅及TCO形成異質(zhì)結(jié)電池。本專利具有工藝簡單，晶體硅表面鈍化性能好，抗UV輻射性能好，充分利用太陽光等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01L31/072GK202134565SQ201120210239
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者何悅, 王永謙, 竇亞楠, 褚君浩, 馬曉光 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所