本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多晶硅太陽(yáng)能電池。
背景技術(shù)：
隨著世界能源的日趨緊張，人們對(duì)可再生能源的重視提到了前所未有的高度。面對(duì)全球的能源短缺以及生存環(huán)境惡劣的壓力，世界各國(guó)積極研究和開(kāi)發(fā)可再生能源，其中，太陽(yáng)能以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)成為研究的熱點(diǎn)。從目前國(guó)際太陽(yáng)電池的發(fā)展過(guò)程可以看出其發(fā)展趨勢(shì)為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料。
由于硅材料含量豐富，而且可與目前的半導(dǎo)體微加工工藝兼容，因此，基于硅結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池越來(lái)越受到重視?，F(xiàn)有的技術(shù)是在單晶硅基底上制備陣列，其制備方法的成本比較高。而且由于單晶硅的價(jià)格較多晶硅貴好幾倍，甚至幾十倍，從目前國(guó)際太陽(yáng)能電池的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，重心已由單晶硅向多晶硅方向發(fā)展，多晶硅太陽(yáng)能電池是未來(lái)具有廣闊前景太陽(yáng)能電池。開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，進(jìn)一步提高多晶硅太陽(yáng)能電池效率，成為太陽(yáng)能電池的熱點(diǎn)研究方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種多晶硅太陽(yáng)能電池及其制備方法，采用伽伐尼置換方法，在常溫常壓下，制備大面積多晶硅。本發(fā)明采用的伽伐尼置換方法，與通過(guò)CVD、MOCVD、PECVD、HWCVD、光刻，納米壓印等制備的方法相比，伽伐尼置換方法制備的不需要復(fù)雜設(shè)備和高溫高壓等條件，在常溫常壓下就可實(shí)現(xiàn)。由于制備獲得的多晶硅陣列具有較強(qiáng)的陷光作用，本發(fā)明采用多晶硅陣列作為太陽(yáng)能電池的吸收層，并通過(guò)沉積氮化硅鈍化抗反射層和ITO薄膜。本發(fā)明的多晶硅太陽(yáng)能電池，提高了太陽(yáng)能電池光電轉(zhuǎn)換效率。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明涉及一種多晶硅太陽(yáng)能電池，包括：由上而下依次設(shè)置的復(fù)合層?xùn)烹姌O、透明ITO導(dǎo)電薄膜層、氮化硅鈍化抗反射層、n型硅陣列、p型硅基底和金屬背電極，其中：透明ITO導(dǎo)電薄膜層、氮化硅鈍化抗反射層和n型硅陣列均為方波結(jié)構(gòu)。
所述的復(fù)合層?xùn)烹姌O由含有Ti、Pd、Ag三種金屬材料的銀漿料高溫?zé)Y(jié)而成。
所述的n型硅陣列中的直徑為30nm-250nm。
本發(fā)明在常溫常壓下采用伽伐尼置換方法制備多晶硅陣列；制備獲得的多晶硅陣列具有很強(qiáng)的抗反射特性，增強(qiáng)了電池對(duì)入射太陽(yáng)光的吸收；采用具有多晶硅陣列的多晶硅基片制備如圖1所示的多晶硅太陽(yáng)能電池；通過(guò)在多晶硅陣列表面生長(zhǎng)一層氮化硅鈍化層，大大降低了非平衡載流子的表面復(fù)合；在鈍化層上濺射ITO導(dǎo)電薄膜，增加了電流的收集。本發(fā)明提高了多晶硅太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。
附圖說(shuō)明
圖1多晶硅太陽(yáng)能電池示意圖；
圖中：1為復(fù)合層?xùn)烹姌O、2為透明ITO導(dǎo)電薄膜層、3為氮化硅鈍化抗反射層、4為n型硅陣列、5為p型硅基底、6為金屬背電極。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
1、根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體清洗步驟(RCA方法)對(duì)p型多晶硅片進(jìn)行清洗，并在常溫下用氮?dú)獯蹈蓚溆?。在常溫常壓下，將?zhǔn)備好的p型多晶硅片放入裝有HF(20％)和AgNO3(0.045mol/L)刻蝕溶液的特氟龍(Teflon)燒杯中，密封反應(yīng)60min。用塑料鑷子取出樣品，用大量去離子水沖洗掉殘留刻蝕液。之后把樣品浸入稀HNO3(20％)溶液，去除還原的銀沉積物。最后，用大量去離子水清洗干靜，用氮?dú)獯蹈蓚溆茫?/p>
2、通過(guò)熱擴(kuò)散，以POCl3為源，在溫度為930℃下對(duì)多晶硅陣列進(jìn)行n型摻雜20min，形成p-n結(jié)，其中多晶硅結(jié)構(gòu)層4為n型摻雜，多晶硅層5為p型硅基底。的直徑為30nm-250nm，深度約為8.3μm；
3、通過(guò)PECVD方法，在溫度為410℃，NH3與SiH4流量比例為11，射頻功率為3700w條件下，在結(jié)構(gòu)多晶硅層4上沉積氮化硅鈍化抗反射層3；
4、通過(guò)直流磁控濺射方法，以氧氬體積比為：1∶40，濺射速率為5nm/min，濺射氣壓為0.5Pa，鍍膜溫度為120℃的條件下，在氮化硅鈍化抗反射層3上沉積ITO層2；
5、通過(guò)絲網(wǎng)印刷技術(shù)在ITO層2上印刷銀漿料，形成間距約3mm，寬度約0.1～0.12mm的銀柵線，寬度為3～4mm的兩條電極導(dǎo)線；
6、在背面的p型基底上，采用鋁漿料印刷整個(gè)背面(除背銀電極外)，然后再用銀漿料印刷兩條背電極，寬度為3～4mm，形成背面金屬導(dǎo)電層6；
7、500-800℃/1-30min下退火合金化，形成歐姆接觸和鋁背表面場(chǎng)。
本發(fā)明在常溫常壓下采用伽伐尼置換方法制備多晶硅陣列，制備獲得的多晶硅陣列增強(qiáng)了電池對(duì)入射太陽(yáng)光的吸收，采用具有多晶硅陣列的多晶硅基片制備如圖1所示的多晶硅太陽(yáng)能電池，通過(guò)對(duì)多晶硅陣列沉積氮化硅鈍化層和ITO導(dǎo)電薄膜，非平衡載流子的表面復(fù)合減小，銀柵線間陣列的電流能夠有效地收集，從而使短路電流增大，進(jìn)一步提高了多晶硅陣列的光電轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明制備的多晶硅太陽(yáng)能電池的短路電流達(dá)到了3.499A，轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了8.986％，比現(xiàn)有報(bào)道的4.73％提高了約48％。
雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。