[发明专利]薄膜太阳能电池衬底以及薄膜太阳能电池的制作方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及薄膜太阳能电池衬底以及薄膜太阳能电池的制作方法。

【背景技术】

随着工业社会的不断发展，人类对能源的需求量与日俱增，特别是近些年来，国际原油价格的不断上升，进一步引起了人们对能源问题的重视。以太阳能电池为核心的光伏产业直接将太阳能转化成电能，是目前人类可以利用的最清洁的能源之一，是公认的“绿色能源”。

光伏产业发展的核心问题就是如何制作出低成本、高效率的太阳能电池。以半导体衬底，尤其是硅基衬底制作的太阳能电池是一种工艺成熟、应用广泛的太阳能电池，占据目前太阳能电池市场份额的主导地位。在太阳能电池成本的构成中，衬底的价格占据了很重要的位置。以硅衬底为例，如果采用厚的硅衬底直接作为太阳能电池的衬底，会大大增加电池的成本。

美国专利US6258698中揭露了一种采用多孔层作为中间介质，剥离衬底形成薄膜太阳能电池衬底的技术。该技术包括如下步骤：

第一步，在第一衬底表面形成多孔层；

第二步，在多孔层表面形成第一半导体层；

第三步，通过键合将第一半导体层转移到第二衬底；

第四步，将第一和第二衬底从多孔层的位置剥离，形成置于第二衬底表面的第一半导体层，可以用于太阳能电池的制造。

上述方法中，由于第一衬底的价格低廉，并且可以重复利用，因此可以降低太阳能电衬底的成本。但是在上述方法中，由于需要在第一衬底的表面生长多孔层，在第一衬底的表面引起了损伤。因此，虽然第一衬底作为初始衬底，在太阳能电池的制造过程中可以重复利用，但是初始衬底表面的损伤影响了其重复利用的次数，因此增加了此方法的制造工艺成本。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是，提供一种薄膜太阳能电池衬底的制作方法，在将初始衬底进行剥离的过程中，降低剥离工艺过程对衬底的损伤程度，从而增加初始衬底的利用次数，达到降低制造工艺成本的目的。

为了解决上述问题，本发明提供了一种薄膜太阳能电池衬底的制作方法，包括如下步骤：(a)提供初始衬底；(b)在初始衬底表面生长第一半导体层；(c)将起泡离子注入到初始衬底中；(d)在第一半导体层表面生长第二半导体层；(e)在第二半导体层的表面生长支撑层；(f)退火，从而使初始衬底在起泡离子的注入位置剥离；其中步骤(c)和步骤(d)的实施顺序可互换。

作为可选的技术方案，所述之起泡离子选自于氢离子、氦离子中的一种或多种。

作为可选的技术方案，所述之第一半导体层为N型半导体，第二半导体层为P型半导体层。

作为可选的技术方案，所述之第一半导体层为单晶硅层，所述之第二半导体层为单晶硅层。

作为可选的技术方案，所述之衬底为本征半导体。

作为可选的技术方案，所述之支撑层为金属层。

作为可选的技术方案，所述之支撑层的厚度为20μm～50μm。

本发明还提供了一种薄膜太阳能电池的制作方法，包括如下步骤：(a)提供初始衬底；(b)在初始衬底表面生长第一半导体层；(c)将起泡离子注入到初始衬底中；(d)在第一半导体层表面生长第二半导体层；(e)在第二半导体层的表面生长支撑层；(f)退火，从而使初始衬底在起泡离子的注入位置剥离；(g)在剥离后保留在第一半导体层表面的初始衬底的残余部分的表面制作电极；其中步骤(c)和步骤(d)的实施顺序可互换。

作为可选的技术方案，还包括如下步骤：在步骤(f)实施完毕后，将剥离后保留在第一半导体层表面的初始衬底的残余部分的表面粗糙化。

作为可选的技术方案，所述之起泡离子选自于氢离子、氦离子中的一种或多种。

作为可选的技术方案，所述之第一半导体层为N型半导体，第二半导体层为P型半导体层。

作为可选的技术方案，所述之支撑层为金属层。

本发明的优点在于，采用起泡离子注入初始衬底的技术，通过退火将初始衬底在起泡离子注入浓度分布达到峰值的位置剥离，即剥离后的衬底的表面是注入离子在初始衬底中浓度形成的高斯分布的峰值位置，此表面仅是受到离子注入工艺的影响，因此表面的损伤比较小，从而可以增加初始衬底重复利用的次数。

【附图说明】

附图1所示为本发明提供的薄膜太阳能电池衬底的制作方法的第一具体实施方式的实施步骤流程图；

附图2至附图7所示为本发明提供的薄膜太阳能电池衬底的制作方法的第一具体实施方式的工艺示意图；

附图8所示为本发明提供的薄膜太阳能电池的制作方法的第二具体实施方式的实施步骤流程图；