[发明专利]非晶硅太阳能电池生产中沉积光伏吸收层的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及新能源中薄膜太阳能电池技术领域，特别是一种非晶硅太阳能电池制作过程中在导电薄膜玻璃衬底上沉积光伏吸收层的工艺，通过沉积双层I层改善了非晶硅太阳能电池的光致衰退效应。

背景技术

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源.也是清洁能源，不产生任何的环境污染。薄膜太阳能电池代表着光伏技术的发展趋势。而非晶硅薄膜太阳能电池的成本低，便于大规模生产，同时发电多，受外界光强环境影响较小等因素的影响，非晶硅薄膜太阳能电池越来越受到人们的重视并得到迅速发展。

尽管非晶硅是一种很好的太阳能电池材料，但由于其光电效率会随着光照时间的延续而衰减，即所谓的光致衰退S-W效应，使得电池性能不稳定，直接影响了它的实际应用。

光电转换的过程完全发生在由本征非晶硅构成的i层之中，非晶硅P-i-N型太阳能电池的稳定性，几乎完全取决于非掺杂的非晶硅i层的稳定性。所以很有必要寻求一种改善i层的稳定性的镀膜技术，改进P-i-N型非晶硅太阳能电池的稳定性和转换效率。

如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅大阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。

发明内容

本发明为了改善非晶硅太阳能电池的光致衰退效应，提供了非晶硅太阳能电池生产中沉积光伏吸收层的工艺，本工艺中借助沉积双层i层为改善光致衰退效应提供了一种有效方法。

本发明采用的技术方案是：非晶硅太阳能电池生产中沉积光伏吸收层的工艺，包括借助等离子增强化学气相沉积室在玻璃衬底上依次沉积P层、i层和N层，关键是：所述的i层分两层制备，以硅烷和氢气作为反应气体，掺杂气体为TMB和磷烷，上述反应气体、TMB、及磷烷的体积百分比分别为：

反应气体 97.2～97.8％

TMB      1.8～2.1％

磷烷     0.1～1％

所述的工艺步骤中包括：

A、设定沉积室中反应气体H₂/SiH₄的稀释比为(0.8～1.1)∶1，在P层上沉积厚度为120～150nm的第一i层；

B、改变反应气体H₂/SiH₄的稀释比为(8～12)∶1，再在第一i层上沉积厚度为120～150nm的第二i层。

本发明的有益效果是：借助改变氢的稀释比来沉积双层i层，其作用是让更多的氢扩散进入非晶硅网络，使得硅组织可以重建和松动，除去潜在的生成缺陷和硅键，薄膜中的原子氢的含量明显增加，如果有硅键被打断，附近的原子氢会迅速的移动过来将两个悬键消除，提高了非晶硅太阳能电池的稳定性；氢的稀释比提高，在等离子增强化学气相沉积室中氢对表面的轰击作用增强，从而打断较弱的Si-Si键，只有键能较高的与晶体硅类似Si-Si键才能生长，使薄膜的组织更加致密，在光照时不容易被打断，提高了非晶硅太阳能电池的稳定性，同时这种致密的组织减小了薄膜的光学带隙，提高了光的吸收范围，使太阳能电池的转换效率提高。

附图说明

图1是利用本发明沉积光伏吸收层的结构示意图。

附图中，1是玻璃衬底，2是P层，3是第一i层，4是第二i层，5是N层。

具体实施方式

非晶硅太阳能电池生产中沉积光伏吸收层的工艺，包括借助等离子增强化学气相沉积室在玻璃衬底1上依次沉积P层2、i层和N层5，重要的是：所述的i层分两层制备，以硅烷和氢气作为反应气体，掺杂气体为TMB和磷烷，上述反应气体、TMB、及磷烷的体积百分比分别为：

反应气体  97.2～97.8％

TMB       1.8～2.1％

磷烷      0.1～1％

所述的工艺步骤中包括：

A、设定沉积室中反应气体H₂/SiH₄的稀释比为(0.8～1.1)∶1，在P层2上沉积厚度为120～150nm的第一i层3；

B、改变反应气体H₂/SiH₄的稀释比为(8～12)∶1，再在第一i层3上沉积厚度为120～150nm的第二i层4。

本发明的技术方案中，等离子增强化学气相沉积室的室内反应气压为30～100Pa，衬底温度为180～220℃，功率密度为0.02～0.03W/CM²，激发等离子的射频电源的频率是40.5～40.8MHz。