[发明专利]薄膜太阳能电池及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄膜太阳能电池技术领域，尤其涉及一种薄膜太阳能电池及其形成方法。

背景技术

薄膜太阳能电池是在玻璃、金属或塑料等基板上沉积很薄(几微米至几十微米)的光电材料而形成的一种太阳能电池。薄膜太阳能电池具备弱光条件下仍可发电、生产过程能耗低及可大幅度降低原料和制造成本等一系列优势，已成为近年来的研究热点，其市场发展潜力巨大。

基本的薄膜太阳能电池结构，包括单P-N结、P-I-N/N-I-P以及多结。典型的单结P-N结构包括P型掺杂层和N型掺杂层。单结P-N结太阳能电池有同质结和异质结两种结构。P型掺杂层和N型掺杂层都由相似材料(材料的能带隙相等)构成。异质结结构包括具有不同带隙的材料至少两层。P-I-N/N-I-P结构包括P型掺杂层、N型掺杂层和夹于P层和N层之间的I型半导体层(即未掺杂的本征半导体层)。多结结构包括具有不同带隙的多个半导体层，所述多个半导体层堆叠于彼此顶部上。在薄膜太阳能电池中，光在P-N结附近被吸收。由此所得的载流子扩散进入所述P-N结并被内建电场分开，从而生成穿过所述器件和外部电路系统的电流。

在公开号为CN101775591A的中国专利申请中公开了一种非晶硅薄膜太阳能电池，如图1所示。所述非晶硅薄膜太阳能电池依次包括：玻璃基板10、透明电极层11、P型非晶硅层12、I型非晶硅层13、N型非晶硅层14、背电极15和保护板16，其中P型非晶硅层12、I型非晶硅层13和N型非晶硅层14共同组成一个光电转换单元。

现有技术一般在等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced ChemicalVapor Deposition，PECVD)装置中形成上述光电转换单元，且在形成P型非晶硅层12或N型非晶硅层14的过程中，保持反应气体的流量基本不变，从而P型非晶硅层12或N型非晶硅层14中的掺杂离子均匀分布。

但是上述技术存在以下缺陷：当P型非晶硅层12或N型非晶硅层14中的掺杂离子浓度较高时，则P型非晶硅层12或N型非晶硅层14会污染I型非晶硅层13，从而降低薄膜太阳能电池的光电转换效率；当P型非晶硅层12或N型非晶硅层14中的掺杂离子浓度较低时，则会降低薄膜太阳能电池的带隙宽度，从而也会降低薄膜太阳能电池的光电转换效率。类似地，在其他薄膜太阳能电池中也存在上述缺陷。

因此，如何提高薄膜太阳能电池的光电转换效率成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种具有高光电转换效率的薄膜太阳能电池及其形成方法。

为解决上述问题，本发明提供了一种薄膜太阳能电池，包括：

基板；

位于所述基板上表面的光电转换单元，所述光电转换单元依次包括：P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层；所述P型半导体层中掺杂离子浓度从靠近所述I型半导体层到远离所述I型半导体层的方向依次增大；所述N型半导体层中掺杂离子浓度从靠近所述I型半导体层到远离所述I型半导体层的方向依次增大；

位于所述光电转换单元上表面的抗反射层；

位于所述抗反射层上表面的正面电极；

位于所述基板下表面的背面电极。

可选地，所述P型半导体层中掺杂离子浓度的取值范围包括：1E10/cm³～1E20/cm³。

可选地，所述N型半导体层中掺杂离子浓度的取值范围包括：1E10/cm³～1E20/cm³。

可选地，所述P型半导体层的厚度范围包括：

可选地，所述N型半导体层的厚度范围包括：

为了解决上述问题，本发明还提供了一种薄膜太阳能电池的形成方法，包括：

提供基板；

在所述基板的上表面形成光电转换单元，包括：依次形成P型半导体层、I型半导体层和N型半导体层，所述P型半导体层中掺杂离子浓度从靠近所述I型半导体层到远离所述I型半导体层的方向依次增大；所述N型半导体层中掺杂离子浓度从靠近所述I型半导体层到远离所述I型半导体层的方向依次增大；

在所述光电转换单元上表面形成抗反射层；

在所述抗反射层的上表面形成正面电极；

在所述基板的下表面形成背面电极。

可选地，采用化学气相沉积方法形成所述光电转换单元。