[发明专利]异质结太阳能电池及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种异质结太阳能电池及其制作方法。

背景技术

太阳能电池利用光电效应将光转换成电能。基本的太阳能电池结构，包括单P-N结、P-I-N/N-I-P结、以及多结结构。典型的单P-N结结构包括：P型掺杂层和N型掺杂层。单P-N结太阳能电池有同质结和异质结两种结构：同质结结构的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至少两层不同带隙的材料。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层之间的本征半导体层（未掺杂I层）。多结结构包括具有不同带隙的多个半导体层，所述多个半导体层互相堆叠。

在太阳能电池中，光在P-N结附近被吸收，产生光生电子和光生空穴，所述光生电子和光生空穴扩散进入P-N结并被内建电场分开，光生电子被推进N区，空穴被推进P区。在PN结两侧形成正、负电荷积累，产生光生电动势从而生成穿过所述器件和外部电路系统的电流。

目前，利用非晶硅薄膜作为窗口层，单晶硅片作为衬底，形成的异质结太阳能电池既利用了低温的薄膜沉积工艺，又发挥了晶体硅高迁移率的优势，同时制备工艺简单，具有实现高效率、低成本硅太阳能电池的发展前景。异质结太阳能电池的转换效率受到很多因素的影响，有待进一步的提高。

更多关于异质结太阳能电池的制作方法，请参考公开号为CN101866991A的中国专利。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种异质结太阳能电池及其制作方法，提高异质结太阳能电池的转换效率。

为解决上述问题，本发明的技术方案提出了一种异质结太阳能电池的制作方法，包括：提供基片，所述基片为第一掺杂类型单晶硅片；在所述基片表面形成第一应力层，并进行退火处理，所述第一应力层的应力类型与基片的掺杂类型相对应；去除所述第一应力层；在所述基片上表面形成本征非晶硅层；在所述本征非晶硅层表面形成第二应力层，并进行退火处理；去除所述第二应力层；在所述本征非晶硅层表面形成第二掺杂类型非晶硅层；在所述第二掺杂类型非晶硅层表面形成透明导电层；在所述透明导电层表面形成第一电极；在所述基片下表面形成第二电极。

可选的，所述基片为P型单晶硅片，所述第一应力层具有压应力，所述第二掺杂类型非晶硅层为N型层；或者所述基片为N型单晶硅片，所述第一应力层具有张应力，所述第二掺杂类型非晶硅层为P型层。

可选的，所述具有压应力的应力层的形成方法包括：采用等离子体增强化学气相沉积工艺，其中，NH₂和SiH₄作为反应气体，惰性气体作为载气，反应温度为200℃~500℃，反应压强为100mTorr~200mTorr，并且提供一个功率为10W～100W，频率为50KHz~500kHz的低频功率源。

可选的，所述具有张应力的应力层的形成方法包括：采用等离子体增强化学气相沉积工艺，其中，NH₂和SiH₄作为反应气体，惰性气体作为载气，反应温度为200℃~500℃，反应压强为100mTorr~200mTorr，并且提供一个功率为10W～100W，频率为10MHz~15MHz的射频功率源。

可选的，所述第二应力层具有压应力或张应力。

可选的，所述第一应力层和第二应力层的形成工艺包括热化学气相沉积或等离子体增强化学气相沉积。

可选的，所述第一应力层和第二应力层包括氮化硅薄膜或氧化硅薄膜，所述第一应力层和第二应力层的厚度为0.5nm~100nm，应力的数值范围为200MPa~1000MPa。

可选的，所述退火处理的工艺为快速热退火工艺，退火的温度范围为200℃～800℃。

可选的，所述去除第一应力层和第二应力层的工艺为干法刻蚀工艺或湿法刻蚀。

可选的，还包括，在形成本征非晶硅层之前，先在所述基片表面形成隧穿氧化层，所述隧穿氧化层的厚度范围为所述隧穿氧化层的材料为氧化硅。

可选的，还包括，在形成所述透明导电层之前，在第二掺杂类型非晶硅层表面形成第二应力层，所述第二应力层的应力类型与第二掺杂类型非晶硅层的掺杂类型相对应，退火后去除所述第二应力层。

可选的，所述第二掺杂类型非晶硅层为P型层，则所述第二应力层具有张应力；或者所述第二掺杂类型非晶硅层为N型层，则所述第二应力层具有压应力。