[发明专利]非晶硅薄膜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，特别涉及一种非晶硅太阳能电池及其制作方法。

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层之间的本征半导体层（即未掺杂的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。

非晶硅薄膜太阳能电池是将非晶硅薄膜生长在低成本的衬底材料上，材料和制作成本大幅度下降，易于大规模生产，明显降低了电池成本。非晶硅薄膜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。

更多关于非晶硅薄膜太阳能电池的制作方法请参考公开号为CN101901847A的中国专利。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种非晶硅薄膜太阳能电池及其制作方法，提高非晶硅薄膜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非晶硅薄膜太阳能电池的制作方法，包括：提供基板；在所述基板的表面形成第一电极层；在所述第一电极层表面形成第一掺杂类型非晶硅层；在所述第一掺杂类型非晶硅层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应力层，所述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；在所述应力层表面形成第二电极层。

可选的，所述第一掺杂类型非晶硅层为P型层，第二掺杂类型非晶硅层为N型层，并且所述应力层具有张应力。

可选的，所述第一掺杂类型非晶硅层为N型层，第二掺杂类型非晶硅层为P型层，并且所述应力层具有压应力。

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，所述应力层包括氮化硅薄膜或氧化硅薄膜。

可选的，所述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，所述应力层的厚度为0.5nm~100nm，应力的数值范围为200MPa~1000MPa。

可选的，还包括：在应力层表面形成抗反射层之后，再在所述抗反射层表面形成第二电极层。

可选的，还包括：在第二掺杂类型非晶硅层表面形成抗反射层后，再在所述抗反射层表面形成应力层。

可选的，所述第一掺杂类型非晶硅层的厚度范围为所述第二掺杂类型非晶硅层的厚度范围为本征非晶硅层的厚度范围为10nm～500nm。

为解决上述问题，本发明的技术方案还提供了一种非晶硅薄膜太阳能电池，所述非晶硅薄膜太阳能电池包括：基板；位于所述基板表面的第一电极层；位于所述第一电极层表面的第一掺杂类型非晶硅层；位于所述第一掺杂类型非晶硅层表面的本征非晶硅层；位于所述本征非晶硅层表面的第二掺杂类型非晶硅层；位于所述第二掺杂类型非晶硅层表面的应力层，所述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；位于所述应力层表面的第二电极层。

可选的，所述第一掺杂类型非晶硅层为P型层，第二掺杂类型非晶硅层为N型层，并且所述应力层具有张应力。