[实用新型]AZO-黑硅异质结太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能电池制备技术领域，具体涉及一种AZO-黑硅异质结太阳能电池。

背景技术

太阳能电池产业中，硅太阳能电池以高达20%的转换效率，成熟的制备工艺，在太阳能电池产业中占据主导地位。但传统的硅太阳能电池有制备工艺繁琐，生产过程高能耗高污染等缺点，造成其成本居高不下，严重制约着太阳能电池的大规模推广与应用。在硅衬底上利用简单工艺沉积一层透明半导体薄膜，从而制备异质结太阳能电池是一种具有潜在应用前景的构思。理论上此种异质结太阳能电池具有优良的光伏效应，且制作工艺简单，制备温度较低，拥有较高的转换效率。

实际生产中多采用在p型晶硅表面沉积ITO薄膜的方式制备此种异质节太阳能电池。但是In属于贵重金属并具有毒性，在制备过程中容易造成污染；晶硅的反射率较高，光子吸收效率低，生长氮化硅薄膜作为减反层，采用含有添加剂的碱溶液对单晶硅各向异性腐蚀制备陷光结构或利用酸溶液在多晶硅表面制备的腐蚀坑来降低反射率的效果并不理想。

综上所述，现有的异质结太阳能电池存在成本较高，光电转换效率低，生产过程高污染等缺陷。

发明内容

为解决现有的异质结太阳能电池成本高，光电转换效率低等问题，本实用新型提供一种降低了生产成本、简化了电池结构、光电转换效率高的AZO-黑硅异质结太阳能电池。

为达到发明目的本实用新型采用的技术方案是：

AZO-黑硅异质结太阳能电池，其特征在于：包括表面保护层、金属栅电极、AZO薄膜、黑硅层、晶硅层和金属背电极，所述表面保护层位于金属栅电极之上，所述金属栅电极位于AZO薄膜上，所述AZO薄膜位于黑硅层之上，所述黑硅层位于晶硅层之上，所述晶硅层位于金属背电极上。

进一步，所述AZO薄膜为n型透明导电半导体薄膜的铝参杂氧化锌薄膜，其铝参杂量范围为1%~6%，电阻范围为10~10^-4Ω·cm，可见光透过率大于等于85%，厚度范围为50~100nm。所述n型透明导电薄膜还可以由氧化锌参杂至少一种其他元素构成。

进一步，所述表面保护层是由二氧化硅、氮化硅、氧化铝等氮化物或氧化物构成，其厚度为50~150nm。

进一步，所述金属栅电极和金属背电极由铝、铜、银、金、铂或其合金制成。

进一步，所述黑硅层为单晶黑硅的p型黑硅层；所述晶硅层为单晶硅的P型晶硅层。

或者，所述黑硅层为多晶黑硅的p型黑硅层；所述晶硅层为多晶硅的P型晶硅层。

本实用新型的制备方法，其步骤如下：

（1）利用等离子体浸没离子注入工艺，在晶硅层表面制备黑硅层；

（2）在所述黑硅层表面制备AZO薄膜；

（3）在所述AZO薄膜表面制备金属栅电极；

（4）在所述金属栅电极与AZO薄膜表面制备表面保护层；

（5）在所述晶硅层背面制备金属背电极。

步骤（5）中金属背电极是通过丝网印刷或蒸镀方式在所述黑硅层背面制备。

步骤（2）是采用原子层沉积法、化学气相沉积法或溶胶—凝胶法在所述黑硅层表面制备AZO薄膜。

步骤（4）是采用原子层沉积法、化学气相沉积法、溶胶—凝胶法或等离子蒸发法在所述金属栅电极与AZO薄膜表面制备表面保护层。

与现有技术方案相比，本实用新型技术方案有如下增益：

1、本实用新型提供的n-AZO/黑硅异质结太阳能电池，其中n-AZO薄膜不但可以与p-黑硅层形成pn结，还可以代替透明导电薄膜作为正面引出电极的一部分，在不牺牲转化效率的前提下，降低了生产成本，简化了电池结构；

2、本实用新型提供的太阳能电池使用黑硅层作为减反层，它对近0.25um～2.5um的光，即紫外至近红外波段的光几乎全部吸收，具有良好的发光特性，非常适合用来取代目前硅基太阳能电池所使用的硅，不仅扩大吸收太阳能波长的范围，而且大大提高对太阳光能的利用。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的AZO-黑硅异质结太阳能电池的结构示意图。

图2是对使用等离子注入技术制备的P-Si黑硅进行标准液和氢氟酸清洗后的结构示意图。

图3是在腔体中通入二乙基锌（DEZ）与三甲基铝（TMA）的混合气体，二乙基锌和三甲基铝与表面Si-H键发生反应吸附在Si表面，并生成副产物CH4、C₂H₆的结构示意图。

图4是在腔体中通入水蒸气（H₂O）的结构示意图。