[发明专利]非晶硅薄膜太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述太阳能电池的I层光吸收层所用薄膜材料为采用梯度氢稀释方法制备而得的初晶态非晶硅I-a-Si:H薄膜材料；所述梯度氢稀释方法将氢稀释浓度通过改变H₂与SiH₄的流量来实现氢稀释浓度由高到低变化。

2.根据权利要求1所述的一种非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述梯度氢稀释方法包括阶梯状梯度氢稀释法、非线性梯度氢稀释法和线性梯度稀释法。

3.根据权利要求2所述的一种非晶硅薄膜太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述阶梯状梯度氢稀释法在开始沉积时氢稀释度为40，镀膜结束时氢稀释度为10，平均氢稀释度为25；所述非线性梯度氢稀释法在开始镀膜时氢稀释度为40，经过一级阶梯与三段梯度顺序降低的氢稀释变化，镀膜结束时，氢稀释度达到28，平均氢稀释度31；所述线性梯度稀释法在开始沉积时氢稀释度为40，镀膜结束时氢稀释度为28，平均氢稀释度为34。

4.一种非晶硅薄膜太阳能电池，包括玻璃基板（1）、电池前电极（2）、硅薄膜太阳能电池（3）和背电极（4）；其特征在于：所述硅薄膜太阳能电池（3）为单结硅薄膜太阳能电池或多结叠层硅薄膜太阳能电池，每结硅薄膜太阳能电池包括依次沉积的P层（31）、I层（32）和N层（33）；所述单结硅薄膜太阳能电池的I层和多结叠层硅薄膜太阳能电池的顶电池的I层为采用如权利要求1或2或3所述方法制备而得的初晶态非晶硅I-a-Si:H。

5.根据权利要求4所述的一种非晶硅薄膜太阳能电池，其特征在于：所述每结硅薄膜太阳能电池的P层（31）为由P1层（31-1）和P2层（31-2）组成的两层结构；所述P1层（31-1）为沉积在电池前电极（2）上的非晶硅碳层P-a-SiC:H；所述P2层（31-2）为纳米硅碳P-nc-SiC:H。

6.根据权利要求5所述的一种非晶硅薄膜太阳能电池，其特征在于：所述P1层（31-1）到I层（32）之间的带隙变化通过梯度CH₄掺杂量获得；所述P1层（31-1）带隙为1.9eV、厚度为10nm；P2层（31-2）厚度为8nm，带隙由1.9eV渐变到为1.75eV。

7.根据权利要求6所述的一种非晶硅薄膜太阳能电池，其特征在于：所述单结硅薄膜太阳能电池的I层和多结叠层硅薄膜太阳能电池的顶电池的I层的厚度为300nm、带隙为1.75eV；所述单结硅薄膜太阳能电池的N层和多结叠层硅薄膜太阳能电池的各结电池的N层为纳米硅材料，带隙为1.8eV、厚度为30nm。

8.根据权利要求6所述的一种非晶硅薄膜太阳能电池，其特征在于：所述背电极（4）采用AZO/Al混合膜，其中AZO厚度70nm；Al膜200nm。