[发明专利]高效薄膜晶硅太阳电池及其自主能源芯片集成技术

权利要求书

1.一种高效薄膜晶硅太阳电池的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

1)提供一SOI衬底，所述SOI衬底由下至上依次包括背衬底、埋氧层和顶层硅；

2)在所述顶层硅上依次形成P型高掺杂浓度的硅外延层和P型低掺杂浓度的硅外延层；

3)在所述P型低掺杂浓度的硅外延层上形成发射极层；

4)在所述发射极层上定义刻蚀区域，对所述刻蚀区域进行刻蚀以形成沟槽，所述沟槽至少包括基极区域沟槽；所述沟槽贯穿所述发射极层，所述沟槽的底部位于所述P型低掺杂浓度的硅外延层内或延伸至所述P型高掺杂浓度的硅外延层上表面；

5)在所述基极区域沟槽底部制备基极电极；

6)在所述发射极层上制备发射极电极；

7)将步骤6)所得到的结构进行退火热处理。

2.根据权利要求1所述的高效薄膜晶硅太阳电池的制备方法，其特征在于：在步骤2)中，所采用化学气相沉积法在所述顶层硅上外延生长所述P型高掺杂浓度的硅外延层和P型低掺杂浓度的硅外延层。

3.根据权利要求1所述的高效薄膜晶硅太阳电池的制备方法，其特征在于：在步骤3)中，在所述P型低掺杂浓度的硅外延层上制备发射极层包括以下步骤：

31)采用离子注入或离子扩散技术在所述P型低掺杂浓度的硅外延层上形成高掺杂浓度的N型硅层；所述掺杂元素为磷元素；

32)采用PECVD工艺在所述高掺杂浓度的N型硅层上形成氮化硅钝化层。

4.根据权利要求1所述的高效薄膜晶硅太阳电池的制备方法，其特征在于：在步骤3)中，在所述P型低掺杂浓度的硅外延层上制备发射极层包括以下步骤：

31)采用PECVD工艺依次在所述P型低掺杂浓度的硅外延层上形成本征非晶硅层和N型非晶硅层；

32)采用溅射或反应等离子沉积在所述N型非晶硅层上形成透明导电膜。

5.根据权利要求1所述的高效薄膜晶硅太阳电池的制备方法，其特征在于：在步骤4)中，采用湿法刻蚀工艺、电化学腐蚀工艺或RIE干法刻蚀工艺去除所述发射极层中的所述透明导电膜，所述湿法刻蚀工艺中所使用的腐蚀溶液为稀释HCl溶液，所述电化学腐蚀工艺中所使用的腐蚀溶液为质量分数为5％～15％的NaOH溶液。

6.根据权利要求1所述的高效薄膜晶硅太阳电池的制备方法，其特征在于：在步骤4)中，所述沟槽还包括位于所述基极区域沟槽外侧的隔离槽。

7.根据权利要求1所述的高效薄膜晶硅太阳电池的制备方法，其特征在于：采用丝网印刷或蒸镀技术制备所述基极电极和所述发射极电极。

8.根据权利要求1所述的高效薄膜晶硅太阳电池的制备方法，其特征在于：在步骤7)中，所述退火热处理在N₂、Ar或空气气氛条件下进行，所述退火热处理的温度为150℃～350℃。

9.一种高效薄膜晶硅太阳电池，其特征在于：所述太阳电池至少包括：

SOI衬底，由下至上依次包括背衬底、埋氧层和顶层硅；

外延层，包括P型高掺杂浓度的硅外延层和P型低掺杂浓度的硅外延层；所述P型高掺杂浓度的硅外延层位于所述顶层硅的上表面，所述P型低掺杂浓度的硅外延层位于所述P型高掺杂浓度的硅外延层的上表面；

发射极层，凸设于所述P型低掺杂浓度的硅外延层的上表面；

沟槽，至少包括基极区域沟槽；所述沟槽贯穿所述发射极层，所述沟槽的底部位于所述P型低掺杂浓度的硅外延层内或延伸至所述P型高掺杂浓度的硅外延层上表面；

基极电极，位于所述基极区域沟槽的底部；

发射极电极，位于所述发射极层上。

10.根据权利要求9所述的高效薄膜晶硅太阳电池，其特征在于：所述顶层硅的厚度为20nm～200nm，所述埋氧层的厚度为200～500nm；所述背衬底为硅衬底、陶瓷衬底或蓝宝石衬底。