專利名稱：一種帶有本征層的異質結結構的晶體硅太陽電池的制作方法
技術領域：
本專利涉及一種晶體硅太陽電池，具體涉及一種具有非晶氧化鋁鈍化硅表面的帶有本征層的異質結(HIT)結構的太陽電池及其制備方法。
背景技術：
目前HIT結構晶體硅太陽電池采用非晶硅作為本征層鈍化硅表面，然而非晶硅對短波長光有較強的吸收，而且對硅的鈍化性能在UV下不穩定。本專利采用原子層沉積 (ALD)系統制備的非晶氧化鋁作為本征層可以很好解決這兩個問題。非晶硅氧化鋁的帶隙約6. 8eV,對太陽光完全透明，對硅表面具有良好的鈍化性能，且不受UV輻射的影響，使得電池性能更穩定
發明內容本專利要解決的技術問題在于，應用簡單的工藝技術實現具有非晶氧化鋁鈍化硅表面的HIT結構的晶體硅太陽電池的制備方法。本專利晶體硅太陽電池如附圖1所示，HIT結構晶體硅太陽電池的結構為在P型或N型的硅基底5的上表面依次為2-lOnm上表面非晶氧化鋁401和5-15nm的ρ型非晶硅碳3，上透明導電層201和上金屬電極101 ；P型或N型的硅基底5的下表面依次為2-lOnm 下表面非晶氧化鋁402和10-20nm的η型非晶硅或微晶硅6，下透明導電層202和下金屬電極 102。所述的上表面非晶氧化鋁層401和下表面非晶氧化鋁402是通過ALD系統同時制備在經過清洗的P型或N型的硅基底5上下表面，對硅表面起到良好的鈍化作用。所述的ρ型非晶硅碳3由PECVD制備；所述的η型非晶硅或微晶硅6由PECVD制備；所述的上透明導電層201和下透明導電層202可由濺射或者ALD系統制備[0009]所述的上金屬電極101和下金屬電極102通過蒸發、濺射或者絲網印刷制備。本專利HIT結構的晶體硅太陽能電池的制備方法，采用如下工藝完成。§ 1.去除P型或N型的硅基底5表面損傷、酸或堿液制絨形成減反射結構及化學清洗；§ 2.采用HF酸或HF和HCl混酸清洗§ 1得到的硅基底5表面0. 5-2分鐘；所述氫氟酸為體積比HF H20 = 1 10-50 ；所述HF和HCl混酸為體積比HF HCl H20 = 2 5 50 ；采用ALD系統同時制備P型或N型的硅基底5上表面非晶氧化鋁401和下表面非晶氧化鋁402 ；沉積氧化鋁后在氮氣或氬氣氛圍中退火5-15分鐘，退火溫度400-450°C，增強對硅表面的鈍化性能；§ 3.采用等離子增強化學氣相沉積(PECVD)制備上表面ρ型非晶硅碳3，采用蒸
3發或濺射或ALD制備上透明導電層201 ；§ 4.采用PECVD制備下表面η型非晶硅或微晶硅6，采用濺射或ALD制備下透明導電層202 ；§ 5.蒸發、濺射或絲網印刷上金屬電極101和下金屬電極102 ；在300°C以下退火，形成歐姆接觸。本專利的優點在于1氧化鋁對硅具有非常好的鈍化效果，極大的降低表面復合速率；尤其是對P型硅有很好的鈍化效果，可以制備P型硅基底材料的HIT結構電池；2氧化鋁帶隙寬度約為6. 8eV，對太陽光無吸收，使得太陽能更能被充分利用；3氧化鋁對硅表面的鈍化不受UV輻射的影響，保證電池性能的穩定性；
圖1本專利制備的具有非晶氧化鋁本征層的HIT結構太陽電池。圖2實施例中具有非晶氧化鋁本征層的HIT結構太陽電池結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖2和實施例，對本專利作進一步詳細說明。實施例如圖2所示，具有非晶氧化鋁本征層的HIT結構太陽電池結構。其制備工藝過程如下1.采用一般的單晶硅清洗方法，即氫氧化鈉+異丙醇(NaOH+IPA)溶液去除P型的 CZ硅表面損傷并制絨形成減反射結構及化學清洗；P型的CZ硅片為工業用125單晶硅片， 電阻率 0. 5-5 Ω cm,厚度 180-220um ；2.采用HF HCl H20 = 2 5 50清洗上述得到的硅片1分鐘后甩干，采用原子層沉積(ALD)同時在上表面和下表面制備5nm的非晶氧化鋁層；3將沉積氧化鋁后的硅片在氮氣氛圍中退火15分鐘，退火溫度425°C ；4.采用工業等離子增強化學氣相沉積(PECVD)制備IOnm的上表面ρ型非晶硅碳， 然后采用磁控濺射制備IOOnm的上透明導電層AZO (SiO: Al)；5.采用工業等離子增強化學氣相沉積(PECVD)制備20nm的下表面η型微晶硅，然后采用磁控濺射制備IOOnm的下透明導電層ΑΖ0(&ι0:Α1)；6.絲網印刷可低溫燒結的上金屬鋁漿料和下金屬鋁漿料；在300°C以下退火，形成歐姆接觸電極。
權利要求1. 一種帶有本征層的異質結結構的晶體硅太陽電池，其特征在于電池的結構為在P 型或N型的硅基底(5)的上表面依次為2-lOnm上表面非晶氧化鋁(401)和5-15nm的ρ型非晶硅碳(3)，上透明導電層Ο01)和上金屬電極(101) ；P型或N型的硅基底(5)的下表面依次為2-lOnm下表面非晶氧化鋁(402)和10-20nm的η型非晶硅或微晶硅(6)，下透明導電層(202)和下金屬電極(102)。
專利摘要本專利公開了一種帶有本征層的異質結結構的晶體硅太陽電池，該晶體硅太陽電池包括晶體硅基底和上下非晶氧化鋁鈍化介質層，上表面非晶氧化鋁鈍化介質層之上為p型摻雜非晶硅碳薄膜和TCO層，下表面非晶氧化鋁鈍化介質層之下為n型摻雜非晶硅或微晶硅薄膜和TCO層，上下表面TCO層均與金屬柵電極連接。本專利采用在用酸處理的晶體硅基底后同時制備極薄的非晶氧化鋁鈍化介質層，然后分別制備p型非晶硅碳和n型非晶硅或微晶硅及TCO形成異質結電池。本專利具有工藝簡單，晶體硅表面鈍化性能好，抗UV輻射性能好，充分利用太陽光等優點。
文檔編號H01L31/072GK202134565SQ201120210239
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月21日 優先權日2011年6月21日
發明者何悅, 王永謙, 竇亞楠, 褚君浩, 馬曉光 申請人:中國科學院上海技術物理研究所