一種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池及其制備方法，該電池包括襯底、透明導(dǎo)電薄膜、p型微晶硅薄膜窗口層、本征微晶硅薄膜吸收層、n型微晶硅層和背反射電極，所述p型微晶硅薄膜窗口層與本征微晶硅薄膜吸收層之間設(shè)有pi界面層，所述本征微晶硅薄膜吸收層與n型微晶硅層之間設(shè)有in界面層。本發(fā)明的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，在摻雜層與本征層之間設(shè)置過(guò)渡界面層，改善了電池的界面性能和能帶結(jié)構(gòu)，有利于載流子的輸出和收集，從而提高了電池的效率。
【專利說(shuō)明】-種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于薄膜太陽(yáng)能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，同 時(shí)還涉及一種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 微晶硅薄膜是介于非晶硅和單晶硅之間的一種混合相無(wú)序半導(dǎo)體材料，是由幾十 到幾百納米的晶硅顆粒鑲嵌在非晶硅薄膜中所組成的；它兼?zhèn)淞朔蔷Ч韬蛦尉Ч璨牧系膬?yōu) 點(diǎn)，被認(rèn)為是制作太陽(yáng)能電池的優(yōu)良材料。同其它薄膜太陽(yáng)能電池相比，微晶硅薄膜太陽(yáng)能 電池具有以下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：1)成本低；2)具有較高的電導(dǎo)率、高的吸收系數(shù)和無(wú)明顯光致衰 減現(xiàn)象；3)具有易實(shí)現(xiàn)大面積制備、集成化等優(yōu)點(diǎn)；4)在對(duì)太陽(yáng)光譜不同波段的有效光電 轉(zhuǎn)換方面與非晶硅薄膜電池可形成很好的互補(bǔ)。
[0003] 在光伏產(chǎn)業(yè)中，晶體硅電池和硅基薄膜電池占據(jù)90 %以上，而硅基薄膜電池相比 于晶體硅電池由于可以大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)并且高效等特性受到廣泛關(guān)注。在玻璃襯底上沉 積微晶硅薄膜電池一般采用的都是pin型結(jié)構(gòu)的電池，電池的結(jié)構(gòu)依次為玻璃襯底、透明 導(dǎo)電薄膜、P型微晶硅薄膜窗口層、本征微晶硅薄膜吸收層、n型非晶硅或微晶硅層和背反 射電極。一般情況下，摻硼的P型微晶娃薄膜窗口層具有較寬的光學(xué)帶隙，其與本征微晶 硅薄膜吸收層之間往往存在著能帶之間的失配問(wèn)題，在p/i界面形成一個(gè)帶隙突變的異質(zhì) 結(jié)，導(dǎo)致界面處缺陷態(tài)密度增加，使得界面處電子和空穴復(fù)合幾率增加，降低電池對(duì)光生載 流子的收集效率。同樣，i/n界面對(duì)電池性能也有重要的影響，因?yàn)閚層摻雜后缺陷態(tài)密度 增加，在i/n界面處也存在著同樣的問(wèn)題。同時(shí)，p型微晶硅薄膜窗口層中的硼與n型非晶 硅或微晶硅層中的磷容易擴(kuò)散進(jìn)入本征微晶硅薄膜吸收層形成缺陷中心，硼與磷會(huì)在界面 處堆積影響本征微晶硅薄膜吸收層內(nèi)電場(chǎng)的均勻分布，從而降低電池的整體性能。
[0004] 為了改善微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的界面問(wèn)題，研究者采用熱絲法沉積緩沖層來(lái)改 善電池的pi界面特性（參見Y.Mai,S.Klein,R.Carius,andH.Stiebig，X.Geng，F(xiàn).Finger. APPLIEDPHYSICSLETTERS87, 073503(2005))，但是這需要引入新的沉積設(shè)備進(jìn)行熱絲化 學(xué)氣相沉積，生產(chǎn)成本較高，不易進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。專利CN100487926C公開了一種高速沉 積微晶硅太陽(yáng)電池P/I界面的處理方法，采用甚高頻先低速沉積一薄膜作為籽晶層然后再 高速沉積來(lái)改善電池的Pi界面，該方法操作復(fù)雜，不易控制，且對(duì)于界面問(wèn)題的改善和電 池效率的提高有限，還不能滿足使用的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，解決現(xiàn)有pin結(jié)構(gòu)電池的p/i 和i/n界面缺陷和能帶失配的問(wèn)題。
[0006] 本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，包 括襯底、透明導(dǎo)電薄膜、P型微晶硅薄膜窗口層、本征微晶硅薄膜吸收層、n型微晶硅層和背 反射電極；所述P型微晶硅薄膜窗口層與本征微晶硅薄膜吸收層之間設(shè)有Pi界面層，所述 本征微晶硅薄膜吸收層與n型微晶硅層之間設(shè)有in界面層。
[0008] 所述襯底為玻璃襯底。
[0009] 所述pi界面層為具有沿p型微晶硅薄膜窗口層到本征微晶硅薄膜吸收層方向依 次遞減的硼摻雜梯度的微晶硅薄膜層。
[0010] pi界面的硼摻雜梯度是以p型微晶硅薄膜窗口層的硼摻雜量作為最大值，在界面 層內(nèi)依次遞減至硼摻雜量為〇。
[0011] 所述pi界面層的厚度為5?20nm。
[0012] 所述in界面層為具有沿本征微晶硅薄膜吸收層到n型微晶硅層方向依次遞增的 磷摻雜梯度的微晶硅薄膜層。
[0013] in界面層的磷摻雜梯度是從磷摻雜量為0開始，在界面層內(nèi)依次遞增至與n型微 晶硅層的磷摻雜量相等。
[0014] 所述in界面層的厚度為5?30nm。
[0015] 所述pi界面層的晶化率為45%?75%;所述in界面層的晶化率為30%?55%。 [0016] 所述pi界面層的晶化率高于in界面層的晶化率。
[0017] 一種上述的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，包括下列步驟：
[0018] 1)采用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在p型微晶硅薄膜窗口層沉積結(jié)束 后，保持輝光不斷，將通入的摻雜氣體切斷，利用反應(yīng)腔室中剩余的摻雜氣體繼續(xù)沉積至摻 雜氣體耗盡，在P型微晶硅薄膜窗口層上制備出Pi界面層；
[0019] 2)采用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在本征微晶硅薄膜吸收層沉積結(jié)束 后，等離子體起輝后進(jìn)行沉積，再通入摻雜氣體并逐漸增大流量，在本征微晶硅薄膜吸收層 上制備出in界面層。
[0020] 所述射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法的反應(yīng)氣體為硅烷和氫氣。
[0021] 步驟1)中所述摻雜氣體為硼烷。所述硼烷為乙硼烷（B2H6)。
[0022] 步驟2)中所述摻雜氣體為磷烷（PH3)。
[0023] 步驟1)中，p型微晶硅薄膜窗口層的沉積條件為：反應(yīng)溫度150?200°C，反應(yīng)壓 強(qiáng)100?300Pa，功率為100?200W，硅烷體積濃度為0. 5 %?2. 0 %，摻雜氣體體積濃度為 0. 2%?0. 8%，氣體總流量為100?200sccm;沉積5?IOmin后，p型微晶硅薄膜窗口層 的反應(yīng)結(jié)束，保持輝光不斷，切斷摻雜氣體的氣路，繼續(xù)沉積4?lOmin，在p型微晶硅薄膜 窗口層上制得Pi界面層。
[0024] 步驟2)中，制備in界面層的沉積條件為：反應(yīng)溫度150?180°C，反應(yīng)壓強(qiáng)100? 150Pa，功率為40?100W，硅烷體積濃度為1. 5%?3. 0%，氣體總流量為100?200sccm; 保持上述條件沉積3?12min后，再通入摻雜氣體繼續(xù)沉積，并在3?5min內(nèi)逐漸增大流 量至摻雜氣體體積濃度為0. 5%?1. 0%，在本征微晶硅薄膜吸收層上制得in界面層。
[0025] 本發(fā)明的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池中，在p型微晶硅薄膜窗口層與本征微晶硅薄膜 吸收層之間設(shè)有Pi界面層，Pi界面層具有硼摻雜梯度和高晶化率，其對(duì)接下來(lái)本征微晶硅 薄膜的沉積，一是起到作為籽晶層作用，另外可以有效防止硼原子從P型微晶硅薄膜窗口 層向型微晶硅薄膜窗口層的擴(kuò)散，起到自然過(guò)渡和作為本征層的誘導(dǎo)層的作用；在本征微 晶硅薄膜吸收層與n型微晶硅層之間設(shè)有in界面層，in界面層具有磷的梯度摻雜，一方面 可以起到改善界面缺陷作用，另一方面可以和n型微晶硅層的能帶形成較好的匹配，改善 能帶接觸特性，同時(shí)in界面層的磷梯度摻雜與pi界面層的硼梯度摻雜相對(duì)應(yīng)，更好的改善 了能帶結(jié)構(gòu)以及在內(nèi)建電場(chǎng)的作用下能更有效的提供光生載流子；在摻雜層與本征層之間 設(shè)置過(guò)渡區(qū)域，改善了電池的界面性能和能帶結(jié)構(gòu)，有利于載流子的輸出和收集，從而提高 了電池的效率。
[0026] 本發(fā)明的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，利用摻雜氣體自然過(guò)渡的方法，在 摻雜層與本征層之間設(shè)置界面層，制備了具有梯度摻雜結(jié)構(gòu)的Pi界面層和in界面層，改善 了電池的界面性能和能帶匹配，有利于載流子的輸出和收集，從而提高了電池的效率；該方 法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，不需要另外的設(shè)備投入，成本低，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為實(shí)施例1所得微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖2為實(shí)施例1所得微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的I-V特性圖；
[0029] 圖3為實(shí)施例2所得微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的I-V特性圖；
[0030] 圖4為實(shí)施例3所得微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的I-V特性圖；
[0031] 圖5為實(shí)施例4所得微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的I-V特性圖；
[0032] 圖6為對(duì)比例所得微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的I-V特性圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0034] 實(shí)施例1
[0035] 本實(shí)施例的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，如圖1所示，從下到上依次包括玻璃襯底1、 透明導(dǎo)電薄膜2、P型微晶硅薄膜窗口層3、本征微晶硅薄膜吸收層5、n型微晶硅層7和背 反射電極8,所述P型微晶硅薄膜窗口層3與本征微晶硅薄膜吸收層5之間設(shè)有pi界面層 4,所述本征微晶硅薄膜吸收層5與n型微晶硅層7之間設(shè)有in界面層6。所述pi界面層 4為具有沿P型微晶硅薄膜窗口層3到本征微晶硅薄膜吸收層5方向依次遞減的硼摻雜梯 度的微晶硅薄膜層；所述Pi界面層4的厚度為10nm。所述in界面層6為具有沿本征微晶 硅薄膜吸收層5到n型微晶硅層7方向依次遞增的磷摻雜梯度的微晶硅薄膜層；所述in界 面層6的厚度為15nm。所述pi界面層4的晶化率為45%;所述in界面層6的晶化率為 30%。pi界面層4的晶化率高于in界面層6的晶化率。
[0036] 本實(shí)施例的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，包括下列步驟：
[0037] 1)取玻璃襯底，在玻璃襯底上沉積透明導(dǎo)電薄膜；
[0038] 2)采用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在織構(gòu)過(guò)的透明導(dǎo)電薄膜上沉積p型 微晶娃薄膜窗口層，反應(yīng)氣體為高純氫氣、娃燒，摻雜氣體為乙硼燒（B2H6);
[0039]p型微晶硅薄膜窗口層的沉積條件為：反應(yīng)溫度180°C，反應(yīng)壓強(qiáng)266Pa，功率為 150W，硅烷體積濃度為1%，摻雜氣體體積濃度為0. 4%，氣體總流量為20〇SCCm;
[0040] 沉積IOmin后，P型微晶硅薄膜窗口層的反應(yīng)結(jié)束，保持輝光不斷，切斷摻雜氣體 的氣路，繼續(xù)沉積5min，采用自然衰減的方式，利用反應(yīng)腔室中剩余的摻雜氣體繼續(xù)沉積至 摻雜氣體耗盡，在P型微晶硅薄膜窗口層上制備出硼摻雜梯度衰減的Pi界面層；
[0041] 3)采用甚高頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在pi界面層上沉積本征微晶硅薄 膜吸收層，反應(yīng)氣體為硅烷和氫氣，激發(fā)電源頻率為75MHz;
[0042] 4)采用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在本征微晶硅薄膜吸收層沉積結(jié)束 后，等離子體起輝后進(jìn)行沉積制備in界面層，反應(yīng)氣體為硅烷和氫氣；
[0043] 制備in界面層的沉積條件為：反應(yīng)溫度180°C，反應(yīng)壓強(qiáng)133Pa，功率為50W，硅烷 體積濃度為2%，氣體總流量為200sccm;保持上述條件沉積5min后，再通入摻雜氣體繼續(xù) 沉積，并在3min內(nèi)逐漸增大流量至摻雜氣體體積濃度為0. 8%，在本征微晶硅薄膜吸收層 上制備出磷摻雜梯度增加的in界面層；
[0044] 5)在in界面層上依次制備n型微晶硅層和背反射電極Al,即得單結(jié)微晶硅薄膜 太陽(yáng)能電池。
[0045] 實(shí)施例2
[0046] 本實(shí)施例的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，包括襯底、透明導(dǎo)電薄膜、P型微晶硅薄膜窗 口層、本征微晶硅薄膜吸收層、n型微晶硅層和背反射電極，所述P型微晶硅薄膜窗口層與 本征微晶硅薄膜吸收層之間設(shè)有Pi界面層，所述本征微晶硅薄膜吸收層與n型微晶硅層之 間設(shè)有in界面層。所述pi界面層為具有沿P型微晶硅薄膜窗口層到本征微晶硅薄膜吸收 層方向依次遞減的硼摻雜梯度的微晶硅薄膜層。所述Pi界面層的厚度為20nm。所述in界 面層為具有沿本征微晶硅薄膜吸收層到n型微晶硅層方向依次遞增的磷摻雜梯度的微晶 娃薄膜層。所述in界面層的厚度為20nm。所述pi界面層4的晶化率為75% ;所述in界 面層6的晶化率為55%。pi界面層4的晶化率高于in界面層6的晶化率。
[0047] 本實(shí)施例的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，包括下列步驟：
[0048] 1)取玻璃襯底，在玻璃襯底上沉積透明導(dǎo)電薄膜；
[0049] 2)采用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在織構(gòu)過(guò)的透明導(dǎo)電薄膜上沉積p型 微晶娃薄膜窗口層，反應(yīng)氣體為高純氫氣、娃燒，摻雜氣體為乙硼燒（B2H6);
[0050]p型微晶硅薄膜窗口層的沉積條件為：反應(yīng)溫度150°C，反應(yīng)壓強(qiáng)300Pa，功率為 200W，硅烷體積濃度為2%，摻雜氣體體積濃度為0. 6%，氣體總流量為lOOsccm;
[0051] 沉積Smin后，p型微晶硅薄膜窗口層的反應(yīng)結(jié)束，保持輝光不斷，切斷摻雜氣體的 氣路，繼續(xù)沉積9min，采用自然衰減的方式，利用反應(yīng)腔室中剩余的摻雜氣體繼續(xù)沉積至摻 雜氣體耗盡，在P型微晶硅薄膜窗口層上制備出硼摻雜梯度衰減的Pi界面層；
[0052] 3)采用甚高頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在pi界面層上沉積本征微晶硅薄 膜吸收層，反應(yīng)氣體為硅烷和氫氣，激發(fā)電源頻率為75MHz;
[0053] 4)采用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在本征微晶硅薄膜吸收層沉積結(jié)束 后，等離子體起輝后進(jìn)行沉積制備in界面層，反應(yīng)氣體為硅烷和氫氣；
[0054]制備in界面層的沉積條件為：反應(yīng)溫度150°C，反應(yīng)壓強(qiáng)lOOPa，功率為60W，硅烷 體積濃度為1. 5%，氣體總流量為15〇SCCm;保持上述條件沉積12min后，再通入摻雜氣體繼 續(xù)沉積，并在4min內(nèi)逐漸增大流量至摻雜氣體體積濃度為0. 8%，在本征微晶硅薄膜吸收 層上制備出磷摻雜梯度增加的in界面層；
[0055] 5)在in界面層上依次制備n型微晶硅層和背反射電極Al,即得單結(jié)微晶硅薄膜 太陽(yáng)能電池。
[0056] 實(shí)施例3
[0057] 本實(shí)施例的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，包括襯底、透明導(dǎo)電薄膜、P型微晶硅薄膜窗 口層、本征微晶硅薄膜吸收層、n型微晶硅層和背反射電極，所述P型微晶硅薄膜窗口層與 本征微晶硅薄膜吸收層之間設(shè)有Pi界面層，所述本征微晶硅薄膜吸收層與n型微晶硅層之 間設(shè)有in界面層。所述pi界面層為具有沿P型微晶硅薄膜窗口層到本征微晶硅薄膜吸收 層方向依次遞減的硼摻雜梯度的微晶硅薄膜層。所述Pi界面層的厚度為15nm。所述in界 面層為具有沿本征微晶硅薄膜吸收層到n型微晶硅層方向依次遞增的磷摻雜梯度的微晶 娃薄膜層。所述in界面層的厚度為30nm。所述pi界面層4的晶化率為55%;所述in界 面層6的晶化率為35%。pi界面層4的晶化率高于in界面層6的晶化率。
[0058] 本實(shí)施例的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，包括下列步驟：
[0059] 1)取玻璃襯底，在玻璃襯底上沉積透明導(dǎo)電薄膜；
[0060] 2)采用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在織構(gòu)過(guò)的透明導(dǎo)電薄膜上沉積P型 微晶娃薄膜窗口層，反應(yīng)氣體為高純氫氣、娃燒，摻雜氣體為乙硼燒（B2H6);
[0061]p型微晶硅薄膜窗口層的沉積條件為：反應(yīng)溫度200°C，反應(yīng)壓強(qiáng)lOOPa，功率為 100W，硅烷體積濃度為0. 5%，摻雜氣體體積濃度為0. 2%，氣體總流量為20〇SCCm;
[0062] 沉積IOmin后，p型微晶硅薄膜窗口層的反應(yīng)結(jié)束，保持輝光不斷，切斷摻雜氣體 的氣路，繼續(xù)沉積6min，采用自然衰減的方式，利用反應(yīng)腔室中剩余的摻雜氣體繼續(xù)沉積至 摻雜氣體耗盡，在P型微晶硅薄膜窗口層上制備出硼摻雜梯度衰減的Pi界面層；
[0063] 3)采用甚高頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在pi界面層上沉積本征微晶硅薄 膜吸收層，反應(yīng)氣體為硅烷和氫氣，激發(fā)電源頻率為75MHz;
[0064] 4)采用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在本征微晶硅薄膜吸收層沉積結(jié)束 后，等離子體起輝后進(jìn)行沉積制備in界面層，反應(yīng)氣體為硅烷和氫氣；
[0065] 制備in界面層的沉積條件為：反應(yīng)溫度160°C，反應(yīng)壓強(qiáng)150Pa，功率為100W，硅 烷體積濃度為3%，氣體總流量為IOOsccm;保持上述條件沉積IOmin后，再通入摻雜氣體繼 續(xù)沉積，并在4min內(nèi)逐漸增大流量至摻雜氣體體積濃度為1.0%，在本征微晶硅薄膜吸收 層上制備出磷摻雜梯度增加的in界面層；
[0066] 5)在in界面層上依次制備n型微晶硅層和背反射電極Al,即得單結(jié)微晶硅薄膜 太陽(yáng)能電池。
[0067] 實(shí)施例4
[0068] 本實(shí)施例的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，包括襯底、透明導(dǎo)電薄膜、P型微晶硅薄膜窗 口層、本征微晶硅薄膜吸收層、n型微晶硅層和背反射電極，所述P型微晶硅薄膜窗口層與 本征微晶硅薄膜吸收層之間設(shè)有Pi界面層，所述本征微晶硅薄膜吸收層與n型微晶硅層之 間設(shè)有in界面層。所述pi界面層為具有沿P型微晶硅薄膜窗口層到本征微晶硅薄膜吸收 層方向依次遞減的硼摻雜梯度的微晶硅薄膜層。所述Pi界面層的厚度為l〇nm。所述in界 面層為具有沿本征微晶硅薄膜吸收層到n型微晶硅層方向依次遞增的磷摻雜梯度的微晶 娃薄膜層。所述in界面層的厚度為5nm。所述pi界面層4的晶化率為65%;所述in界面 層6的晶化率為50%。pi界面層4的晶化率高于in界面層6的晶化率。
[0069] 本實(shí)施例的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，包括下列步驟：
[0070] 1)取玻璃襯底，在玻璃襯底上沉積透明導(dǎo)電薄膜；
[0071] 2)采用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在織構(gòu)過(guò)的透明導(dǎo)電薄膜上沉積p型 微晶娃薄膜窗口層，反應(yīng)氣體為高純氫氣、娃燒，摻雜氣體為乙硼燒（B2H6);
[0072] p型微晶硅薄膜窗口層的沉積條件為：反應(yīng)溫度160°C，反應(yīng)壓強(qiáng)200Pa，功率為 140W，硅烷體積濃度為1 %，摻雜氣體體積濃度為0. 8 %，氣體總流量為18〇SCCm;
[0073] 沉積9min后，p型微晶硅薄膜窗口層的反應(yīng)結(jié)束，保持輝光不斷，切斷摻雜氣體的 氣路，繼續(xù)沉積4min，采用自然衰減的方式，利用反應(yīng)腔室中剩余的摻雜氣體繼續(xù)沉積至摻 雜氣體耗盡，在P型微晶硅薄膜窗口層上制備出硼摻雜梯度衰減的Pi界面層；
[0074] 3)采用甚高頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在pi界面層上沉積本征微晶硅薄 膜吸收層，反應(yīng)氣體為硅烷和氫氣，激發(fā)電源頻率為75MHz;
[0075] 4)采用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在本征微晶硅薄膜吸收層沉積結(jié)束 后，等離子體起輝后進(jìn)行沉積制備in界面層，反應(yīng)氣體為硅烷和氫氣；
[0076] 制備in界面層的沉積條件為：反應(yīng)溫度150°C，反應(yīng)壓強(qiáng)120Pa，功率為90W，硅烷 體積濃度為1. 5%，氣體總流量為200sCCm;保持上述條件沉積5min后，再通入摻雜氣體繼 續(xù)沉積，并在3min內(nèi)逐漸增大流量至摻雜氣體體積濃度為1. 0%，在本征微晶硅薄膜吸收 層上制備出磷摻雜梯度增加的in界面層；
[0077] 5)在in界面層上依次制備n型微晶硅層和背反射電極Al,即得單結(jié)微晶硅薄膜 太陽(yáng)能電池。
[0078] 實(shí)驗(yàn)例
[0079] 本實(shí)驗(yàn)例對(duì)實(shí)施例1-4所得單結(jié)微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池進(jìn)行檢測(cè)，其I-V特性檢 測(cè)結(jié)果如表1和圖2-6所示。
[0080] 其中，對(duì)比例的單結(jié)微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池包括襯底、透明導(dǎo)電薄膜、P型微晶硅 薄膜窗口層、本征微晶硅薄膜吸收層、n型微晶硅層和背反射電極，不含有界面層；其余同 實(shí)施例1。
[0081] 表1實(shí)施例1-4所得單結(jié)微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池性能檢測(cè)結(jié)果
[0082]

【權(quán)利要求】
1. 一種微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于：包括襯底、透明導(dǎo)電薄膜、P型微晶硅薄 膜窗口層、本征微晶娃薄膜吸收層、n型微晶娃層和背反射電極；所述p型微晶娃薄膜窗口 層與本征微晶硅薄膜吸收層之間設(shè)有Pi界面層，所述本征微晶硅薄膜吸收層與n型微晶硅 層之間設(shè)有in界面層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于：所述pi界面層為具有 沿P型微晶硅薄膜窗口層到本征微晶硅薄膜吸收層方向依次遞減的硼摻雜梯度的微晶硅 薄膜層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于：所述pi界面層的 厚度為5?20nm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于：所述in界面層為具有 沿本征微晶硅薄膜吸收層到n型微晶硅層方向依次遞增的磷摻雜梯度的微晶硅薄膜層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于：所述in界面層的 厚度為5?30nm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于：所述pi界面層 的晶化率為45 %?75% ;所述in界面層的晶化率為30 %?55%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，其特征在于：所述pi界面層的晶化 率高于in界面層的晶化率。
8. -種如權(quán)利要求1所述的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于：包括下 列步驟： 1) 采用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在P型微晶硅薄膜窗口層沉積結(jié)束后，保 持輝光不斷，將通入的摻雜氣體切斷，利用反應(yīng)腔室中剩余的摻雜氣體繼續(xù)沉積至摻雜氣 體耗盡，在P型微晶硅薄膜窗口層上制備出pi界面層； 2) 采用射頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法，在本征微晶硅薄膜吸收層沉積結(jié)束后，等 離子體起輝后進(jìn)行沉積，再通入摻雜氣體并逐漸增大流量，在本征微晶硅薄膜吸收層上制 備出in界面層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于：步驟1) 中，P型微晶硅薄膜窗口層的沉積條件為：反應(yīng)溫度150?200°C，反應(yīng)壓強(qiáng)100?300Pa， 功率為1〇〇?200W，硅烷體積濃度為0. 5%?2. 0%，摻雜氣體體積濃度為0. 2%?0. 8%， 氣體總流量為100?20〇SCCm ;沉積5?lOmin后，p型微晶硅薄膜窗口層的反應(yīng)結(jié)束，保持 輝光不斷，切斷摻雜氣體的氣路，繼續(xù)沉積4?lOmin，在p型微晶娃薄膜窗口層上制得pi 界面層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的微晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制備方法，其特征在于：步驟 2)中，制備in界面層的沉積條件為：反應(yīng)溫度150?180°C，反應(yīng)壓強(qiáng)100?150Pa，功率 為40?100W，硅烷體積濃度為1. 5%?3. 0%，氣體總流量為100?200sccm ;保持上述條 件沉積3?12min后，再通入摻雜氣體繼續(xù)沉積，并在3?5min內(nèi)逐漸增大流量至摻雜氣 體體積濃度為〇. 5%?1. 0%，在本征微晶硅薄膜吸收層上制得in界面層。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK104332512SQ201410321489
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年7月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月7日
【發(fā)明者】李新利, 毛志平, 馬戰(zhàn)紅, 李武會(huì), 任鳳章, 王宇飛, 許榮輝, 柳勇 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)