一種用于a-Si/nc-Si疊層太陽電池的雙功能復(fù)合結(jié)構(gòu)微晶硅氧中間層的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于太陽電池領(lǐng)域，是一種用于a-Si/nc-Si疊層太陽能電池雙功能復(fù)合結(jié) 構(gòu)中間層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽電池是一種可再生的清潔能源，對于解決能源危機(jī)及環(huán)境污染具有重要的戰(zhàn) 略意義。近年來，娃基薄膜電池作為第二代太陽電池，W其低成本的優(yōu)勢得到了長足的發(fā) 展。
[0003] 轉(zhuǎn)換效率低及非晶娃的光致衰退效應(yīng)是限制娃薄膜電池發(fā)展的兩大重要因素。a- Si/nc-Si疊層電池相對于單結(jié)娃電池來說，不僅提高了對太陽光的利用率而且也降低了非 晶娃引起的衰退作用。但是由于頂?shù)纂姵匚諏雍穸鹊倪^大差異使得頂電池的短路電流密 度較小，因此，解決電池短路電流匹配成為研究重點(diǎn)。在疊層電池中引入中間層結(jié)構(gòu)，可W 有效地提高電池對太陽光的選擇性反射和透過，提高頂電池的短路電流密度。而當(dāng)前的大 部分結(jié)構(gòu)為非晶η層和中間層，運(yùn)對光的反射率的調(diào)控和電學(xué)性能的優(yōu)化不足，且η層和中 間層存在界面匹配不夠好，導(dǎo)致電池性能降低。因此，我們設(shè)計(jì)了新型的復(fù)合結(jié)構(gòu)來彌補(bǔ)運(yùn) 種不足。
[0004] 本發(fā)明利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)方法，通過技術(shù)創(chuàng)新采用復(fù)合結(jié) 構(gòu)的微晶娃氧薄膜作為疊層電池中間層，提高短波段光的反射進(jìn)而提高了頂電池的短路電 流密度，大大提高了 a-Si/nc-Si疊層電池的短路電流匹配。并且W此復(fù)合結(jié)構(gòu)的中間層作 為頂電池的η層，實(shí)現(xiàn)娃氧中間層的雙功能作用。優(yōu)化了電池的結(jié)構(gòu)，一定程度上降低了電 池的生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在解決a-Si/nc-Si疊層太陽電池中短路電流匹配問題。本發(fā)明的目的是 提出一種用于a-Si/nc-Si疊層太陽電池的雙功能微晶娃氧薄膜的制備方法。
[0006] 所述的雙功能復(fù)合結(jié)構(gòu)微晶娃氧中間層為Ξ層結(jié)構(gòu)，具體制備方法，其特征在于， 利用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)方法制備，具體包括W下步驟：
[0007] a似Si也、也和P也反應(yīng)氣體，在高氨氣稀釋比狀態(tài)下在a-Si表面上生長η型微晶娃 薄層；
[000引 b)WSi也、也、Ρ也和C02為反應(yīng)氣體，在步驟a)制備的η型微晶娃層上生長微晶娃氧 中間層薄膜；
[0009] c)WSi化、也和Ρ也為反應(yīng)氣體，在高氨氣稀釋比狀態(tài)下在步驟b)微晶娃氧中間層 薄膜上生長與a)相同的η型微晶娃薄層；因而形成Ξ層復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步：
[0011] 優(yōu)選，η型微晶娃薄層的制備為在高氨氣稀釋比下生長的，射頻或甚高頻功率密度 優(yōu)選在250mW/cm2-450mW/cm2，進(jìn)一步優(yōu)選250mW/cm2-380mW/cm 2;生長η型微晶娃薄層時(shí)出與 SiH4的體積流量比為130:1-150:1，Ρ曲是W此為載氣的，Ρ曲與SiH4體積流量百分比在2%~ 3 %之間。
[0012] 優(yōu)選:生長微晶娃氧中間層時(shí)此與SiH4的體積流量比為200:1-250:1。生長微晶娃 氧中間層的射頻或甚高頻功率密度為450-500mW/cm2。生長微晶娃氧中間層的C〇2與SiH4的 體積流量比為（1.60-2.5): 1 dP出與SiH4體積流量百分比在3%~5%之間，P曲是W出為載氣 的。
[0013] 生長微晶娃氧中間層時(shí)腔室壓力為3mbar。
[0014] 上述制備過程中，背底真空高于l(T3Pa，襯底溫度為200°C。
[0015] 步驟a)中在a-Si表面生長η型微晶娃薄層是在高氨氣稀釋比狀態(tài)下，在生長完η型 微晶娃薄層后，生長微晶娃氧中間層之前，PECVD腔室不破空。
[0016] η型微晶娃薄層的厚度為5-lOnm;生長的微晶娃氧中間層的厚度為60nm。
[0017] 本發(fā)明的一種用于a-Si/nc-Si疊層太陽電池的雙功能復(fù)合結(jié)構(gòu)微晶娃氧中間層 薄膜的制備方法，能夠顯著提高頂電池的短路電流密度，電流匹配和電池效率得到較大提 高，見下表1;另外本發(fā)明提出的工藝與現(xiàn)有a-Si/nc-Si疊層太陽電池的制備工藝完全兼 容，利于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
[0018] 本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0019] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中將變得 明顯和容易理解，其中：
[0020] 圖1為制備雙功能復(fù)合結(jié)構(gòu)微晶娃氧中間層的流程圖；
[0021] 圖2為雙功能復(fù)合結(jié)構(gòu)微晶娃氧中間層的結(jié)構(gòu)圖；
[0022] 其中201是η型微晶薄層，202微晶娃氧中間層薄膜。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 本發(fā)明通常設(shè)及一種用于a-Si/nc-Si疊層太陽電池的雙功能復(fù)合結(jié)構(gòu)微晶娃氧 中間層的制備方法。下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié) 構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為 示例，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。此外，本發(fā)明可W在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。 運(yùn)種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān) 系。此外，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可W意 識到其他工藝的可應(yīng)用于性和/或其他材料的使用。
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例的雙功能復(fù)合結(jié)構(gòu)微晶娃氧中間層的制備流程圖。
[00%] (1)在步驟101中，WSiH4、此、P曲為反應(yīng)氣體，在完成的非晶i層上沉積η型微晶娃 薄層201。甚高頻等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(VHF-PECVD)制備的條件為:背底真空高于10- 中日，襯底溫度200°C，氣體SiH4流量為lOOsccm，此流量為13700sccm，P曲流量為11.2sccm(其 中包含此載氣，P出/此為20 % )，壓強(qiáng)為2.5mbar，沉積功率430mW/cm2，制備的微晶娃薄層 201的厚度6nm。
[0027] (2)接著在步驟102中，WSiH4、出、0)2、P曲為反應(yīng)氣體，在微晶娃薄層201表面生長 微晶娃氧薄膜202。VHF-PECVD制備的條件為：背底真空高于1 (T3P