高效薄膜晶硅太阳电池及其自主能源芯片集成技术

摘要

本发明提出了一种高效薄膜晶硅太阳电池及其自主能源集成芯片的制备方法，该方法采用了硅薄膜外延技术，克服了CMOS集成电路和太阳电池对硅材料掺杂浓度要求不同之间的矛盾；太阳电池采用本征非晶硅层/N型非晶硅层/透明导电膜异质结结构，提高了开路电压和转换效率，有利于提高芯片有效面积和集成度；利用了SOI材料中埋氧层的钝化和光学特性，可以提高薄膜晶硅太阳电池性能。该集成技术中，采用了两次ITO技术，克服了高温热处理对太阳电池性能，特别是开路电压的影响。本发明的制备方法与CMOS工艺具有兼容性，适用于大规模的工业生产。

主权项

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；具体方法为：首先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；然后采用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；或首先采用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；然后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；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。