一种厚膜太阳能电池的制备方法

摘要

本发明公开了一种厚膜太阳能电池的制备方法，所述厚膜太阳能电池为柔性基底非晶硅/多晶硅叠层异质节电池，其中包含的多晶硅层是由小颗粒多晶硅层经低温晶化而来，厚度较薄，从而大幅降低硅材料的耗费，显著降低了成本；利用本发明所述的方法制备厚膜太阳能电池，具有低成本、高产量、易于生产以及所得产品的光电转换效率高的特点。

主权项

一种厚膜太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)柔性基底的制备及其表面处理：将石英或不锈钢进行裁切后得到石英基片/不锈钢基片，清洗烘干后得到柔性基底；(2)氮化硅绝缘层的沉积及其热处理：采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在(1)中的柔性基底表面分两次沉积0.1～0.2μm厚的氮化硅绝缘层，第一次沉积时间为20～35分钟，第二次沉积时间为30～45分钟；然后将沉积有氮化硅绝缘层的基片放入烘箱内，在N₂保护下以5～10℃/min的速率进行程序升温至280℃，保温2～4小时后再以5～10℃/min的速率进行程序降温至室温；(3)透明导电层的沉积：采用磁控溅射法，在压力4×10^‑4Pa，温度在室温的条件下，利用质量比为ZnO₂∶Al₂O₃＝96∶4的靶材在氮化硅绝缘层上沉积2μm厚的掺铝氧化锌‑氧化铝(AZO/A～AZO)薄膜，得到透明导电层；(4)含PN结的多晶硅层的制备：首先在等离子体化学气相沉积(PCVD)系统中，通入硅烷和硼烷气体，以氮气/氩气为保护气，在30～50μm/h的沉积速率下于透明导电层上沉积50μm厚的P型小颗粒多晶硅层，并在真空状态下进行激光晶化；然后在PECVD系统中，通入硅烷和磷烷气体，在氩气保护下，以5μm/h的沉积速率沉积2μm厚的N型小颗粒多晶硅层；(5)含PIN结的非晶硅层的制备：采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在多晶硅层上依次沉积P型、I型以及N型非晶硅层，其中，P型非晶硅层是在压力小于4×10^‑4Pa、温度低于300℃的条件下以及硅烷和硼烷的保护氛围中进行沉积的；在压力4×10^‑4Pa、温度250℃的条件下，99.9999％的硅烷沉积I型非晶硅层；N型非晶硅层是在压力小于4×10^‑4Pa、温度低于300℃的条件下以及硅烷和磷烷的保护氛围中进行沉积的；所述非晶硅层的总厚度为2μm；(6)上层电极的制备及处理：采用真空蒸镀法在非晶硅层上镀上0.2μm厚的掺铝氧化锌‑氧化铝上层电极(AZO/A～AZO)薄膜，得到透明导电层，随后对所述上层电极进行激光蚀刻；(7)镀增透膜：在蚀刻好的上层电极上磁控溅射法加镀550nm厚的TiO₂增透膜层，用高纯金属钛(Ti)做靶材，用氩气Ar稀释的O₂，O₂体积含量为3‑5％，真空度为5.0‑8.0×10^‑5Pa，总功率为100‑120KVA，温度为300‑500℃；(8)欧姆电极的安装；(9)电池的组装。