硅薄膜异质结太阳电池的制备方法

摘要

一种用于半导体技术领域的硅薄膜异质结太阳电池的制备方法，衬底清洗：采用半导体清洗工艺进行衬底的表面初清洗，再将衬底放在去离子水中用超声波清洗，用去离子水冲洗数次，氮气吹干；制备本征非晶硅层：用热丝化学汽相沉积技术制备本征非晶硅层，钨丝温度用光学高温计测量，加热器与样品的温度分别由两个热电偶测定，用电子温度控制器控制温度，在衬底表面反应生长而成薄膜；在本征非晶硅薄膜上再沉积一层发射层；正、背面电极的形成：用溅射工艺在电池的正、背面形成电极；最后进行真空热退火工艺。本发明薄膜具有光照稳定性，在AM1.5，100mW/cm²标准光强下，获得的硅薄膜的光电导增益可达10⁶，基于此薄膜的非晶硅和晶硅异质结太阳电池的效率达12.5％。

主权项

1、一种硅薄膜异质结太阳电池的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)衬底清洗：采用半导体清洗工艺进行衬底的表面初清洗，用3％的氢氟酸除去硅片表面的二氧化硅层，再将衬底放在去离子水中用超声波清洗，用去离子水冲洗数次，氮气吹干；(2)制备本征非晶硅层：采用热丝化学汽相沉积工艺制备本征非晶硅层i-a-Si，提供高温的热丝是采用直径为0.7mm的钨丝，钨丝温度用光学高温计测量，加热器与样品的温度分别由两个热电偶测定，用电子温度控制器控制温度，或者在沉积前后用一挡板将衬底与钨丝隔开，反应气体被高温钨丝分解形成大量活性硅氢基元，硅氢基元再扩散到衬底表面，在衬底表面反应生长而成薄膜；(3)采用热丝化学汽相沉积工艺，在本征非晶硅薄膜上再沉积一层厚10～30nm的发射层，该发射层的导电性与衬底的导电性相反，即构成p+a-Si/i-a-Si/n-c-Si及n+-a-Si/i-a-Si/p-c-Si结构的太阳电池原形；(4)正背面电极的形成，用溅射工艺在电池的正面沉积一层厚80nm的ITO透明导电薄膜，再在ITO薄膜上用掩膜、真空热蒸发沉积银金属栅线，电池的背面也采用真空热蒸发沉积铝金属背电极；(5)真空热退火工艺，在电极完成以后，进行真空热退火。