專(zhuān)利名稱(chēng)：陶瓷基片非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種陶瓷基片硅薄膜太陽(yáng)能電池，特別涉及一種陶f(shuō)^片 非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。 背條技術(shù)太陽(yáng)能作為無(wú)污染的能源，能量巨大，而且是一種無(wú)污染的清潔能源，發(fā) 展前景十分廣泛，太陽(yáng)能電池則是將光能轉(zhuǎn)化為電能不可缺少的重要裝置。太 陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，以光 電效應(yīng)工作的薄膜式太陽(yáng)能電池是目前太陽(yáng)能電池t艮的主流。目前的太陽(yáng)能電池的傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)叫&包括n型硅薄膜層、p型硅薄膜層，其工作原理是當(dāng)p 型和n型半導(dǎo)體結(jié)合在一^時(shí)，在兩種半導(dǎo)體的交界面區(qū)域-會(huì)形成一個(gè)特殊 的薄層，界面的p型一側(cè)帶負(fù)電，n型一側(cè)帶正電。這是由于p型半導(dǎo)體多空 穴，n型半導(dǎo)體多自由電子，出現(xiàn)了濃度差。n區(qū)的電子會(huì)擴(kuò)散到p區(qū)，p區(qū)的 空穴會(huì)擴(kuò)彭'Jn區(qū)，一^ar散就形成了一個(gè)由N指向p的"內(nèi)電場(chǎng)"，從而阻止 擴(kuò)散進(jìn)行。達(dá)到平衡后，就形成了這樣一個(gè)特殊的薄層形成電勢(shì)差，這就是p-n 結(jié)。當(dāng)晶片受光后，P"n結(jié)中，n型半導(dǎo)體的空穴往p型區(qū)移動(dòng)，而p型區(qū)中的 電子往N型區(qū)移動(dòng)，從而形J^An型區(qū)到p型區(qū)的電流。然后在iMi結(jié)中形成 電勢(shì)差，這就形成了電源。目前，么如的薄膜太陽(yáng)能電池主要是硅薄膜太陽(yáng)能 電池，它分為單晶硅、多晶硅、非晶硅太陽(yáng)能電池三種，作為硅太陽(yáng)能電池基 片的材料主要是玻璃或不銹鋼等。玻璃基片上沉積制備硅薄膜難度大，耐高加 工溫度能力相對(duì)較差，因jtbA們償試式著使用陶資基片，目前，陶資基片在多 晶硅薄膜太陽(yáng)能電池中已有研制，在已公開(kāi)的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)(公告號(hào) CN1547259A，
公開(kāi)日2004年11月17日，申請(qǐng)專(zhuān)利名稱(chēng)"陶乾襯底多晶硅薄 膜太陽(yáng)能電池")中，公開(kāi)了一種用陶資做基片的多晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，它是 在陶乾襯底上沉積隔離層，在隔離層上形成p型多晶硅薄膜和n型多晶硅薄膜， 擴(kuò)散制備P"n結(jié)，這種太陽(yáng)能電池材料易得，工藝也較成熟。但存在著以下缺 陷(l)成M高。硅薄膜太陽(yáng)能電池的成本是涉及到太陽(yáng)能電池的普及與應(yīng) 用，由于使用的多晶硅要經(jīng)過(guò)結(jié)晶過(guò)程，且制作工藝復(fù)雜，材料與器件的制備 很難同時(shí)完成，因此多晶體睡電^!"在成本高的問(wèn)題；(2)易產(chǎn)生污染和設(shè)備 的腐蝕。硅薄膜的制備過(guò)程中使用了 SiH2Cl2為主要原料，制備過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生 出HCl, HC1對(duì)環(huán)境易造成污染，且這種酸性液會(huì)腐蝕加工設(shè)備；(3)光電轉(zhuǎn) 化效率需要進(jìn)一步提高。由于硅薄膜太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率離理論最佳值
還有很大的距離，還有進(jìn)一步提高的空間，因此光電轉(zhuǎn)化效率需要進(jìn)一步提高。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種陶f(shuō)^tt片、成本低、 光電轉(zhuǎn)化效#高的陶乾基片非硅薄膜太陽(yáng)能電池。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是 一種陶資基片非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，包括 基片、導(dǎo)電M^匹g己層、匹配層和透明導(dǎo)電膜層，下電極引線(xiàn)從導(dǎo)電膜及匹配 層引出，上電極引線(xiàn)從匹配層和透明導(dǎo)電膜層引出，基片上面是導(dǎo)電膜及匹配 層，導(dǎo)電膜及匹配層上面是匹配層和透明導(dǎo)電膜層，在導(dǎo)電膜及匹配層與匹配 層和透明導(dǎo)電膜層之間還依次包括有n型非晶硅薄膜層、i型非晶硅薄膜層、p 型非晶硅薄膜層，所述的基片為陶f(shuō)j^片。進(jìn)一步，所述的基片材料為高鋁瓷。進(jìn)一步，所述的基片厚度為6mm~ lOmm。采用本實(shí)用新型所述的陶資基片非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，具有以下優(yōu)點(diǎn) (l)成本低。本實(shí)用新型是在陶瓷基片上沉積非晶硅，來(lái)形成n型非晶硅薄膜 層、i型非晶硅薄膜層、p型非晶硅薄膜層，n型非晶硅薄膜層摻入了磷等原子， p型非晶硅薄膜層摻入了硼等原子，非晶硅也比多晶硅價(jià)^M更宜，同時(shí)采用本 實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，在制備非晶硅薄膜的同時(shí)就能制備pin結(jié)，工藝技術(shù)簡(jiǎn)單， 因此成本低，這樣便于大面積連續(xù)化工業(yè)化生產(chǎn)，便于硅薄膜太陽(yáng)能電池的普 及與應(yīng)用；(2)光電轉(zhuǎn)化效率高。與目前的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)不同，在n型非晶硅薄膜 層和p型非晶硅薄膜層中間設(shè)置有i型非晶硅薄膜層，i型非晶硅薄I^&A^伏 效應(yīng)的活性層，即本質(zhì)層，也叫過(guò)渡層，它可以阻止或減少由光產(chǎn)生的電子復(fù) 合。光由p型非晶硅薄膜層側(cè)入射，這樣容易收集入射光生成的電子一空穴對(duì) 之中擴(kuò) 巨離短的空穴，可提高光的綜合收集效率，使光電轉(zhuǎn)化效率大大提高； (3)重量輕，耐高溫性能好，選擇范圍廣。陶乾基片與玻璃基片相比重量輕， 且陶瓷耐受高溫的能力比玻璃好，陶瓷基片既可選用高鋁瓷，也可選用其它電 子工業(yè)所用的質(zhì)地改密的陶瓷，選擇范圍廣；(4)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染、無(wú)腐蝕。 由于制備的原料中一般使用的是S線(xiàn)，不會(huì)產(chǎn)生出污染和腐蝕設(shè)備的酸液。

附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。 實(shí)施例一如圖所示， 一種陶t^片非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，包括基片1、導(dǎo)電膜及 匹配層2、匹配層和透明導(dǎo)電膜層6，下電極引線(xiàn)7從導(dǎo)電膜及匹配層2引出， 上電極引線(xiàn)8從匹配層和透明導(dǎo)電膜層6引出，基片l上面是導(dǎo)電膜及匹配層 2,導(dǎo)電膜及匹配層2上面是匹配層和透明導(dǎo)電膜層6,在導(dǎo)電膜及匹配層2與 匹配層和透明導(dǎo)電M 6之間還依次包括有n型非晶硅薄膜層3、 i型非晶硅薄 膜層4、 p型非晶硅薄膜層5，所述的基片l為厚度6mm的高鋁瓷陶資基片。 實(shí)施例二如圖所示， 一種陶f(shuō)^片非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，包括基片1、導(dǎo)電膜及 匹配層2、匹配層和透明導(dǎo)電膜層6，下電極引線(xiàn)7從導(dǎo)電膜及匹配層2引出， 上電極引線(xiàn)8從匹配層和透明導(dǎo)電膜層6引出，基片l上面是導(dǎo)電膜及匹配層 2，導(dǎo)電膜及匹配層2上面是匹配層和透明導(dǎo)電膜層6，在導(dǎo)電膜及匹S己層2與 匹配層和透明導(dǎo)電膜層6之間還依次包括有n型非晶硅薄膜層3、 i型非晶硅薄 膜層4、 p型非晶硅薄膜層5，所述的基片l為厚度10mm的高鋁瓷陶乾基片。實(shí)施例三如圖所示， 一種陶t^片非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，包括基片1、導(dǎo)電膜及 匹配層2、匹配層和透明導(dǎo)電膜層6，下電極引線(xiàn)7從導(dǎo)電膜及匹6己層2引出， 上電極引線(xiàn)8從匹配層和透明導(dǎo)電膜層6引出，基片l上面是導(dǎo)電膜及匹配層 2,導(dǎo)電膜及匹配層2上面是匹配層和透明導(dǎo)電膜層6，在導(dǎo)電膜及匹S己層2與 匹配層和透明導(dǎo)電膜層6之間還依次包括有n型非晶硅薄膜層3、 i型非晶硅薄 膜層4、 p型非晶硅薄膜層5，所述的基片1為厚度8mm的高鋁瓷陶ifeS片。本實(shí)用新型除上述實(shí)施例外，陶乾基片1的厚度也可才M居需要做的較薄， 在0.5111111~1.0111111范圍選擇。陶資基片l的材料除高鋁資外，也可選用其它電 子工業(yè)所用的質(zhì)地改密的陶瓷材料。本實(shí)用新型制作時(shí),基片l材料為高鋁殼陶乾基片，基片l的尺寸為300mm x 300mm x 6mm的資板，當(dāng)然根據(jù)需要也可以為其它尺寸的基片，燒制成型后，磨平，清洗干凈，最后用去離子水沖洗干凈后甩干，用真空I^M才;l^基片i上鍍一層高電導(dǎo)率的導(dǎo)電膜及應(yīng)配層2，接著用等離子增強(qiáng)化學(xué)^目沉積PECVD 的方法，用SiH4、 PH3 、 B2H6等做原料，n型硅薄膜3材料為SiH4、 PH3， p型 硅薄膜5材料為SiH4、 B2H^。在導(dǎo)電膜及應(yīng)配層2上沉積n型非晶硅薄膜層3、 i型非晶硅薄膜層4、 p型非晶硅薄膜層5，再在非晶硅薄膜5上鍍上匹S己層及 透明導(dǎo)電M 6。然后下電極引線(xiàn)7從導(dǎo)電膜及匹配層2引出，上電極引線(xiàn)8 從匹酉己層和透明導(dǎo)電膜層6引出，就構(gòu)成了陶資基片非晶硅太陽(yáng)能電池。權(quán)利要求1、一種陶瓷基片非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，包括基片(1)、導(dǎo)電膜及匹配層(2)、匹配層和透明導(dǎo)電膜層(6)，下電極引線(xiàn)(7)從導(dǎo)電膜及匹配層(2)引出，上電極引線(xiàn)(8)從匹配層和透明導(dǎo)電膜層(6)引出，基片(1)上面是導(dǎo)電膜及匹配層(2)，導(dǎo)電膜及匹配層(2)上面是匹配層和透明導(dǎo)電膜層(6)，其特征在于在導(dǎo)電膜及匹配層(2)與匹配層和透明導(dǎo)電膜層(6)之間還依次包括有n型非晶硅薄膜層(3)、i型非晶硅薄膜層(4)、p型非晶硅薄膜層(5)，所述的基片(1)為陶瓷基片。
2、 才m權(quán)利要求l所述的陶瓷基片非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，其特#于 所述的基片(1)材料為高鋁瓷。
3、 才M^權(quán)利要求1或2所述的陶資基片非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池，其特M 于所述的基片(1)厚度為6mm 10mm。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種陶瓷基片硅薄膜太陽(yáng)能電池，特別涉及一種陶瓷基片非晶硅薄膜太陽(yáng)能電池。它包括基片(1)、導(dǎo)電膜及匹配層(2)、匹配層和透明導(dǎo)電膜層(6)，下電極引線(xiàn)(7)從導(dǎo)電膜及匹配層(2)引出，上電極引線(xiàn)(8)從匹配層和透明導(dǎo)電膜層(6)引出，基片(1)上面是導(dǎo)電膜及匹配層(2)，導(dǎo)電膜及匹配層(2)上面是匹配層和透明導(dǎo)電膜層(6)，在導(dǎo)電膜及匹配層(2)與匹配層和透明導(dǎo)電膜層(6)之間還依次包括n型非晶硅薄膜層(3)、i型非晶硅薄膜層(4)、p型非晶硅薄膜層(5)，基片(1)為陶瓷基片。本實(shí)用新型好處(1)成本低；(2)光電轉(zhuǎn)化效率高；(3)重量輕，耐高溫，選擇范圍廣；(4)無(wú)污染、無(wú)腐蝕。
文檔編號(hào)H01L31/075GK201048136SQ20072004010
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者唐敦乙, 林書(shū)銓, 林金錫 申請(qǐng)人:常州市亞瑪頓科技有限公司