一種多層膜太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種多層膜太陽能電池，包括：第一類型半導(dǎo)體襯底；第二類型摻雜層；減反射膜；上電極及下電極；其中，所述減反射膜由氮化硅復(fù)合層及形成于所述氮化硅復(fù)合層上的二氧化硅薄膜疊加而成，所述氮化硅復(fù)合層由至少三層氮化硅薄膜疊加而成。本實用新型的多層膜太陽能電池中，減反射膜為氮化硅復(fù)合層/二氧化硅多層膜結(jié)構(gòu)，多層氮化硅薄膜使得光在電池表面經(jīng)過多次折射，從而增加太陽能電池對光的吸收，同時氮化硅薄膜對硅材料中的電活性雜質(zhì)和缺陷具有較好的場效應(yīng)鈍化效果，有利于進(jìn)一步提高光吸收，而二氧化硅薄膜又可以降低多層氮化硅薄膜導(dǎo)致的界面缺陷密度增加，二者結(jié)合作為減反射膜，可以有效提高硅太陽能電池的效率。
【專利說明】一種多層膜太陽能電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種多層膜太陽能電池。

【背景技術(shù)】
[0002]常見的晶體硅太陽能電池是由背面電極、半導(dǎo)體材料構(gòu)成的P型層、N型層、P-N結(jié)、減反射薄膜、正面柵電極等部分組成。當(dāng)太陽光照射到太陽能電池表面時，減反射薄膜和絨面結(jié)構(gòu)可有效減少電池表面的光反射損失。太陽能電池中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)吸收太陽能后。激發(fā)產(chǎn)生電子、空穴對，電子、空穴對被半導(dǎo)體內(nèi)部P-N結(jié)自建電場分開，電子流進(jìn)入N區(qū)，空穴流入P區(qū)，形成光生電場，如果將晶體硅太能電池的正、負(fù)極與外部電路連接，外部電路中就有光生電流通過。
[0003]太陽能電池的制作過程包括制絨、擴散、刻蝕、鍍膜、絲網(wǎng)印刷和IV效率分選。鍍膜的作用是在晶圓(wafer)表面鍍上一層減反射膜，可以有效降低光的反射，增加電池片對太陽光的吸收；另外薄膜中的氫(H)能夠進(jìn)入硅晶體中，鈍化硅中的缺陷，降低表面態(tài)密度，抑制電池表面復(fù)合，增加少子壽命，從而提高太陽能電池的短路電流Isc和開路電壓Voco如圖1所示，為一種常規(guī)太陽能電池的膜層結(jié)構(gòu)，包括P襯底11、N摻雜層12，減反射膜13，上電極14及下電極15，其中，其減反射膜13由一層或雙層氮化硅薄膜131，132組成。
[0004]目如，發(fā)展尚效電池技術(shù)是提尚太陽能電池效率的關(guān)鍵。要提尚太陽能電池效率，一種主要方式是盡量降低太陽光的反射，增強太陽光的吸收。因此，如何進(jìn)一步提高太陽能電池的光吸收能力成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個技術(shù)問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種多層膜太陽能電池，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中太陽能電池效率不高的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種多層膜太陽能電池，包括:
[0007]第一類型半導(dǎo)體襯底；
[0008]第二類型摻雜層，形成于所述第一類型半導(dǎo)體襯底表面；
[0009]減反射膜，形成于所述第二類型摻雜層表面；
[0010]上電極，形成于所述減反射膜表面；
[0011]下電極，形成于所述第一類型半導(dǎo)體襯底背面；
[0012]其中，所述減反射膜由氮化硅復(fù)合層及形成于所述氮化硅復(fù)合層上的二氧化硅薄膜疊加而成，所述氮化硅復(fù)合層由至少三層氮化硅薄膜疊加而成。
[0013]可選地，所述氮化硅復(fù)合層包括3?10層氮化硅薄膜。
[0014]可選地，所述氮化硅復(fù)合層中，各氮化硅薄膜的折射率自下而上依次減小。
[0015]可選地，所述氮化硅薄膜的折射率范圍是1.4?2.25。
[0016]可選地，所述氮化硅復(fù)合層中，底層的氮化硅薄膜厚度小于頂層的氮化硅薄膜厚度。
[0017]可選地，所述氮化娃薄膜的厚度范圍是10?50nm。
[0018]可選地，所述二氧化娃薄膜的厚度范圍是5?10nm。
[0019]可選地，所述二氧化硅薄膜的折射率范圍為1.4?1.5。
[0020]可選地，所述下電極的材料為鋁，所述上電極的材料為銀。
[0021]如上所述，本實用新型的多層膜太陽能電池，具有以下有益效果:本實用新型的多層膜太陽能電池中，減反射膜由氮化硅復(fù)合層及形成于所述氮化硅復(fù)合層上的二氧化硅薄膜疊加而成，其中，所述氮化硅復(fù)合層由至少三層氮化硅薄膜疊加而成，且各氮化硅薄膜的折射率自下而上依次減小。由于所述氮化硅復(fù)合層由多層氮化硅薄膜疊加而成，使得光在電池表面經(jīng)過多次折射，從而增加太陽能電池對光的吸收，同時氮化硅薄膜對硅材料中的電活性雜質(zhì)和缺陷具有較好的場效應(yīng)鈍化效果，有利于進(jìn)一步提高光吸收，而二氧化硅薄膜又可以降低多層氮化硅薄膜導(dǎo)致的界面缺陷密度增加，二者結(jié)合作為減反射膜，可以有效提高硅太陽能電池的效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中一種常規(guī)太陽能電池的膜層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2顯示為本實用新型的多層膜太陽能電池的膜層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]元件標(biāo)號說明
[0025]11P 襯底
[0026]12N摻雜層
[0027]13，23減反射膜
[0028]131，132，2311，2312，2313氮化硅薄膜
[0029]14，24上電極
[0030]15，25下電極
[0031]21第一類型半導(dǎo)體襯底
[0032]22第二類型摻雜層
[0033]231氮化硅復(fù)合層
[0034]232二氧化硅薄膜

【具體實施方式】
[0035]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0036]請參閱圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0037]如圖2所示，本實用新型提供一種多層膜太陽能電池，包括:
[0038]第一類型半導(dǎo)體襯底21 ;
[0039]第二類型摻雜層22，形成于所述第一類型半導(dǎo)體襯底21表面；
[0040]減反射膜23，形成于所述第二類型摻雜層22表面；
[0041]上電極24，形成于所述減反射膜23表面；
[0042]下電極25，形成于所述第一類型半導(dǎo)體襯底21背面；
[0043]其中，所述減反射膜23由氮化硅復(fù)合層231及形成于所述氮化硅復(fù)合層231上的二氧化硅薄膜232疊加而成，所述氮化硅復(fù)合層231由至少三層氮化硅薄膜疊加而成。
[0044]具體的，所述第一類型及第二類型指的是半導(dǎo)體摻雜類型，若第一類型為P型，則第二類型為N型；若第一類型為N型，則第二類型為P型。本實施例中，所述第一類型半導(dǎo)體襯底21以P型硅襯底為例，所述第二類型摻雜層22通過在所述第一類型半導(dǎo)體襯底21表面進(jìn)行N型摻雜(如摻磷)得到。
[0045]具體的，所述氮化硅復(fù)合層231包括3?10層氮化硅薄膜，圖2中顯示的為所述氮化硅復(fù)合層231包括三層氮化硅薄膜2311、2312及2313的情形。
[0046]具體的，所述氮化娃復(fù)合層231中，所述氮化娃薄膜的厚度范圍是10?50nm，且底層的氮化硅薄膜厚度優(yōu)選為小于頂層的氮化硅薄膜厚度。作為示例，所述氮化硅薄膜2311、2312及2313的厚度范圍分別為10?20nm、20?50nm及20?30nm。
[0047]所述氮化硅復(fù)合層231中，所述氮化硅薄膜的折射率范圍優(yōu)選為1.4?2.25。進(jìn)一步的，各氮化硅薄膜的折射率自下而上依次減小，從而保證光線依次折射下去。作為示例，所述氮化硅薄膜2311,2312及2313的折射率范圍分別為2.20?2.25,2.10?2.18及
2.05 ?2.08。
[0048]所述氮化硅薄膜的折射率可在鍍膜機鍍膜時通過調(diào)整氮源的比例進(jìn)行調(diào)整，即氮化硅(SiNx)中，氮的組分X可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
[0049]所述減反射膜23中，氮化硅復(fù)合層231中的氮化硅薄膜數(shù)量越多，折射進(jìn)太陽能電池的光越多，光反射越少，可以提高太陽能電池的光吸收。同時，由于硅材料中含有大量的雜質(zhì)和缺陷，導(dǎo)致硅中少數(shù)載流子壽命和擴散長度降低，而氮化硅薄膜內(nèi)含豐富的H原子，具有很高的正電荷密度，對硅材料中具有電活性的雜質(zhì)和缺陷的場效應(yīng)鈍化效果較好，可以進(jìn)一步提尚娃太陽能電池的效率。
[0050]具體的，所述減反射膜23中，形成于所述氮化硅復(fù)合層231上的二氧化硅薄膜232的作用是為了降低硅片表面缺陷密度。盡管氮化硅薄膜的場效應(yīng)鈍化效果較好，但是其沉積在硅片表面后，界面缺陷密度較高，特別是氮化硅薄膜層數(shù)增多時，界面缺陷密度進(jìn)一步提高，而二氧化硅薄膜232的場效應(yīng)鈍化效果雖然不如氮化硅薄膜，但是在多層氮化硅薄膜表面生長二氧化硅薄膜，可以顯著降低硅片表面的缺陷密度。
[0051]本實施例中，所述二氧化硅薄膜的厚度范圍優(yōu)選為5?10nm，折射率范圍優(yōu)選為1.4 ?1.5o
[0052]具體的，所述上電極24及下電極25可采用導(dǎo)電金屬，作為示例，所述下電極25的材料為鋁，所述上電極24的材料為銀，將所述上電極和下電極與外部電路連接，外部電路中就有光生電流通過。
[0053]本實用新型將氮化硅復(fù)合層/ 二氧化硅薄膜復(fù)合多層膜作為太陽能電池的減反射膜，可以有效綜合氮化硅薄膜的場效應(yīng)鈍化效果好及二氧化硅薄膜降低硅片表面缺陷密度的優(yōu)點，使得減反射層中氮化硅薄膜的層數(shù)可以更多，從而有效提高太陽能電池的效率。
[0054]綜上所述，本實用新型的多層膜太陽能電池中，減反射膜由氮化硅復(fù)合層及形成于所述氮化硅復(fù)合層上的二氧化硅薄膜疊加而成，其中，所述氮化硅復(fù)合層由至少三層氮化硅薄膜疊加而成，且各氮化硅薄膜的折射率自下而上依次減小。由于所述氮化硅復(fù)合層由多層氮化硅薄膜疊加而成，使得光在電池表面經(jīng)過多次折射，從而增加太陽能電池對光的吸收，同時氮化硅薄膜對硅材料中的電活性雜質(zhì)和缺陷具有較好的場效應(yīng)鈍化效果，有利于進(jìn)一步提高光吸收，而二氧化硅薄膜又可以降低多層氮化硅薄膜導(dǎo)致的界面缺陷密度增加，二者結(jié)合作為減反射膜，可以有效提高硅太陽能電池的效率。所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0055]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種多層膜太陽能電池，包括: 第一類型半導(dǎo)體襯底； 第二類型摻雜層，形成于所述第一類型半導(dǎo)體襯底表面； 減反射膜，形成于所述第二類型摻雜層表面； 上電極，形成于所述減反射膜表面； 下電極，形成于所述第一類型半導(dǎo)體襯底背面； 其特征在于: 所述減反射膜由氮化硅復(fù)合層及形成于所述氮化硅復(fù)合層上的二氧化硅薄膜疊加而成，所述氮化硅復(fù)合層由至少三層氮化硅薄膜疊加而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜太陽能電池，其特征在于:所述氮化硅復(fù)合層包括3?10層氮化娃薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜太陽能電池，其特征在于:所述氮化硅復(fù)合層中，各氮化硅薄膜的折射率自下而上依次減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多層膜太陽能電池，其特征在于:所述氮化硅薄膜的折射率范圍是1.4?2.25。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜太陽能電池，其特征在于:所述氮化硅復(fù)合層中，底層的氮化硅薄膜厚度小于頂層的氮化硅薄膜厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多層膜太陽能電池，其特征在于:所述氮化硅薄膜的厚度范圍是10?50nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜太陽能電池，其特征在于:所述二氧化硅薄膜的厚度范圍是5?1nm0
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜太陽能電池，其特征在于:所述二氧化硅薄膜的折射率范圍為1.4?1.5。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層膜太陽能電池，其特征在于:所述下電極的材料為鋁，所述上電極的材料為銀。
【文檔編號】H01L31/0216GK204243051SQ201420644509
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】童銳, 儲鳳舞, 張小剛, 楊大誼 申請人:太極能源科技（昆山）有限公司