专利名称：一种晶体硅\非晶硅双节双面电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及光伏领域，具体是一种太阳能电池结构及其制造方法。
背景技术：
目前，与国外先进电池制备技术相比，我国晶硅太阳电池制备技术还是相对落后，基本流程由在P型硅片上以制绒、扩散、刻蚀、沉积减反膜、丝网印刷方法制造太阳电池。2010年以来，太阳电池片的销售从卖方市场到买方市场，政务补贴大幅削减，使得电池片得制造商努力降低自己的生产成本，而提高电池片的效率就是有效的途径，不仅降低了每瓦的生产成本，并且销售得市场更大；目前高效电池的研发集中在背面钝化，细栅印刷，双面电池等，这些电池的制备和传统电池的制备工艺兼容和接近，都是单节电池，不能充分的利用太阳电池的光谱，效率的提高受到了限制。
发明内容
发明目的是针对现有技术存在的不足，提供一种晶体硅\非晶硅双节双面电池及其制造方法。技术方案为实现上述目的，本发明提供了一种晶体硅\非晶硅双节电池，包括N型硅衬底、非晶硅I层、微晶硅P层、非晶硅N层、微晶硅N层、非晶硅本征层、非晶硅P层、透明导电电极、电池的正极和电池的负极；所述电池从上而下依次为电池的正极、透明导电电极、非晶娃P层、非晶娃本征层、微晶娃N层、微晶娃P层、非晶娃I层、N型娃衬底、非晶硅I层、非晶硅N层、透明导电电极、电池的负极。本发明在N型半导体的前后表面制备非晶硅I层，背表面制备非晶硅N层，前表面制备微晶硅P层，形成叠成电池的下电池-异质结电池；同时下电池的微晶硅P和上电池的微晶硅N形成良好的隧穿节；此叠成电池的上电池是NIP结构的非晶硅电池；并且双面制备透明导电极和银电极。本发明所述的一种晶体硅\非晶硅双节电池的制造方法，具体步骤如下
(1)对N型单晶硅半导体衬底表面绒面化并进行化学清洗；
表面绒面化的目的是增加太阳光在表面的折射次数，增加光线在硅衬底中的光程，提高太阳光的利用率。单晶硅半导体通常在在碱溶液(如氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液)进行表面绒面化，是形成由金字塔形状的绒面。同时绒面给前薄膜PIN电池提供内反射，提高薄膜电池的电流密度；
化学清洗，化学清洗一般在稀盐酸和氢氟酸中进行，目的是去除表面的杂质，为后面的沉积本征非晶硅提供准备；
(2)在N型硅衬底两面沉积非晶硅I层；
非晶硅I层的主要作用是钝化N型晶体硅的表面；
(3)沉积非晶硅N层；
在N型硅衬底的下表面沉积非晶硅N层，主要作用是形成异质结，同时非晶硅致密度高，可以保护电池的内部不受水气的影响；
(4)沉积微晶硅P层；
在N型硅衬底的上面沉积微晶硅P层，主要作用是形成异质结，同时微晶硅P和后来的微晶硅N形成良好的隧穿节，有利于载流子的通过；
(5)沉积前电池的微晶娃N层；
在微晶娃P层上沉积前电池的微晶娃N层,一方面它是前电池的构成部分,另一方面是和前面的微晶硅P形成良好的隧穿节，有利于载流子的通过；
(6)沉积前电池的本征非晶硅I层；
在微晶硅N的上面采用PECVD的方法沉积前电池的非晶硅I层，它是前电池有源层；· (7)沉积前电池的非晶硅P层；
在非晶硅的I层的沉积非晶硅P层，它是前电池的正极；
(8)双面制备透明导电电极；
透明导电池可以采用溅射或者金属氧化物化学沉积(MOCVD)的方法制备，主要作用是收集电池的载流子；
(9)制备银电极；
银电极的主要作用是把太阳电池的电流收集起来，导出电池。本发明中N型硅片的电阻率为0. 3 Ω cm -6 Ω cm ;沉积在N型硅片上的非晶硅I层的厚度为5-30nm ;非晶硅N和微晶硅的厚度为10nm_30nm ;微晶硅的N的光敏性为1-10，电导率为l-10S/cm ;微晶硅P敏性为1-10,电导率在O. l-10S/cm ;非晶硅I层的光敏性约为IO5 ;前电池(非晶硅PIN电池)的I层的厚度在300nm-2000nm。有益效果本发明所述的一种晶体硅\非晶硅双节电池，具有以下优点
1.本发明充分利用太阳的光谱，同时可以利用电池背面反射回来的光发电，制备出了闻效的太阳电池；
2.本发明所述制造方法的整个过程中无高温过程，最大限度的提高晶体硅的有效少子寿命，提高电池的转化效率；
3.本发明所述方法整个制造过程采用薄膜电池的制备工艺和设备，制造成本较低。
图I为本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例如图所示的一种晶体硅\非晶硅双节电池，包括N型硅衬底a、非晶硅I层b、微晶硅P层C、非晶硅N层d、微晶硅N层e、非晶硅本征层f、非晶硅P层g、透明导电电极h、电池的正极j和电池的负极k ;所述电池从上而下依次为电池的正极j、透明导电电极h、非晶娃P层g、非晶娃本征层f、微晶娃N层e、微晶娃P层C、非晶娃I层b、N型娃衬底a、非晶硅I层b、非晶硅N层d、透明导电电极h、电池的负极k。
本实施例所述的晶体硅\非晶硅双节电池的制造方法具体步骤如下
(1)选择N型硅衬底，且N型硅片的电阻率在O.3 Ω cm到6 Ω cm之间，并对N型单晶硅半导体衬底表面绒面化并进行化学清洗，对于N型单晶硅衬底，采用稀得氢氧化钠或氢氧化钾溶液在衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构，随后用稀释的盐酸和氢氟酸进行清洗；
(2)在N型硅衬底两面沉积本征非晶硅I层；
在180°C到300 V的温度下，沉积气压O. 5-10Torr，氢气/硅烷的比在10:1到1:10的范围内，采用PECVD的方法生长3到30nm的非晶硅I层；
(3)沉积非晶硅N层； 在180°C到300 0C的温度下，沉积气压O. 5-5Torr，氢气/硅烷/磷烷的比在200:3:1到50:6:1的范围内，采用PECVD的方法生长10到30nm的非晶硅N层；
(4)沉积微晶硅P层；
在180°C到300 0C的温度下，沉积气压O. 5-5Torr，氢气/硅烷/硼烷的比在400:3:1到100:6:1的范围内采用PECVD的方法生长10到30nm的微晶硅P层；
(5)沉积前电池的微晶娃N层；
在180°C到300 0C的温度下，沉积气压O. 5-5Torr，氢气/硅烷/磷烷的比在200:3:1到50:6:1的范围内，采用PECVD的方法生长10到30nm的微晶硅N层；
(6)沉积前电池的本征非晶硅I层；
在180°C到300 V的温度下，沉积气压O. 5-5Torr，氢气/硅烷的比在10:1到1:10的范围内，采用PECVD的方法生长300到2000nm的非晶硅I层；
(7)沉积前电池的非晶硅P层；
在180°C到300 0C的温度下，沉积气压O. 5-5Torr，氢气/硅烷/硼烷的比在200:3:1到50:6:1的范围内，采用PECVD的方法生长10到30nm的非晶P层；
(8)双面制备透明导电电极；
可以采用溅射或者金属氧化物化学沉积(MOCVD)的方法制备ZnO或者ΙΤ0，主要作用是收集电池的载流子；
(9)制备银电极电池的正极和负极；
采用印刷的在法在透明导电极的前后表面印刷电池的银电极。
权利要求
1.一种晶体娃\非晶娃双节双面电池，其特征在于包括N型娃衬底(a)、非晶娃I层(b)、微晶娃P层(C)、非晶娃N层(d)、微晶娃N层(e)、非晶娃本征层(f)、非晶娃P层(g)、透明导电电极(h)、电池的正极(j )和电池的负极(k)； 所述电池从上而下依次为电池的正极(j)、透明导电电极(h)、非晶硅P层(g)、非晶娃本征层(f)、微晶娃N层(e)、微晶娃P层(C)、非晶娃I层(b)、N型娃衬底(a)、非晶娃I层(b)、非晶硅N层(d)、透明导电电极(h)、电池的负极(k)。
2.根据权利要求I所述的一种晶体硅\非晶硅双节双面电池的制造方法，其特征在于具体步骤如下 (1)对N型单晶硅半导体衬底表面绒面化并进行化学清洗； (2)在N型硅衬底两面沉积非晶硅I层； (3)沉积非晶硅N层； (4)沉积微晶硅P层； (5)沉积前电池的微晶娃N层； (6)沉积前电池的非晶硅本征层； (7)沉积前电池的非晶硅P层； (8)双面制备透明导电电极； (9)制备银电极。
3.根据权利要求I所述的一种晶体硅\非晶硅双节双面电池，其特征在于N型硅片的电阻率为0· 3 Ω cm -6 Ω cm。
4.根据权利要求I所述的一种晶体硅\非晶硅双节电池，其特征在于沉积在N型硅片上的非晶硅I层的厚度为5-30nm ;非晶硅N和微晶硅的厚度为10nm_30nm ； 根据权利要求I所述的一种晶体硅\非晶硅双节电池，其特征在于微晶硅的N的光敏性为1-10，电导率为l-10S/cm ;微晶硅P敏性为1-10,电导率在O. l-10S/cm ;非晶硅I层的光敏性约为105。
全文摘要
一种晶体硅\非晶硅双节双面电池及其制造方法。本发明公开了一种环形正面电极，包括主栅和细栅；所述细栅为一组以硅片中心为圆心的同心圆环；主栅为中间宽两头尖的针叶形；主栅将细栅等分。本发明根据扩散后硅片薄层电阻值的分布特点设计太阳能电池的正面电极，电性能、加宽了烧结窗口，降低了烧结不良的风险，使电池片功率的整体分布更高更集中，同时也进一步减少了银浆的使用量，降低了成本。
文档编号H01L31/0687GK102903780SQ20121036896
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者高艳涛, 姜庆堂, 邢国强, 陶龙忠, 张斌, 何恬 申请人:奥特斯维能源(太仓)有限公司