一种用于a-Si/nc-Si叠层太阳电池的双功能复合结构微晶硅氧中间层的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳电池领域，是一种用于a-Si/nc-Si叠层太阳能电池双功能复合结 构中间层的制备方法。
【背景技术】
[0002] 太阳电池是一种可再生的清洁能源，对于解决能源危机及环境污染具有重要的战 略意义。近年来，娃基薄膜电池作为第二代太阳电池，W其低成本的优势得到了长足的发 展。
[0003] 转换效率低及非晶娃的光致衰退效应是限制娃薄膜电池发展的两大重要因素。a- Si/nc-Si叠层电池相对于单结娃电池来说，不仅提高了对太阳光的利用率而且也降低了非 晶娃引起的衰退作用。但是由于顶底电池吸收层厚度的过大差异使得顶电池的短路电流密 度较小，因此，解决电池短路电流匹配成为研究重点。在叠层电池中引入中间层结构，可W 有效地提高电池对太阳光的选择性反射和透过，提高顶电池的短路电流密度。而当前的大 部分结构为非晶η层和中间层，运对光的反射率的调控和电学性能的优化不足，且η层和中 间层存在界面匹配不够好，导致电池性能降低。因此，我们设计了新型的复合结构来弥补运 种不足。
[0004] 本发明利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法，通过技术创新采用复合结 构的微晶娃氧薄膜作为叠层电池中间层，提高短波段光的反射进而提高了顶电池的短路电 流密度，大大提高了 a-Si/nc-Si叠层电池的短路电流匹配。并且W此复合结构的中间层作 为顶电池的η层，实现娃氧中间层的双功能作用。优化了电池的结构，一定程度上降低了电 池的生产成本。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在解决a-Si/nc-Si叠层太阳电池中短路电流匹配问题。本发明的目的是 提出一种用于a-Si/nc-Si叠层太阳电池的双功能微晶娃氧薄膜的制备方法。
[0006] 所述的双功能复合结构微晶娃氧中间层为Ξ层结构，具体制备方法，其特征在于， 利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备，具体包括W下步骤：
[0007] a似Si也、也和P也反应气体，在高氨气稀释比状态下在a-Si表面上生长η型微晶娃 薄层；
[000引 b)WSi也、也、Ρ也和C02为反应气体，在步骤a)制备的η型微晶娃层上生长微晶娃氧 中间层薄膜；
[0009] c)WSi化、也和Ρ也为反应气体，在高氨气稀释比状态下在步骤b)微晶娃氧中间层 薄膜上生长与a)相同的η型微晶娃薄层；因而形成Ξ层复合结构。
[0010] 根据本发明进一步：
[0011] 优选，η型微晶娃薄层的制备为在高氨气稀释比下生长的，射频或甚高频功率密度 优选在250mW/cm2-450mW/cm2，进一步优选250mW/cm2-380mW/cm 2;生长η型微晶娃薄层时出与 SiH4的体积流量比为130:1-150:1，Ρ曲是W此为载气的，Ρ曲与SiH4体积流量百分比在2%~ 3 %之间。
[0012] 优选:生长微晶娃氧中间层时此与SiH4的体积流量比为200:1-250:1。生长微晶娃 氧中间层的射频或甚高频功率密度为450-500mW/cm2。生长微晶娃氧中间层的C〇2与SiH4的 体积流量比为（1.60-2.5): 1 dP出与SiH4体积流量百分比在3%~5%之间，P曲是W出为载气 的。
[0013] 生长微晶娃氧中间层时腔室压力为3mbar。
[0014] 上述制备过程中，背底真空高于l(T3Pa，衬底溫度为200°C。
[0015] 步骤a)中在a-Si表面生长η型微晶娃薄层是在高氨气稀释比状态下，在生长完η型 微晶娃薄层后，生长微晶娃氧中间层之前，PECVD腔室不破空。
[0016] η型微晶娃薄层的厚度为5-lOnm;生长的微晶娃氧中间层的厚度为60nm。
[0017] 本发明的一种用于a-Si/nc-Si叠层太阳电池的双功能复合结构微晶娃氧中间层 薄膜的制备方法，能够显著提高顶电池的短路电流密度，电流匹配和电池效率得到较大提 高，见下表1;另外本发明提出的工艺与现有a-Si/nc-Si叠层太阳电池的制备工艺完全兼 容，利于产业化发展。
[0018] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0019] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得 明显和容易理解，其中：
[0020] 图1为制备双功能复合结构微晶娃氧中间层的流程图；
[0021] 图2为双功能复合结构微晶娃氧中间层的结构图；
[0022] 其中201是η型微晶薄层，202微晶娃氧中间层薄膜。
【具体实施方式】
[0023] 本发明通常设及一种用于a-Si/nc-Si叠层太阳电池的双功能复合结构微晶娃氧 中间层的制备方法。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结 构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为 示例，并不构成对本发明的限制。此外，本发明可W在不同例子中重复参考数字和/或字母。 运种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关 系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可W意 识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
[0024] 实施例1
[0025] 参考图1，图1为本发明实施例的双功能复合结构微晶娃氧中间层的制备流程图。
[00%] (1)在步骤101中，WSiH4、此、P曲为反应气体，在完成的非晶i层上沉积η型微晶娃 薄层201。甚高频等离子体增强化学气相沉积(VHF-PECVD)制备的条件为:背底真空高于10- 中日，衬底溫度200°C，气体SiH4流量为lOOsccm，此流量为13700sccm，P曲流量为11.2sccm(其 中包含此载气，P出/此为20 % )，压强为2.5mbar，沉积功率430mW/cm2，制备的微晶娃薄层 201的厚度6nm。
[0027] (2)接着在步骤102中，WSiH4、出、0)2、P曲为反应气体，在微晶娃薄层201表面生长 微晶娃氧薄膜202。VHF-PECVD制备的条件为：背底真空高于1 (T3P