[发明专利]一种GaAs双面双结薄膜太阳能电池结构及制备方法

说明书

本发明公开了一种GaAs双面双结薄膜太阳能电池结构及制备方法，包括：p型基底层；p型基底层的一侧依次形成有隧道结层、n型非晶硅层、第一i型非晶硅钝化层、p⁺型非晶硅层、SiON钝化层、第一透明导电薄膜和p型电极；p型基底层的另一侧依次形成有第二i型非晶硅钝化层、n型非晶硅功能层、n⁺型非晶硅欧姆接触层、第二透明导电薄膜和n型电极。本发明的太阳能电池结构通过在单晶GaAs薄膜上制备非晶硅实现，其可以大大降低GaAs太阳能电池的制备成本，提高Si太阳能电池的转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能光伏发电技术领域，具体涉及一种GaAs双面双结薄膜太阳能电池结构及制备方法。

背景技术

日益增长的能源消费量给世界各国带来了巨大的挑战，虽然发展太阳能不是解决能源短缺的唯一办法，但作为可再生能源的太阳能不仅可以解决能源短缺，同时还可以给各国经济带来新的增长点。

太阳能电池主要分为晶体硅太阳能电池和GaAs太阳能电池。晶体硅太阳能电池目前占据绝大部分的市场份额，而GaAs太阳能电池是新能源、新材料的典型代表之一。虽然GaAs太阳能电池已实现最高光电转换效率达46％，但是GaAs技术难度和成本也都更大，难以满足大规模的生产需求。尤其是多结GaAs电池，三结GaAs太阳能电池有三个PN结，一般需要生长近30层外延层，外延结构的设计、每一层制备质量都直接影响整个GaAs太阳能电池的性能。从具体的应用角度来看，由于GaAs太阳能电池制备成本较高，因此目前主要还是应用在宇宙空间探测利用等方面，在地面使用较少。

基于以上问题，有必要提出一种既能够解决Si太阳能电池转换效率低的问题，又能够解决GaAs太阳能电池制备工艺复杂、制备成本高的太阳能电池的结构。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种GaAs双面双结薄膜太阳能电池结构及制备方法，该太阳能电池结构通过在单晶GaAs薄膜上制备非晶硅实现，其可以大大降低GaAs太阳能电池的制备成本，提高Si太阳能电池的转换效率。

本发明公开了一种GaAs双面双结薄膜太阳能电池结构，包括：p型基底层；

所述p型基底层的一侧依次形成有隧道结层、n型非晶硅层、第一i型非晶硅钝化层、p⁺型非晶硅层、SiON钝化层、第一透明导电薄膜和p型电极；

所述p型基底层的另一侧依次形成有第二i型非晶硅钝化层、n型非晶硅功能层、n⁺型非晶硅欧姆接触层、第二透明导电薄膜和n型电极。

作为本发明的进一步改进，所述p型基底层为p型GaAs层或p型In_xGa_1-xAs层，0x1。

作为本发明的进一步改进，所述隧道结层由n型非晶硅和p型非晶硅组成，总厚度为5～20nm，掺杂浓度为5×10¹⁸/cm³～1×10²¹/cm³；

所述n型非晶硅层的厚度为5～50nm，掺杂浓度为1×10¹⁸/cm³～1×10²⁰/cm³；

所述第一i型非晶硅钝化层的厚度为5～20nm；

所述p⁺型非晶硅层的厚度为5～20nm，掺杂浓度为5×10¹⁸/cm³～1×10²¹/cm³；

所述n型非晶硅功能层的厚度为5～20nm，掺杂浓度为5×10¹⁸/cm³～1×10²¹/cm³；