[发明专利]硅基SIS结构旁路二极管和HIT太阳电池的器件集成方法

摘要

本发明公开了一种硅基SIS结构旁路二极管和HIT太阳电池的器件集成方法，采用磁控溅射技术制备TCO导电氧化物薄膜，采用等离子增强化学气相沉积方法制备本征和掺杂氢化非晶硅薄膜，采用化学溶液氧化或快速热氧化生长超薄SiOx薄膜，采用反应离子刻蚀法刻蚀非晶硅薄膜，采用热蒸发方法制备电极，分别制备了一种新型的AZO/SiOx/n‑Si结构旁路二极管和HIT高效太阳电池，制成硅基SIS结构旁路二极管和HIT太阳电池的双功能器件的集成系统。本发明方法制备的太阳电池的SIS结构具备开启电压小、反向击穿电压高的优点，可以保护HIT电池片不被热斑效应烧坏，减少了硅基电池热斑效应的风险，保证每个电池的使用安全。

主权项

一种硅基SIS结构旁路二极管和HIT太阳电池的器件集成方法，其特征在于，包括如下步骤：a. 采用n‑型导电、晶向为（100）、电阻率为1.0~2.0Ω·cm且厚度为130~180 μm的硅单晶片为衬底；b. 将在所述步骤a中选取的硅单晶片经化学清洗及表面制绒后，利用PECVD方法在硅单晶片的双面上沉积制备i‑a‑Si:H本征非晶硅薄膜，然后在硅单晶片正面之上的非晶硅薄膜的正面上再沉积一层p+‑a‑Si:H的p+‑型非晶硅薄膜，并在硅单晶片背面之下的非晶硅薄膜的表面上再沉积一层n+‑a‑Si:H的 n+‑型非晶硅薄膜，形成厚度为8~20 nm的非晶硅薄膜复合绝缘层；c. 利用反应离子刻蚀对在所述步骤b中制备的非晶硅薄膜复合绝缘层进行图案化处理，将部分非晶硅薄膜复合绝缘层去除；d. 在所述步骤c中经过图案化处理后，利用射频磁控溅射方法，分别在硅单晶片正面保留的p+‑型非晶硅薄膜上和在硅单晶片背面上保留的n+‑型非晶硅薄膜上分别沉积制备厚度为80~100 nm的ITO薄膜，作为透明半导体层，并形成形成HIT电池的主要器件结构；e. 在所述步骤c中经过图案化处理后，部分硅单晶片表面裸露出来，利用化学溶液氧化法或快速热氧化法，在硅单晶片的双面裸露部分的表面上生长厚度为1~5 nm的SiOx薄膜；f. 在所述步骤e中的硅单晶片背面裸露部分的表面上制备的SiOx薄膜之上再沉积一层厚度为80~100 nm的AZO薄膜，形成SIS结构的主要结构部分；g. 利用质量浓度为2~5%的HF溶液，去除在所述步骤e中制备的硅单晶片正面的SiOx薄膜，使此处的硅单晶片表面的正面部分再次裸漏出来；h. 在所述步骤d中完成ITO薄膜制备后，再利用热蒸发或掩膜方法，在硅单晶片两侧的ITO薄膜上分别沉积制备Ag/Al双金属层结合电极或AgAl合金电极，完成ITO / p+‑a‑Si:H / i‑a‑Si:H / n‑Si / i‑a‑Si:H / n+‑a‑Si:H / ITO 的HIT太阳电池器件结构的制备；在所述步骤f中完成硅单晶片的背面的AZO薄膜制备后，再利用热蒸发或掩膜方法，在AZO薄膜上制备Ni/Al双金属层结合电极或NiAl合金电极；在经所述步骤g处理使硅单晶片的部分正面再次裸漏出来后，在硅单晶片的正面上制备Al电极，完成AZO/SiOx/n‑Si结构器件的制备，从而最终完成硅基SIS结构旁路二极管和HIT太阳电池的双功能器件的集成。