能隙為1. 5eV到1.lev的納米晶Si 層均勻過(guò)渡的梯度結(jié)構(gòu)；
[0019] (5)能隙為1. 5eV到1. 2eV的納米晶Si層向能隙為1.lev的微晶Si層均勻過(guò)渡 的梯度結(jié)構(gòu)。
[0020] 所述梯度結(jié)構(gòu)是指具有能隙梯度的多層結(jié)構(gòu)。
[0021] 所述多層結(jié)構(gòu)的能隙優(yōu)選按照能隙差在0. 01 - 0. 05eV之間的形式均勻降低，更 優(yōu)選按照能隙差在〇. 01 _ 〇. 〇2eV之間的形式均勻降低。
[0022] 所述多層結(jié)構(gòu)的總厚度優(yōu)選在0. 1微米到3微米之間。
[0023] 所述多層結(jié)構(gòu)內(nèi)每一層的厚度優(yōu)選為lnm-100nm之間，進(jìn)一步優(yōu)選為lnm-10nm。
[0024] 還可以在所述納米晶和微晶的多層結(jié)構(gòu)中插入至少一層摻雜或者非摻雜的非晶 層，所述非晶層厚度為lnm-10nm，所述摻雜的非晶層為磷或硼摻雜的非晶層。
[0025] 進(jìn)一步解釋和說(shuō)明：
[0026] 對(duì)于硅基薄膜太陽(yáng)能電池而言，非晶（指晶粒大小從0-1納米），能隙為1. 7eV，納 米晶（指晶粒大小從1-100納米），調(diào)節(jié)晶粒尺寸的大小其能隙可以在1. 7_1.leV之間變 化，微晶（指晶粒大小從〇. 1微米-幾個(gè)微米）為1.leV。Si系化合物，如晶體Sil-xGex 帶隙（〇彡X彡1)依據(jù)Ge的濃度可從1.leV變到0. 7eV，而非晶SiGe可在1.4,非晶SiC 約2. 2eV，納米晶SiC可從1. 8eV變到2.leV。因此，對(duì)于硅基薄膜太陽(yáng)能電池而言，其梯 度結(jié)構(gòu)可以為：非晶SiC(2. 1-2. 3eV)過(guò)渡到納米晶SiC(1. 8-2.leV)形成梯度結(jié)構(gòu)，非晶 Si(l. 7eV)過(guò)渡到納米晶Si(l. 7eV到1. 2eV)形成梯度結(jié)構(gòu)，非晶Sil-XGex(0彡X彡1， 1. 7eV到1. 2eV)過(guò)渡到非晶Sil-XGex(0彡X彡1，1. 5eV到1. 2eV)形成梯度結(jié)構(gòu)，納米晶Si(1. 7eV到1. 2eV)過(guò)渡到納米晶Si(1. 5eV到1.leV)形成梯度結(jié)構(gòu)，納米晶Si(1. 5eV到 1.leV)過(guò)渡到微晶Si(1.leV)形成梯度結(jié)構(gòu)。
[0027] 并按能級(jí)遞降的順序制備多結(jié)具有梯度結(jié)構(gòu)的薄膜太陽(yáng)能電池。本實(shí)用新型的多 結(jié)具有梯度結(jié)構(gòu)的薄膜太陽(yáng)能電池中，利用寬隙材料的梯度結(jié)構(gòu)做頂電結(jié)，將短波長(zhǎng)的光 能轉(zhuǎn)化為電能；利用窄帶材料的梯度結(jié)構(gòu)做底電結(jié)，可將特長(zhǎng)波長(zhǎng)光能轉(zhuǎn)化為電能。由于 更加充分利用了陽(yáng)光的譜域，多結(jié)具有梯度結(jié)構(gòu)的薄膜太陽(yáng)能電池具有更高的光電轉(zhuǎn)換效 率。如果在多結(jié)具有梯度結(jié)構(gòu)的薄膜太陽(yáng)能電池中，在具有不同能隙寬度的各結(jié)之間，加入 中間反射層對(duì)各波段的入射光進(jìn)行逐級(jí)的入射和全反射，增加其在電池中的光程從而增加 太陽(yáng)能電池對(duì)光的吸收，達(dá)到了提高了轉(zhuǎn)換效率的目的。
[0028] 在多結(jié)具有梯度結(jié)構(gòu)的薄膜太陽(yáng)能電池中，其所述pin結(jié)中的i層采用梯度結(jié)構(gòu)。 這種梯度結(jié)構(gòu)由能隙不同的材料通過(guò)PECVD，磁控派射，電子束蒸發(fā)等工藝制成交替疊層的 方式而形成。梯度結(jié)構(gòu)變化高度由制成材料之間的能隙差決定，通過(guò)其相匹配材料的能隙 大小來(lái)調(diào)節(jié)。每級(jí)梯度結(jié)構(gòu)變化寬度可通過(guò)形成同一能隙材料的厚度來(lái)調(diào)節(jié)。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)的優(yōu)勢(shì)在于：
[0030] 本實(shí)用新型在多結(jié)薄膜太陽(yáng)能電池中，所述pin結(jié)中的i層采用晶體結(jié)構(gòu)相同而 能隙不同的材料形成梯度結(jié)構(gòu)。這種梯度結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池具有較寬的能譜范圍，能夠吸 收更多的太陽(yáng)光并轉(zhuǎn)化為電能，形成較大電流而提高薄膜太陽(yáng)能電池的效率。能隙梯度的 范圍可通過(guò)其相匹配材料的能隙來(lái)調(diào)節(jié)。能隙梯度的均勻過(guò)渡可通過(guò)其工藝參數(shù)來(lái)控制。 同時(shí)所述pin結(jié)中的i層的梯度結(jié)構(gòu)的工藝控制避免了晶粒的異常長(zhǎng)大和孔洞和裂縫的形 成，制備了致密的，晶粒尺寸大小均勻可控，與太陽(yáng)能譜較好匹配的高質(zhì)量的薄膜，同時(shí)，梯 度結(jié)構(gòu)有利于對(duì)太陽(yáng)光的充分吸收。因而，進(jìn)一步提高了薄膜太陽(yáng)能電池的效率。
【附圖說(shuō)明】
[0031] 圖1是梯度結(jié)構(gòu)說(shuō)明示意圖；其中1是高能隙層、2是能隙均勻降低的多層過(guò)渡 層，3是低能隙層。
[0032]圖2是具有梯度結(jié)構(gòu)的多結(jié)硅基薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3是具有梯度結(jié)構(gòu)的非晶/微晶雙結(jié)硅基薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖4是具有梯度結(jié)構(gòu)的非晶/微晶/微晶三結(jié)硅基薄膜太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖5是具有梯度結(jié)構(gòu)的多結(jié)硅基薄膜太陽(yáng)能電池制備工藝流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0037] -種具有梯度結(jié)構(gòu)的娃基薄膜太陽(yáng)能電池，包括至少一個(gè)pin結(jié)，所述pin結(jié)中的 i層為晶體結(jié)構(gòu)相同且具有能隙梯度的多層結(jié)構(gòu)；如圖1所示，所述多層結(jié)構(gòu)從首層至末層 由高能隙層向低能隙層排列，且任意相鄰兩層之間的能隙差在〇.01 -〇.leV之間。
[0038] 所述多層結(jié)構(gòu)可以選自以下五種結(jié)構(gòu)之一：
[0039] (1)能隙為2. 1-2. 3eV的非晶SiC層向能隙為1. 8-2.leV的納米晶SiC層均勻過(guò) 渡的梯度結(jié)構(gòu)；
[0040] (2)能隙為1. 7eV的非晶Si層向能隙為1. 7eV到1. 2eV的納米晶Si層均勻過(guò)渡 的梯度結(jié)構(gòu)；
[0041] (3)能隙為1. 7eV到1. 2eV的非晶Si^GeJO彡X彡1)層向能隙為1. 5eV到1. 2eV 的非晶SihGeJO彡X彡1)層均勻過(guò)渡的梯度結(jié)構(gòu)；
[0042] (4)能隙為1. 7eV到1. 2eV的納米晶Si層向能隙為1. 5eV到1.leV的納米晶Si 層均勻過(guò)渡的梯度結(jié)構(gòu)；
[0043] (5)能隙為1. 5eV到1. 2eV的納米晶Si層向能隙為1.leV的微晶Si層均勻過(guò)渡 的梯度結(jié)構(gòu)。
[0044] 所述梯度結(jié)構(gòu)是指具有能隙梯度的多層結(jié)構(gòu)。
[0045] 實(shí)施例1 :
[0046] 如圖2所示，對(duì)于具有梯度結(jié)構(gòu)的多結(jié)硅基薄膜太陽(yáng)能電池而言，所述梯度結(jié) 構(gòu)包括：非晶SiC(2. 3eV)過(guò)渡到納米晶SiC(1. 8eV)，非晶Si(1. 7eV)過(guò)渡到納米晶 Si(l. 2eV)，非晶Sil-xGex(0 彡X彡 1，1. 7eV)過(guò)渡到非晶Sil-xGex(0 彡X彡 1，1. 2eV)，納 米晶Si(1. 7eV)過(guò)渡到納米晶Si(1.leV)，納米晶Si(1. 5eV)過(guò)渡到微晶Si(1.leV)，任意 相鄰兩層之間的能隙差為〇. 〇5eV。并按能級(jí)遞降的順序制備多結(jié)具有梯度結(jié)構(gòu)的薄膜太陽(yáng) 能電池。
[0047] 如圖5所示，所述具有梯度結(jié)構(gòu)的硅基薄膜太陽(yáng)能電池的制造方法包括：
[0048] (1)對(duì)玻璃基板進(jìn)行清洗；
[0049] (2)在基板上制備TCO前電極；
[0050] (3)米用355nm波長(zhǎng)激光器將TCO前電極分割形成子電池的電極；
[0051] (4)對(duì)劃刻后的玻璃基板再次進(jìn)行清洗；
[0052] (5)在具有導(dǎo)電膜的玻璃基片上，采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝制備SiC， 非晶，納米晶，微晶娃，SihGe^月旲；
[0053] 所述p-A-SiC接觸層沉積，相關(guān)工藝參數(shù)為：
[0054] 襯底溫度150°C~300°C，SiH4/H2氣體體積流量比為0? 5~5. 0，CH4/SiH4氣體體積 流量比為〇. 02~3. 0,TMB/SiH4氣體體積流量比為0. 01~2. 0,反應(yīng)腔室氣壓為0. 3mbar~ 1.Ombar，射頻功率密度為10mW/cm2~350mW/cm2;所述的p-A-SiC接觸層厚度為：2nm~ 10nm；
[0055] 所述p-A-SiC窗口層沉積，相關(guān)工藝參數(shù)為：
[0056] 襯底溫度150°C~300°C，SiH4/H2氣體體積流量比為0? 05~5. 0,CH4/SiH3 體體積流量比為〇. 02~3. 0,TMB/SiH4氣體體積流量比為0. 01~3. 0,反應(yīng)腔室氣壓為 0. 3mbar~3.Ombar，射頻功率密度為10mW/cm2~350mW/cm2;所述的p-A-SiC窗口層厚度 為：2nm~10nm;
[0057] 所述p-A-SiC緩沖層沉積，相關(guān)工藝參數(shù)為：
[0058] 襯底溫度150°C~300°C，SiH4/H2氣體體積流量比為0? 02~5. 0,CH4/SiH4體積 比為0. 1~2. 0,反應(yīng)腔室氣壓為1.Ombar~3.Ombar，射頻功率密度為10mW/cm2~350mW/ cm2;所述的p-A-SiC緩沖層厚度為：5nm~15nm;
[0059] 所述疊層i-A-SiC本征層沉積，相關(guān)工藝參數(shù)為：
[0060] 襯底溫度150°C~300°C，疊層數(shù)量為1~3層，疊層總厚度為100~300nm，氫稀 釋比SiH4/H$ 0. 2~5,反應(yīng)腔室氣壓為0. 3mbar~2.Ombar，射頻功率密度為10mW/cm2~ 350mW/cm2;所述的疊層i-A-SiC本征層厚度為：100nm~300nm;通過(guò)調(diào)整氫稀釋比形成非 晶SiC(2. 1-2. 3eV)過(guò)渡到納米晶SiC(l. 8-2.leV)梯度結(jié)構(gòu)。
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