发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种nc-Si:H/SiNx超晶格量子阱太阳电池及制备方法，以提高硅基太阳电池的整体性能，它具有“高效率、低成本和长寿命”等优点。 [0008] nc-Si:H/SiNx超晶格量子阱太阳电池，按入射光线的方向依次包括玻璃衬底、TCO+ +透明电极、p 欧姆接触层、p层、n层、n 欧姆接触层和ZnO/Al背电极，其特征在于：在p层和n层之间沉积有nc-Si:H/SiNx超晶格量子阱，Nc-Si和SiNx的厚度通过控制薄膜生长时间进行控制，根据电池光吸收性能需求和目前生产工艺条件的限制，每层nc-Si:H或SiNx的厚度尽可能控制在9±0.5nm，周期为45±5。
[0009] 本发明解决其关键问题所采用的技术方案是根据纳米材料制备技术，采用PECVD逐层沉积技术沉积不同成分的材料，尤其严格控制电池各层间形成良好的界面和量子阱材料的每层厚度。据此，其核心加工工艺如下：
[0010] 1、在玻璃衬底上，首先制成绒面结构，以增强光吸收性能；
[0011] 2、制备TCO透明电极；
[0012] 3、利用等离子化学气相沉积技术制备p+欧姆接触层，p层；
[0013] 4、利用等离子化学气相沉积技术逐层交替制备nc-Si:H/SiNx超晶格量子阱；
[0014] 5、利用等离子化学气相沉积技术制备n层，n+欧姆接触层；
[0015] 6、利用溅射技术制备ZnO/Al背电极；
[0016] 7、进行太阳电池版刻蚀和封装后续工艺。
[0017] 上述制备方案中，步骤2和步骤6采用溅射工艺制备，溅射前本底真空为-41.6×10 Pa，导入气体总流量为100ml/min，采用Ar为保护气体。
[0018] 上述制备方案中，步骤4采用逐层交替沉积，通过固定直流偏压（200V），控制nc-Si:H的晶粒大小在2~3nm；通过调节射频功率（50W~250W）等控制nc-Si:H晶态成分，制备光学带隙由入射光线的方向依次从大至小的量子阱材料，见图2，Nc-Si和SiNx的厚度通过控制薄膜生长时间进行控制，每单层厚度控制在9±0.5nm，周期为45±5。 [0019] 步骤3、4和5中所用硅烷的氢稀释比（[SiH4]/[SiH+H2]）为5%。 [0020] 步骤3中利用PECVD方法制备p+型硅薄膜时，硼掺杂率（β=B/Si=10%）；制备p型硅薄膜时，硼掺杂率（β=B/Si=5%）。所用硼烷的氢稀释比是0.5%。
[0021] 步骤4中利用PECVD逐层交替沉积nc-Si:H/SiNx超晶格量子阱材料。所用沉积-4条件：本底真空在1.6×10 Pa，射频功率为50～250W(频率为13.56MHz)，沉积温度在280 o
C，直流偏压为 200V，反应压强为200Pa。其中：氢气和氮气均为99.9999%高纯气体。 [0022] 步骤5中利用PECVD方法制备n型硅薄膜时，磷掺杂率（β=P/Si=5%）；制备n+型硅薄膜时，磷掺杂率（β=P/Si=10%）。所用磷烷的氢稀释比为0.5%。
[0023] 本发明的有益效果：设计了新型太阳电池结构，该新型太阳电池具有“高效率，低成本和长寿命”的优点。形成渐变式量子阱材料，拓宽了太阳电池的光吸收谱，形成了一种近似全光谱的nc-Si:H/SiNx超晶格量子阱太阳电池；具有明显的量子效应，并可产生一个光子可产生多个电子-空穴对的多重激发效应。
