[發明專利]一種減反射異質結太陽能電池及其制備方法

無效

• 申請號: 201210427530.5
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN102938429A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 張杰
• 申請（專利權）人: 國電光伏（江蘇）有限公司
• 主分類號: H01L31/0745
• 分類號: H01L31/0745;H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/18;H01L31/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及的是一種異質結太陽能電池及其制備方法，尤其涉及的是一種減反射異質結太陽能電池及其制備方法。

背景技術

薄膜硅/晶體硅異質結太陽能電池是一種可以采用低成本實現的高效晶體硅太陽能電池。這種太陽能電池具有轉換效率高、溫度系數低、制造工藝簡單、低溫工藝能耗小的特點。

日本三洋電機最早從1990年開始研究帶有本征層的非晶硅薄膜/晶體硅異質結太陽能電池(HIT電池)。2009年在實用面積(100cm2)上獲得電池轉換效率23％，為世界最高水平。量產電池平均效率達19.7％，超過目前單晶硅電池效率。在國內，中科院研究生院在“十五”973項目的支持下，采用不同于三洋HIT結構的納米晶硅/晶體硅異質結結構，在單面結、無陷光的條件下，實現了轉換效率17.3％的突破，為當時同類電池的國際先進水平。

薄膜硅/晶體硅異質結太陽電池一般采用表面織構形成絨面的辦法來減小電池表面光反射，織構后的硅片襯底具有比較高的缺陷態密度，容易形成載流子的復合中心；而且絨面會對隨后沉積其上的硅薄膜質量形成不利影響，難以得到高質量的硅薄膜層和良好的硅薄膜/晶硅界面，鈍化難度大，影響了異質結電池的開路電壓，這樣就阻礙了電池效率的進一步提升。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種減反射異質結太陽能電池及其制備方法，滿足較小表面反射、高質量硅薄膜層和良好硅薄膜/晶硅界面的要求。

技術方案：本發明是通過以下技術方案實現的，本發明的電池包括硅片襯底、鈍化層、背電極、發射層、透明導電薄膜層、減反層和前電極；其中：硅片襯底的背表面上沉積鈍化層，背電極沉積在鈍化層上，硅片襯底的正表面上沉積發射層，發射層上沉積透明導電薄膜層，透明導電薄膜層上沉積至少一層減反層，減反層上設置前電極。

所述硅片襯底是n型或p型，選用電阻率為1～10Ωcm單晶硅或多晶硅。

所述鈍化層是單層或多層的硅薄膜，其中至少一層硅薄膜與硅片襯底的摻雜類型相同，鈍化層的厚度是20～50nm。

所述背電極是金屬鋁膜，或者是導電薄膜層和金屬鋁膜形成的多層膜。

所述發射層是是單層或多層的硅薄膜，其中至少一層硅薄膜與硅片襯底的摻雜類型相反，發射層的厚度是10～40nm。

所述減反層是單層膜或多層膜，減反層是S₃N₄層，厚度是70～100nm。

所述透明導電薄膜層，材質是金屬氧化物，厚度是50～80nm。

所述硅薄膜選自非晶硅、微晶硅、非晶硅鍺、非晶碳化硅和納米硅中的一種或多種。

一種減反射異質結太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：

(1)使用HF溶液對硅片襯底進行表面清洗；

(2)在硅片襯底的背表面利用PECVD方法沉積鈍化層；

(3)在鈍化層表面利用磁控濺射方法沉積背電極；

(4)在硅片襯底的正表面利用PECVD方法沉積發射層；

(5)在發射層上利用磁控濺射沉積透明導電薄膜層；

(6)在透明導電薄膜層上利用PECVD方法沉積減反層；

(7)在減反層上通過絲網印刷前電極，并將前電極燒結在導電薄膜層上。

有益效果：本發明相比現有技術具有以下優點，本發明采用透明導電薄膜層和至少一層的減反層結構，利用Si₃N₄層和透明的金屬氧化物層來降低電池表面的光反射，避免電池表面有較大的織構，有利于得到高質量的硅薄膜層，形成良好的硅薄膜/晶硅界面，可以提高電池的電流密度和開路電壓，從而提高異質結電池太陽的轉換效率。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面對本發明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1

如圖1所示，本實施例電池包括硅片襯底1、鈍化層2、背電極3、發射層4、透明導電薄膜層5、減反層6和前電極7；其中：硅片襯底1的背表面上沉積鈍化層2，背電極3沉積在鈍化層2上，硅片襯底1的正表面上沉積發射層4，發射層4上沉積透明導電薄膜層5，透明導電薄膜層5上沉積至少一層減反層6，減反層6上設置前電極7。

本實施例的減反射異質結太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：