[發明專利]濕法沉積和低溫熱處理相結合制備異質結太陽電池方法

有效

• 申請號: 201310080782.X
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN103137791A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 俞健;邱羽;孟凡英;劉正新
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海微系統與信息技術研究所
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 潘振甦

1.一種基于濕法沉積和低溫熱處理相結合制備異質結太陽電池的方法，包括異質結光伏結構的制備，其特征在于在單面或雙面透明導電層上濕法沉積金屬柵線，然后低溫熱處理合金化；其中：

①金屬柵線至少包括位于所述的透明導電層之上的金屬接觸層和依次位于金屬接觸層上面的金屬傳導層和金屬焊接層；

②所述的濕法沉積包括：電沉積、光誘導沉積、化學沉積，或是其組合；

③所述的低溫熱處理合金化，以形成良好的接觸和粘附特性。

2.按權利要求1所述的方法，其特征在于具體步驟是包括（A）或（B）中任一種：

方法（A）

(a)在異質結光伏結構上形成透明導電層，所述光伏結構的基底包括在n型或p型襯底上制備異質結太陽電池，并在上面沉積透明導電層的一種或是幾種的組合；

(b)掩膜形成圖形，通過印刷、旋涂、噴涂、滾輪熱壓、提拉、浸漬或PECVD方法在種子層上覆蓋抗刻蝕劑，掩膜材料包括油墨、聚合物、干膜、光刻膠、SiO₂或SiN_x中的一種或幾種的組合，采用選擇性化學腐蝕、光刻、等離子體蝕刻或激光蝕刻方式形成金屬柵線的掩膜圖形；

(c)金屬柵線形成，通過濕法沉積的方式在掩膜開口處、透明導電層上制備金屬柵線，包括Ni、Cu、Ag、Au、Cr、Pb、Sn、In、Bi、Zn、Co或Cd金屬及其組合或合金；由于掩膜的絕緣性，金屬的沉積只在掩膜開口處的透明導電層上進行，從而形成金屬柵線的圖形；所述的金屬柵線包括所述金屬接觸層、金屬傳導層和金屬焊接層；

(d)掩膜去除，通過溶液的溶解、濕法腐蝕、光刻lift?off、等離子體蝕刻、加熱或激光蝕刻方式去除覆蓋的掩膜；

(e)背電極制備，通過絲網印刷、物理氣相沉積、電沉積、光誘導沉積或化學沉積的方式進行；

(f)低溫熱處理合金化，熱處理氣氛為O₂、Ar、He、Ne、N₂、H₂或空氣，熱處理溫度為100-250℃；

方法（B）

步驟(a)、(b)、(d)和(f)同方法（A）中步驟(a)、(b)、(d)和(f)，且方法（A）中，步驟(e)不需要，而步驟(c)為：雙面濕法沉積形成金屬柵線，在透明導電層上進行雙面濕法沉積，從而形成雙面金屬柵線的圖形，所述的金屬柵線包括所述金屬接觸層、金屬傳導層和金屬焊接層。

3.按權利要求2所述的方法，其特征在于方法（A）或（B）中低溫熱處理合金化時熱處理時間為1-60min。

4.按權利要求2所述的方法，其特征在于所述的透明導電層工藝步驟是：

a)晶硅襯底的損傷處去除及表面織構化；

b)沉積本征非晶硅層i-type?a-Si，厚度為0-50nm；

c)沉積n型非晶硅層n-type?a-Si，厚度為1-50nm；

d)沉積本征非晶硅層i-type?a-Si，厚度為0-50nm；

e)沉積p型非晶硅層p-type?a-Si，厚度為1-50nm；

f)P面沉積透明導電層；

g)N面沉積透明導電層。

5.按權利要求4所述的方法，其特征在于所述的透明導電層不僅導電而且具有透光性，包括下述中的至少一個或疊層：In₂O₃、In₂O₃:Sn(ITO)、In₂O₃:W(IWO)、ZnO，ZnO:Al(AZO)、ZnO:Ga(GZO)、CdO，SnO₂、SnO₂:F(FTO)、SnO₂:Sb、MgIn₂O₄、Zn₂In₂O₅、Zn₂SnO₄、LaB₄、TiN、ZrN、PEDOT:PSS、PPY-PVA、聚苯胺、聚噻吩、Au、Al、Pt、Pd、Ag或Cr。

6.按權利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的金屬接觸層、金屬傳導層和金屬焊接層的厚度依次為1-5000nm、0.1-100μm和1-5000nm。

7.按權利要求1或2所述的太陽電池，其特征在于：

（1）所述的金屬接觸層，包括Ag、Cr、Pb、Zn、Sn、Sb、In、Bi、Co、Cd或Tl金屬中一種或幾種的組合或是其合金，位于透明導電層上面，能在低溫燒結時與透明導電層形成良好的接觸、粘附特性；

（2）所述的金屬傳導層，包括Ni、Cu、Ag、Cr、Al、Zn或Au金屬中一種或幾種的組合，位于金屬接觸層上面；

（3）所述的金屬焊接層，包括Sn、Ag、Pb或In金屬中一種或幾種的組合或是其合金，位于金屬傳導層上面。