[發明專利]異質結太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201310228162.6
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103346172A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 陳劍輝;李鋒;沈燕龍;趙文超;李高非;胡志巖;熊景峰
• 申請（專利權）人: 英利集團有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，具體而言，涉及一種異質結太陽能電池及其制備方法。

背景技術

隨著技術的發展，光伏行業逐漸進入人們的生活，特別是太陽能電池得到了廣泛的推廣應用。太陽能電池按其基質材料可以分為同質結太陽能電池和異質結太陽能電池。同質結太陽能電池是以晶硅為基本材料制成的太陽能電池，而異質結太陽能電池是通過薄膜工藝在晶體硅襯底上制備非晶、納米晶薄膜形成的非晶硅/晶硅異質結為基本結構的太陽能電池。異質結太陽能電池由于其具有高效、工藝溫度低，光生衰退效應不明顯等優點成為當前太陽能電池領域非常重要的一項技術。

如圖1所示，在圖1中給出了一種異質結太陽能電池的結構，以n型異質結太陽能電池為例，其包括n型襯底(N-c-Si)10’，在n型襯底10’正面和背面分別鍍有氫化本證非晶硅（a-Si:H(i)）20’，在n型襯底10’正面的氫化本證非晶硅20’上形成P型氫化非晶硅（a-Si:H(p)）30’，在n型襯底10’背面的氫化本證非晶硅20’上形成n型氫化非晶硅（a-Si:H(n⁺)）40’，在P型氫化非晶硅30’和n型氫化非晶硅40’的外側通過PVD的方法鍍上透明導電薄膜（TCO）50’，然后在透明導電薄膜50’的外側形成柵極60’。其中形成位置“外側”是指材料層遠離n型襯底的一側。

在同質結太陽能電池中由于不存在非晶硅材料，其在制備柵極的過程中，通常是通過在高溫環境下燒結漿料，通過玻璃粉的作用，使金屬柵極材料穿透減反射膜（通常減反射膜為SiNx膜）、腐蝕硅形成接觸區進而形成柵極。而在上述圖1所給出的異質結太陽能電池中，由于發射極（圖1中p型氫化非晶硅）采用的是非晶硅材料，這種非晶硅材料具有較高的方阻，使得其中載流子不能直接導出，而是需要使用TCO來引出。為了保證非晶硅材料中載流子的順利導出，在異質結太陽能電池中需要在發射極上方設置TCO，再將柵極設置在TCO上。如圖1所示此時，柵極60’坐落在TCO50’上，形成直接的接觸，其中接觸面積就是柵極60’底部與TCO50’接觸的界面部分。

鑒于上述原因，在異質結太陽能電池中，柵極需要設置在TCO材料層上。這就使得柵極和TCO之間產生接觸電阻，這部分接觸電阻會對填充因子產生很大影響，進而降低異質結電池的光電轉化效率。降低柵極和TCO的接觸電阻對提升異質結電池的轉化效率至關重要。

為了降低柵極和TCO的接觸電阻，有研究指出可以通過降低柵極/TCO的接觸勢壘和改善漿料的接觸特性來降低接觸電阻。如改善TCO的功函數，增強漿料的導電性，使用高固含量的漿料；另外優化漿料中金屬顆粒的尺寸，優化漿料中的玻璃粉，粘合劑等以增加漿料和TCO接觸的金屬顆粒數量等方法來改善柵極/TCO接觸電阻。

上述方法隨著技術的進步已經發展到一定的程度，而且限于漿料本身的發展，其改善空間主要依賴于漿料供應商，從電池研究的角度無法再進一步深入。

發明內容

本發明旨在提供一種異質結太陽能電池及其制備方法，以提高異質結太陽能電池的光電轉化效率。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種異質結太陽能電池，包括TCO，以及形成在TCO上的柵極，柵極部分延伸進入TCO中。

進一步地，上述異質結太陽能電池中柵極具有一端寬一端窄的結構，柵極的寬端延伸進入TCO中。

進一步地，上述異質結太陽能電池中柵極呈梯形結構。

進一步地，上述異質結太陽能電池中柵極中延伸進入TCO中的第一部分與位于TCO外部的第二部分的高度比為1/1000～1/100。

進一步地，上述異質結太陽能電池中柵極中第一部分的高度與TCO的厚度之間的比值為0.1～0.9。

進一步地，上述異質結太陽能電池中異質結太陽能電池包括襯底，TCO設置在襯底的正面和/或背面，柵極位于TCO遠離襯底的一側。

同時，根據本發明的另一方面，提供了一種異質結太陽能電池的制備方法，包括：提供襯底；在襯底上方形成TCO；以及在TCO上形成柵極，在TCO上形成柵極的步驟中，柵極部分延伸進入TCO中。

進一步地，上述制備方法中在TCO上形成柵極的步驟包括：在TCO上刻蝕形成凹槽；在凹槽中形成柵極，以使柵極部分延伸進入TCO中。