[發明專利]一種HIT太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201410161505.6
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103904151A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 陳貴鋒;王弘;張輝;曹哲;張浩恩;張嬌;賈少鵬;羅鴻志
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H01L31/0747
• 分類號: H01L31/0747;H01L31/20
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

技術領域：

本發明涉及太陽能電池技術領域領域，具體為一種HIT太陽能電池及其制備方法。

背景技術：

1992年三洋公司發明了HIT(Heterojunction?with?intrinsic?Thinlayer)太陽能電池，所謂HIT太陽能電池就是一種利用晶體硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太陽能電池，其結構中具有非摻雜即本征的非晶硅薄膜層結構。HIT太陽能電池具有轉換效率高、穩定性好的特點。2013年，三洋公司創下了效率為24.7%的世界紀錄，國內電池的水平處在19%～20%之間。但是，為了更好的實現HIT太陽能電池的產業化，就其目前的發展狀況而言，不僅要進一步提高太陽能電池的轉換效率，還迫切的需要降低太陽能電池的制作成本。因此，我們用多晶硅代替單晶硅做襯底，來解決降低電池成本的問題。就目前來說，對于多晶硅襯底的HIT太陽能電池的報導還非常少。

發明內容：

本發明的目的是針對當前技術中采用單晶硅作襯底造成的成本高昂的不足，提供一種HIT太陽能電池及其制備方法，該電池利用多晶硅代替單晶硅做襯底材料，并通過清洗、鋁吸雜等工藝對多晶硅襯底進行工藝處理，不僅減少了高成本的單晶硅的使用，大大降低了生產成本，且使得太陽能電池不再受限于圓形的單晶硅襯底，可有效提高太陽能電池組件的平面利用率。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種HIT太陽能電池，該電池的組成包括P型多晶硅襯底（P?p-Si），在P型多晶硅襯底正面依次沉積的第一本征氫化非晶硅層（i?a-Si:H）、N型氫化非晶硅層（N?a-Si:H）和第一透明導電薄膜層，透明導電薄膜層上面為正面電極；在P型多晶硅襯底背面依次沉積的本征氫化非晶硅層（i?a-Si:H）、P型氫化非晶硅層（P?a-Si:H）和第二透明導電薄膜層，第二透明導電薄膜層下面為背面電極；

所述的正面電極為鋁柵電極，膜厚15～20μm，柵線間距3mm、寬度0.10～0.12mm；

所述的背面電極為鋁柵電極，膜厚15～20μm，柵線間距3mm、寬度0.10～0.12mm。

所述的P型多晶硅襯底（P?p-Si）的厚度為100～130um；第一本征氫化非晶硅層（i?a-Si:H）的厚度為5～20nm；N型氫化非晶硅層（N?a-Si:H）的厚度為50～150nm，第二本征氫化非晶硅層（i?a-Si:H）的厚度為5～20nm；P型氫化非晶硅層（P?a-Si:H）的厚度為5～20nm；第一、第二透明導電薄膜層的厚度為50～100nm。

本發明的P型多晶硅襯底，其厚度為100～130um，電阻率為1～5Ω·cm，少子壽命1～100us。

所述的HIT太陽能電池的制備方法，該方法包括如下步驟：

1)清洗工藝

利用標準的RCA清洗工藝處理P型多晶硅襯底，去除P型多晶硅襯底表面的顆粒物、有機物以及金屬雜質；

2)鋁吸雜工藝

首先在經過清洗的P型多晶硅襯底任一面上蒸鍍厚度為1～2μm的鋁層，蒸鋁面即為硅片的正面；然后對硅片進行退火處理，在氬氣的氣氛中由室溫升高到700℃～800℃，保溫1-3小時，然后退火降溫到室溫，升溫速度與降溫速度均為5-15℃/min；再將P型多晶硅襯底用質量分數為10%的NaOH溶液浸泡處理10～30分鐘，腐蝕掉表面的鋁層以及合金層；

3)PECVD工藝

采用平板式PECVD方法在P型多晶硅襯底正面依次沉積厚度為5～20nm的本征氫化非晶硅層（i?a-Si:H）及厚度為50～150nm的N型氫化非晶硅層（N?a-Si:H），然后再在P型多晶硅襯底背面依次沉積厚度為5～20nm的本征氫化非晶硅層（i?a-Si:H）及厚度為5～20nm的P型氫化非晶硅層（P?a-Si:H），得到多層結構；

4)磁控濺射工藝

采用磁控濺射方法在步驟3）得到的多層結構的兩面分別沉積厚度為50～100nm的透明導電薄膜層；

5)絲網印刷工藝

采用絲網印刷技術在步驟4）得到的多層結構的兩面分別印刷鋁漿，膜厚在15～20μm，然后采用低溫燒結制成電極，燒結溫度為200℃～300℃，時間為2～4小時，形成鋁柵電極，從而最終得到HIT太陽能電池。

本發明的有益效果是：