[發明專利]一種Cu電極太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201410348419.6
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104124289A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 石強;秦崇德;方結彬;何達能;陳剛
• 申請（專利權）人: 廣東愛康太陽能科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 溫旭

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，尤其涉及一種Cu電極太陽能電池及其制備方法。?

背景技術

傳統晶體硅太陽能電池的制造工序包括制絨、擴散、去PSG、鍍減反膜、電極制備。電極制作是電池生產的最后一道工序，它承擔著收集硅片中的載流子并將其輸送至外部電路的責任，因此電極材料的選擇和制備工藝直接影響著太陽能電池的各項性能，是太陽能電池制程中的關鍵環節之一。傳統的晶體硅太陽能電池在硅片正面形成Ag電極，在硅片背面形成Ag背電極和Al背場。由于Ag具有在所有金屬中電阻率最低，歐姆接觸好，可焊性強、電極制備工藝成熟等優點，使得Ag電極太陽能電池的各項性能優異，受到廣大企業的青睞。?

Ag?為貴金屬，其大約占電池總成本的12%，占非硅成本的30%，是電池制造成本的重要組成部分，使得太陽能電池的成本居高不下。因此，為使晶硅太陽能電池成為未來重要的能源組成，必須用低成本的賤金屬來替代目前的Ag。?

Cu的電阻率低，價格便宜，使得Cu成為了最有可能的太陽能電池電極材料。但是由于Cu和硅片直接接觸會往硅片擴散，使得p-n結被破壞，因此需要在硅片和Cu電極之間設置導電的阻擋層，一般形成Ni/Cu復合電極結構，而這種Ni/Cu復合電極結構通過電鍍的方法獲得，成本高，工藝復雜；此外，Ni/Cu復合電極的電阻和Ag電極相比還是高一些，降低了太陽能電池的轉換效率。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種制造成本低、轉換效率高的Cu電極太陽能電池。?

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種工藝簡單、可大規模工業化實施的Cu電極太陽能電池的制備方法，其制得的Cu電極太陽能電池制造成本低、轉換效率高。?

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種Cu電極太陽能電池，包括Cu背電極、Al背場、P型硅、N型發射極、鈍化膜、透明導電氧化物薄膜和Cu正電極，所述Cu背電極、Al背場、P型硅、N型發射極、鈍化膜、透明導電氧化物薄膜和Cu正電極依次相連。?

作為上述方案的改進，所述鈍化膜上設有孔或者槽，所述透明導電氧化物薄膜填滿所述孔或者槽，且與所述N型發射極相接觸。?

作為上述方案的改進，所述孔或者槽的面積占所述鈍化膜的面積的3-35%。?

作為上述方案的改進，所述透明導電氧化物薄膜為摻錫氧化銦、氧化鋅、摻鋁氧化鋅或摻鉬氧化銦的薄膜，其中，所述摻錫氧化銦中錫的質量含量為1%-15%，所述摻鋁氧化鋅中鋁的質量含量為0.1%-10%，所述摻鉬氧化銦中鉬的質量含量為0.1%-10%；?

所述透明導電氧化物薄膜的厚度為8-55nm；

所述透明導電氧化物薄膜的透光率≥92%；

所述透明導電氧化物薄膜的電阻率<10^-5Ω.cm。

相應的，本發明還提供一種Cu電極太陽能電池的制備方法，包括：?

選取P型硅片為基底材料；

對硅片的表面進行刻蝕處理，使硅片的表面形成絨面；

將經過制絨的硅片通過擴散形成N型發射極；

在N型發射極的正面制備鈍化膜；

對鈍化膜的正面進行刻蝕，使鈍化膜形成孔或槽；

在設有孔或槽的鈍化膜上鍍透明導電氧化物薄膜；

在硅片背面印刷形成Cu背電極和Al背電場；

在透明導電氧化物薄膜的正面印刷形成Cu正電極，得到初產品；

將初產品進行燒結，得到成品。

作為上述方案的改進，所述透明導電氧化物薄膜填滿所述孔或者槽，且與所述N型發射極相接觸。?

作為上述方案的改進，所述孔或者槽的面積占所述鈍化膜的面積的3-35%。?

作為上述方案的改進，所述透明導電氧化物薄膜為摻錫氧化銦、氧化鋅、摻鋁氧化鋅或摻鉬氧化銦的薄膜，其中，所述摻錫氧化銦中錫的質量含量為1%-15%，所述摻鋁氧化鋅中鋁的質量含量為0.1%-10%，所述摻鉬氧化銦中鉬的質量含量為0.1%-10%；?

所述透明導電氧化物薄膜的厚度為8-55nm；

所述透明導電氧化物薄膜的透光率≥92%；

所述透明導電氧化物薄膜的電阻率<10^-5Ω.cm。

作為上述方案的改進，所述絨面的反射率控制在1%-30%；?

所述N型發射極的控制方塊電阻為50-120歐/□；

所述鈍化膜的厚度控制在10-70nm；

所述初產品的燒結氣氛為氧氣和氮氣，其中，氧氣和氮氣的體積比為3～15：80。