[發明專利]一種異質結太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201410365636.6
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104167472A
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發明（設計）人: 李森;雷青松;薛俊明;王燕增;杜國杰;趙學亮;楊鵬飛;王珊珊
• 申請（專利權）人: 河北漢盛光電科技有限公司
• 主分類號: H01L31/20
• 分類號: H01L31/20;H01L31/0264
• 代理公司: 石家莊元匯專利代理事務所(特殊普通合伙) 13115
• 代理人: 劉聞鐸

技術領域

本發明屬于光伏太陽能電池技術領域，具體涉及一種異質結太陽能電池及其制備方法。

背景技術

能源危機和環境污染問題促進了清潔能源的廣泛研究與應用開發。太陽能光伏發電具有資源充足、清潔、安全、壽命長等優點，已成為可再生能源技術中發展最快、最具活力的研究領域。日前市場上的光伏太陽能電池主要有晶體硅(包括單晶硅、多晶硅)、非晶硅薄膜、碲化鎘薄膜及銅銦硒薄膜太陽電池等。

其中，晶體硅太陽能電池仍占主流，技術也最為成熟，其光電轉化效率已達19.5％，但受到制備工藝限制，其轉化效率的提高已經達到極限；而非晶硅太陽能電池雖然生產環節原料及能源消耗比較小，但其轉換效率比較低，并且穩定性差。

近年來HIT電池得到了迅速的發展，這種異質結結構的電池綜合了晶硅電池和非晶硅電池兩者的優點，是一種非常有應用前景的技術。在HIT電池研究及其大規模產業化的過程中，日本的Sanyo公司做出了重要貢獻，1991年其在1cm²面積上制備出轉化效率為20.0％的HIT電池，2003年，Sanyo公司100cm²電池轉化效率達到19.5％，到2006年，其HIT電池的最高轉化效率達到21.8％。2009年5月，Sanyo公司又將HIT池的轉化效率提高到23％。被Panasonic收購后的2013年，Sanyo?HIT太陽能電池實現了24.7％的實驗室轉化效率。

為了進一步提高異質結太陽能電池的轉化效率及其長時間工作的穩定性，有必要對其結構及制備方法進行進一步的優化。

發明內容

本發明的目的是提供一種異質結太陽能電池及其制備方法，所述異質結太陽能電池具有更高的實際功率輸出和良好的溫度穩定性。所述制備方法具有低溫節能、方便實施的優點。

一種異質結太陽能電池，包括襯底、n⁺型擴散層、n⁺⁺型非晶硅薄膜層、本征非晶SiO_X層(0<x<2)、P型非晶SiO_X(0<x<2)層、TCO薄膜層、電極，其中，所述襯底的背面依次生長n⁺型擴散層、n⁺⁺型非晶硅薄膜層、TCO薄膜層，TCO薄膜層上設置電極，所述襯底的正面依次生長本征非晶SiO_X(0<x<2)層、P型非晶SiO_X(0<x<2)層、TCO薄膜層，TCO薄膜層上設置電極。

上述異質結太陽能電池，所述襯底的材料為n型單晶硅，所述n⁺型擴散層通過熱擴散POCl₃形成，所述TCO薄膜層的材料為ITO，所述電極通過絲網印刷銀漿燒結而成。

上述異質結太陽能電池，所述銀漿的成份包括銀粉80～90wt％、玻璃粉2～5wt％、有機載體10～20wt％。經燒結后電阻率低于2μΩ·cm。

上述異質結太陽能電池，所述電極的寬度為30μm～60μm，高度為30μm～50μm。具有低的遮光面積和低的電阻。

上述異質結太陽能電池，所述襯底的厚度為100μm～150μm。檢測其電阻率為2Ω·cm～18Ω·cm，晶格方向為100，此條件下得到的電池具有高的開路電壓、高的短路電流、良好的絨面結構。

上述異質結太陽能電池，所述n⁺型擴散層的厚度為1nm～10nm，n⁺⁺型非晶硅薄膜層的厚度為20nm～30nm，本征非晶SiO_x(0<x<2)層的厚度為1nm～3nm，P型非晶SiO_x(0<x<2)層的厚度為3nm～8nm，TCO薄膜層的厚度為100nm～150nm。厚度的選擇使電池在表面充分鈍化的基礎上，具有比較高的短路電流和開路電壓性能。

所述TCO薄膜層的方阻為10Ω/□～30Ω/□，可以盡量降低對電池串聯電阻的影響。

本發明同時還提供了一種上述異質結太陽能電池的制備方法，操作步驟依次包括：

a.對襯底進行制絨和清洗；

b.利用擴散爐在襯底背面擴散POCl₃形成n⁺型擴散層；

c.利用PECVD在n⁺型擴散層上生長n⁺⁺型非晶硅薄膜層；

d.利用PECVD在襯底正面生長本征非晶SiO_x(0<x<2)層；