[發明專利]一種異質結太陽能電池及其制作方法

有效

• 申請號: 201410577959.1
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN104362193A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 張林;王進;任明沖;谷士斌;何延如;楊榮;李立偉;郭鐵;孟原
• 申請（專利權）人: 新奧光伏能源有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，尤其涉及一種異質結太陽能電池及其制作方法。

背景技術

隨著太陽能電池BOS(系統平衡部件)成本比例增大，提高電池轉換效率變得尤為重要。在晶硅異質結太陽能電池因具有低溫制備、低溫度系數和高轉換效率的特點，被認為是最有競爭力的高效太陽能電池。

晶硅異質結太陽能電池是由多種膜層構成，多種膜層之間存在著多種異質材料界面，例如p型非晶硅/TCO(Transparent?Conductive?Oxide，透明導電氧化物)、TCO/Ag和P型非晶硅/i型本征非晶硅等界面，這些異質材料界面影響電池結構的效率。p型非晶硅/TCO是指p型非晶硅與TCO兩種材料組成的界面。特別是P型非晶硅/ITO(Indium?Tin?Oxides，摻錫氧化銦)界面，由于P型非晶硅的有效摻雜過低，導致在P型非晶硅/ITO界面處形成較大的傳輸勢壘增加了晶硅異質結太陽能電池結構的界面電阻，該界面電阻較大會使晶硅異質結太陽能電池的填充因子降低。

為了降低電池結構中TCO/P型非晶硅界面的傳輸勢壘，現有技術中主要有以下解決方案：

a.提高P型非晶硅的有效摻雜。P型非晶硅的摻雜元素為硼，但是往往在摻雜過程中大量的硼原子作為雜質原子存在于P型非晶硅薄膜中。在現有技術中通過對摻雜工藝參數進行調整，使P型非晶硅薄膜達到非晶態與晶態的轉變點，可以提高硼的有效摻雜率。但此工藝窗口很窄，工藝穩定性較差。

b.將P型非晶硅制作成P型微晶硅發射極結構。制備P型微晶硅有利于降低其與TCO的接觸電阻，增加發射極的電導率。但是電池結構對P型微晶硅的要求很高，為了能夠利用非晶硅鈍化晶粒表面的缺陷，并使制備的P型微晶硅層的電導率較高，P型微晶硅層的厚度應為5-10nm，這要求所制備的P型微晶硅的晶粒直徑滿足<1nm，且離散分布于非晶硅之間。但此工藝窗口較窄，難以穩定控制，若微晶硅晶化率過高，晶粒尺寸過大，會導致界面缺陷密度較大，嚴重降低電池的填充因子和開路電壓。因此，上述兩種方案均不能有效的降低電池結構中TCO/P型非晶硅界面的傳輸勢壘，

綜上，異質結太陽能電池結構的TCO/P型非晶硅界面存在的傳輸勢壘，使TCO/P型非晶硅界面的界面串聯電阻較大，不利于提升太陽能電池的填充因子。

發明內容

本發明實施例提供一種異質結太陽能電池及其制作方法，用以解決現有技術中存在的異質結太陽能電池結構的TCO/P型非晶硅界面存在的傳輸勢壘，使TCO/P型非晶硅界面的界面串聯電阻較大，不利于提升太陽能電池的填充因子問題。

本發明實施例提供一種異質結太陽能電池，包括：

在硅襯底的背面依次形成的第一i型本征非晶硅薄膜、p型非晶硅薄膜，在所述p型非晶硅薄膜表面形成的金屬薄膜，以及在所述金屬薄膜表面形成的背面金屬電極；

在所述硅襯底的正面依次形成的第二i型本征非晶硅薄膜、n型非晶硅薄膜，以及在所述n型非晶硅薄膜表面形成的導電薄膜和所述導電薄膜上的正面金屬電極。由于該電池的金屬薄膜的功函數高于p型非晶硅薄膜，使金屬薄膜/p型非晶硅界面為歐姆接觸，在金屬電極和p型非晶硅薄膜的界面形成反阻擋層或者隧穿層，降低界面傳輸電阻，與傳統P型非晶硅/TCO界面結構相比避免TCO導電薄膜與P型非晶硅薄膜之間存在的較大接觸電阻，有利于提升電池的填充因子。

進一步地，所述金屬薄膜的功函數大于所述p型非晶硅薄膜。使在金屬薄膜/p型非晶硅薄膜界面形成反阻擋層或者隧穿層，這樣有利于降低電池的界面串聯電阻，提升電池填充因子。

進一步地，所述金屬薄膜是采用磁控濺射、熱蒸發沉積或分子束外延的方式形成的。采用磁控濺射制備的金屬薄膜比較均勻致密，更有利于降低金屬薄膜/p型非晶硅薄膜界面的傳輸勢壘，以減小電池的界面串聯電阻。

進一步地，所述金屬薄膜的厚度為1-100nm。由于金屬薄膜處于背光面，不需要考慮金屬薄膜對光的吸收，因此處于背光面的金屬薄膜的厚度在1-100nm之間，優選的，金屬薄膜的厚度為10nm。

進一步地，所述金屬薄膜是鋁金屬薄膜、鎳金屬薄膜、鉻金屬薄膜或硅合金金屬薄膜。優選的，所述金屬薄膜為鋁薄膜，且厚度為10nm時，鋁薄膜/p型非晶硅薄膜界面為歐姆接觸，降低了鋁薄膜/p型非晶硅薄膜界面的傳輸勢壘，以減小電池的界面串聯電阻。

進一步地，在所述硅襯底的背面依次形成的第一i型本征非晶硅薄膜、p型非晶硅薄膜是采用等離子體化學氣相沉積PECVD的方式形成的。