[發(fā)明專利]一種異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510417298.0
• 申請(qǐng)日: 2015-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105280747B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭萬(wàn)武;包健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州天合光能有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0725
• 分類號(hào): H01L31/0725;H01L31/0352;B82Y30/00
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所33233
• 代理人: 郭小麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)電池，尤其涉及一種異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池及制備方法，屬于太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

太陽(yáng)電池研究中通常采用晶體硅片表面織構(gòu)技術(shù)來(lái)增強(qiáng)對(duì)入射光的吸收，進(jìn)而提升電池光伏特性。然而織構(gòu)以后的形貌特征對(duì)后續(xù)硅基薄膜的制備以及優(yōu)良異質(zhì)結(jié)界面的獲得提出了較高的要求和挑戰(zhàn)。如果通過(guò)薄膜制備技術(shù)在感光面形成有序的納米陷光結(jié)構(gòu)，必將為異質(zhì)結(jié)電池的清洗工藝以及薄膜制備工藝提供更加廣闊的優(yōu)化空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池及其制備方法，正面采用納米棒陣列結(jié)構(gòu)形成發(fā)射極、襯底同型輕摻雜層交替分布的陷光結(jié)構(gòu)，以減小載流子輸運(yùn)路徑，利于載流子的收集；同時(shí)，提升光利用率，改善電池的電流特性。

為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池，包括基體層(1)，其特征在于：所述基體層(1)的背面依次設(shè)置背面本征層薄膜(2)、重?fù)诫s背面場(chǎng)層(3)、第一導(dǎo)電介質(zhì)層(4)和金屬電極(9)；基體層(1)的正面依次設(shè)置正面本征層薄膜(5)、與基體層(1)同型的輕摻雜納米棒陣列(6)、發(fā)射極(7)、第二導(dǎo)電介質(zhì)層(8)和金屬電極(9)，所述納米棒陣列(6)中的納米棒間隔有序的分布在正面本征層薄膜(5)之上，在納米棒陣列(6)間隙內(nèi)部均勻包覆本征層薄膜(5)以及發(fā)射極(7)，在納米棒陣列(6)頂部完全覆蓋本征層薄膜(5)和發(fā)射極薄膜(7)從而形成一個(gè)平的頂部，且所述輕摻雜納米棒陣列(6)被正面本征層薄膜(5)完全包覆并與發(fā)射極(7)和基體層(1)隔離。

進(jìn)一步地，所述背面本征層薄膜(2)、正面本征層薄膜(5)、發(fā)射極(7)、重?fù)诫s背面場(chǎng)層(3)采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù)或者熱絲化學(xué)氣相沉積(HWCVD)技術(shù)制備。

進(jìn)一步地，所述輕摻雜納米棒陣列(6)采用掠射角沉積技術(shù)結(jié)合等離子體增化學(xué)沉積(GLAD-PECVD)或者掠射角沉積技術(shù)結(jié)合熱絲化學(xué)氣相沉積技術(shù)(GLAD-HWCVD)制備。

進(jìn)一步地，所述背面本征層薄膜(2)、正面本征層薄膜(5)為非晶硅薄膜、微晶硅薄膜或者是由氧化硅和非晶硅薄膜構(gòu)成的復(fù)合層薄膜。

進(jìn)一步地，所述第一導(dǎo)電介質(zhì)層(4)、第二導(dǎo)電介質(zhì)層(8)是摻錫氧化銦、摻鎢氧化銦或者是由二者組成的復(fù)合層導(dǎo)電介質(zhì)。

進(jìn)一步地，所述第一導(dǎo)電介質(zhì)層(4)、第二導(dǎo)電介質(zhì)層(8)是采用PVD、MOCVD或者磁控濺射技術(shù)制備而成。

進(jìn)一步地，所述金屬電極(9)采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)制備低溫銀漿層，并在N₂氛圍中烘干。

本發(fā)明的另一方面，提供一種制備上述異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池的方法，包括如下步驟：

Ⅰ.對(duì)基體層(1)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)RCA清洗，之后采用HF處理；

Ⅱ.在基體層(1)的背面沉積背面本征層薄膜(2)；

Ⅲ.在背面本征層薄膜(2)上沉積重?fù)诫s背面場(chǎng)層(3)；

Ⅳ.在重?fù)诫s背面場(chǎng)層(3)上沉積第一導(dǎo)電介質(zhì)層(4)；

Ⅴ.在基體層(1)的正面沉積正面本征層薄膜(5)；

Ⅵ.在基體層(1)的正面沉積輕摻雜納米棒陣列(6)；

Ⅶ.在輕摻雜納米棒陣列(6)上再次沉積正面本征層薄膜(5)，使本步驟中沉積的正面本征層薄膜與步驟Ⅴ中沉積的正面本征層薄膜(5)成為一體結(jié)構(gòu)，并且包覆納米棒陣列(6)；

Ⅷ.在輕摻雜納米棒陣列(6)的間隙及頂部沉積發(fā)射極(7)；

Ⅸ.在發(fā)射極(7)上沉積第二導(dǎo)電介質(zhì)層(8)；

Ⅹ.采用絲網(wǎng)印書(shū)技術(shù)形成正、背面金屬電極，并在N2氛圍中烘干，完成異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池的制備。

進(jìn)一步地，所述背面本征層薄膜(2)、正面本征層薄膜(5)、發(fā)射極(7)、重?fù)诫s背面場(chǎng)層(3)采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(PECVD)技術(shù)或者熱絲化學(xué)氣相沉積(HWCVD)技術(shù)制備。

進(jìn)一步地，所述輕摻雜納米棒陣列(6)采用掠射角沉積技術(shù)結(jié)合等離子體增化學(xué)沉積(GLAD-PECVD)或者掠射角沉積技術(shù)結(jié)合熱絲化學(xué)氣相沉積技術(shù)(GLAD-HWCVD)制備。

進(jìn)一步地，所述第一導(dǎo)電介質(zhì)層(4)、第二導(dǎo)電介質(zhì)層(8)是采用PVD、MOCVD或者磁控濺射技術(shù)制備而成。

本發(fā)明的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池，具有如下有益效果：

1.感光面發(fā)射極與襯底同導(dǎo)電類型的納米棒陣列形成共軸P-N結(jié)結(jié)構(gòu)，有效減小了載流子輸運(yùn)路徑，并且使得P-N結(jié)有效面積增加，助于載流子的收集；