[發明專利]異質結太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201610302184.6
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN105742382A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 楊樂;張聞斌;王琪
• 申請（專利權）人: 蘇州協鑫集成科技工業應用研究院有限公司;協鑫集成科技（蘇州）有限公司;協鑫集成科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 張鳳

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，特別是涉及一種異質結太陽能電池及其制備方法。

背景技術

異質結太陽能電池(HIT電池)是通過在摻雜非晶硅層與晶體硅襯底之間加入本征層所構建的。異質結太陽能電池既具有晶體硅太陽能電池的高效率和高穩定性，同時由于能耗小，工藝相對簡單、溫度特性更好，在高溫下也能有較高的輸出。近年來備受關注，已經成為太陽能電池的主要發展方向之一。

由于摻雜非晶硅的導電性較差，所以在異質結太陽能電池的制作過程中，在電極和摻雜非晶硅層之間加一層透明導電層，透明導電層可以有效地增加載流子的收集。透明導電層須具有光學透明和導電雙重功能，對有效載流子的收集起著關鍵作用，還要可以減少光的反射，起到很好的陷光作用。

但是，目前的透明導電層的材料一般為氧化銦錫(ITO)、或摻鎢氧化銦(IWO)。ITO與IWO對可見光具有良好的穿透性，但是對紫外光的穿透率極低，使異質結太陽能電池不能很好的利用光能。

發明內容

基于此，有必要針對現有的異質結太陽能電池中透明導電層對紫外光穿透率低的問題，提供一種透明導電層對紫外光穿透率高的異質結太陽能電池。

一種異質結太陽能電池，包括：晶體硅片，依次位于所述晶體硅片的一側上的第一本征層、第一摻雜非晶硅層、第一透明導電層、及第一電極，以及位于所述晶體硅片的另一側的第二電極；

其中，所述第一透明導電層為稀土元素摻雜的透明導電氧化物，所述透明導電氧化物選自氧化銦錫或摻鎢氧化銦。

上述異質結太陽能電池，由于采用稀土元素摻雜的透明導電氧化物作為第一透明導電層，稀土可使太陽光中的紫外光轉化為可見光(主要是400～480nm的藍光和600～680nm的紅光)，進而實現紫外光的能量吸收；同時稀土與ITO/IWO復合可以形成復合光催化劑，實現光增益，從而使更多的光能透過第一透明導電層進入異質結太陽能電池的吸收層中，從而提高光生載流子，有效提高電池短路電流，從而提高整個電池的性能。

在其中一個實施例中，所述稀土元素選自Eu、Sm、Gd和Tb中的一種或幾種。

在其中一個實施例中，在所述第一透明導電層中，以金屬元素的總摩爾為基準，所述稀土元素含量為0.1～5mol％。

在其中一個實施例中，所述第一透明導電層的厚度為60～100nm。

在其中一個實施例中，所述異質結太陽能電池還包括位于所述第二電極與所述晶體硅片之間的加強電場單元；所述加強電場單元包括依次位于所述晶體硅片的另一側上的第二本征層、及第二摻雜非晶硅層。

在其中一個實施例中，所述異質結太陽能電池還包括位于所述第二電極與所述第二摻雜非晶硅層之間的第二透明導電層。

在其中一個實施例中，所述第二透明導電層與所述第一透明導電層的材料相同。

本發明還提供了一種上述異質結太陽能電池的制備方法。

一種異質結太陽能電池的制備方法，包括如下步驟：

在晶體硅片的一側形成第一本征層；

在所述第一本征層上形成第一摻雜非晶硅層；

在所述第一摻雜非晶硅層上形成第一透明導電層；所述第一透明導電層為稀土元素摻雜的透明導電氧化物，所述透明導電氧化物選自氧化銦錫或摻鎢氧化銦；

在所述第一透明導電層上形成第一電極；

在所述晶體硅片的另一側形成第二電極。

上述制備方法，可使異質結太陽能電池增強對紫外光的吸收，加大對太陽光的光能利用。另外，其工藝容易控制，產能大，有利于異質結太陽能電池的工業化大規模生產。

在其中一個實施例中，所述第一透明導電層采用反應等離子沉積。

在其中一個實施例中，所述反應等離子沉積的靶材通過化學液相共沉淀法得到。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的異質結太陽能電池的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合具體實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

需要說明的是，當元件被稱為“設置于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。