[發明專利]硅異質結太陽電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201710457372.0
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN108987488A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 王偉;田宏波;趙曉霞;王恩宇;宗軍;李洋;楊瑞鵬;周永謀
• 申請（專利權）人: 國家電投集團科學技術研究院有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0747;H01L31/20
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明公開了硅異質結太陽電池及其制備方法。其中，該硅異質結太陽電池包括：n型晶硅襯底；第一輕摻雜n型氫化非晶硅層；重摻雜p型氫化非晶硅發射極層；第一透明導電氧化物層；第二輕摻雜n型氫化非晶硅層；重摻雜n型氫化非晶硅背場層；第二透明導電氧化物層；以及多個金屬柵線電極層。該硅異質結太陽電池采用輕摻雜的氫化非晶硅替代本征非晶硅作為鈍化層，可以在保證良好的界面鈍化作用的前提下，顯著改善串聯電阻，提高電池性能。

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，具體而言，本發明涉及硅異質結太陽電池及其制備方法，更具體地，本發明涉及輕摻雜氫化非晶硅鈍化的硅異質結太陽電池及其制備方法。

背景技術

光伏技術經過半個多世紀以來的發展，基于提高效率的考慮并結合各種新技術的應用，涌現出一些具有新型結構的高效硅太陽電池。在目前量產的高效晶硅太陽電池中，硅異質結電池是潛力較大的一款，吸引了越來越多研究機構的興趣。

在異質結太陽電池中，由于界面處存在較高的缺陷態密度，為了抑制表面復合，采用本征非晶硅層對襯底晶硅界面進行良好鈍化是獲得高效異質結電池的基本條件。例如美國專利No.5705828，就是在a-Si:H/c-Si p-n結中插入本征非晶硅層來鈍化界面的。但是要實現優異的鈍化效果，對本征非晶硅層的質量要求非常高，因而沉積本征非晶硅薄膜的工藝窗口非常窄，實際制備過程中難于把握。而在中國專利CN102447000A中，則提出了將p型和n型半導體中的摻雜離子濃度從靠近本征半導體到遠離本征半導體層的方向依次增大，該方法減少了p型和n型半導體中的摻雜原子對本征半導體的污染，保證了較高的空間電場強度和較好的鈍化作用。但是在實際操作中，要實現薄膜中的緩變摻雜，將涉及復雜的工藝參數的調控，并且厚度方向的均勻性和工藝的可重復性都會面臨一定的挑戰。

此外，也有采用氧化硅薄膜等材料進行表面鈍化的方式。例如專利文獻US20140283902A1，以絕緣的SiO_X層代替本征非晶硅薄膜層，可起到減少界面缺陷，降低載流子復合的作用。然而，無論是本征非晶硅薄膜還是氧化硅薄膜，由于材料本身的導電性很差，電阻較高，在大規模生產中如果膜層的厚度控制不好，將影響最終電池的填充因子。

因此，現有的硅異質結太陽電池仍有待改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出硅異質結太陽電池及其制備方法。該硅異質結太陽電池采用輕摻雜的氫化非晶硅替代本征非晶硅作為鈍化層，可以在保證良好的界面鈍化作用的前提下，顯著改善串聯電阻，提高電池性能。

在本發明的第一方面，本發明提出了一種硅異質結太陽電池。根據本發明的實施例，該硅異質結太陽電池包括：n型晶硅襯底；第一輕摻雜n型氫化非晶硅層，所述第一輕摻雜n型氫化非晶硅層設置在所述n型晶硅襯底的上表面；重摻雜p型氫化非晶硅發射極層，所述重摻雜p型氫化非晶硅發射極層設置在所述第一輕摻雜n型氫化非晶硅層的上表面；第一透明導電氧化物層，所述第一透明導電氧化物層設置在所述重摻雜p型氫化非晶硅發射極層的上表面；第二輕摻雜n型氫化非晶硅層，所述第二輕摻雜n型氫化非晶硅層設置在所述n型晶硅襯底的下表面；重摻雜n型氫化非晶硅背場層，所述重摻雜n型氫化非晶硅背場層設置在所述第二輕摻雜n型氫化非晶硅層的下表面；第二透明導電氧化物層，所述第二透明導電氧化物層設置在所述重摻雜n型氫化非晶硅發射極層的下表面；多個金屬柵線電極層，所述多個金屬柵線電極層間隔設置在所述第一透明導電氧化物層的上表面和所述第二透明導電氧化物層的下表面。

由此，根據本發明實施例的硅異質結太陽電池通過采用輕摻雜的氫化非晶硅替代本征非晶硅作為鈍化層，可以在保證良好的界面鈍化作用的前提下，顯著改善串聯電阻，提高電池性能。

另外，根據本發明上述實施例的硅異質結太陽電池還可以具有如下附加的技術特征：