[發(fā)明專利]一種異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池前電極及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110098442.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112921289A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王正安;來(lái)華杭;郭峰;俞峰;周海龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江上方電子裝備有限公司
• 主分類號(hào): C23C14/35
• 分類號(hào): C23C14/35;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 杭州合信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33337
• 代理人: 沈自軍

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池前電極及其制備方法，其中制備方法包括：采用磁控濺射方法依次在異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的PN結(jié)上沉積組成前電極的種子層和主層；種子層的磁控濺射工藝為：采用包含兩個(gè)靶材的雙極磁控濺射系統(tǒng)進(jìn)行磁控濺射，兩個(gè)靶材的濺射粒子流相互碰撞散射后沉積在異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的PN結(jié)上；主層的磁控濺射工藝為：采用至少包含一個(gè)靶材的磁控濺射系統(tǒng)進(jìn)行磁控濺射，各靶材的濺射粒子流以垂直于種子層的方向沉積在種子層上。本申請(qǐng)?zhí)峁┑漠愘|(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的前電極制備方法，對(duì)現(xiàn)有磁控濺射工藝進(jìn)行改進(jìn)，改善前電極的光電轉(zhuǎn)化效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，特別是涉及一種異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池前電極及其制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的磁控濺射鍍膜中，粒子沉積的能量較高，有相當(dāng)部分的粒子能量大于100電子伏特，少數(shù)粒子的能量高于150-200電子伏特，一方面高能粒子對(duì)于膜層質(zhì)量有益，沉積的薄膜密度高，硬度好，另一方面高能粒子在沉積時(shí)會(huì)對(duì)已經(jīng)沉積的薄膜產(chǎn)生轟擊，破壞已經(jīng)沉積薄膜的結(jié)構(gòu)。這種效應(yīng)帶來(lái)的不利影響在太陽(yáng)能電池行業(yè)尤為明顯，最終造成太陽(yáng)能電池的開(kāi)路電壓下降而影響最終的光電轉(zhuǎn)換效率。

磁控濺射鍍膜的粒子高能特性給其應(yīng)用帶來(lái)了一些限制，尤其明顯的是在異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池行業(yè)。

參見(jiàn)圖1所示，為了獲得較高的沉積速率及靶材利用效率，現(xiàn)有的磁控濺射沉積工藝均是使用垂直濺射的方式進(jìn)行薄膜沉積，即濺射粒子流以垂直于基板的方向沉積在基板3上，沉積過(guò)程中，從靶材濺射出來(lái)的絕大部分粒子流會(huì)以接近垂直(±15°，垂直基板的角度為0°)的角度沉積在基板3上。

異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)如圖2所示，當(dāng)磁控濺射用于太陽(yáng)能電池前電極2的制備工藝時(shí)，濺射粒子流是直接沉積在前期已經(jīng)通過(guò)PECVD工藝完成的PN結(jié)上，高能的粒子轟擊PN結(jié)結(jié)區(qū)會(huì)在一定程度上造成結(jié)區(qū)性能的退化而影響最終的光電轉(zhuǎn)化效率。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，提供一種異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的前電極制備方法，對(duì)現(xiàn)有磁控濺射工藝進(jìn)行改進(jìn)，改善前電極的光電轉(zhuǎn)化效率。

一種異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池前電極的制備方法，包括：

采用磁控濺射方法依次在異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的PN結(jié)上沉積組成前電極的種子層和主層；

種子層的磁控濺射工藝為：采用包含兩個(gè)靶材的雙極磁控濺射系統(tǒng)進(jìn)行磁控濺射，兩個(gè)靶材的濺射粒子流相互碰撞散射后沉積在異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的PN結(jié)上；

主層的磁控濺射工藝為：采用至少包含一個(gè)靶材的磁控濺射系統(tǒng)進(jìn)行磁控濺射，各靶材的濺射粒子流以垂直于種子層的方向沉積在種子層上。

以下還提供了若干可選方式，但并不作為對(duì)上述總體方案的額外限定，僅僅是進(jìn)一步的增補(bǔ)或優(yōu)選，在沒(méi)有技術(shù)或邏輯矛盾的前提下，各可選方式可單獨(dú)針對(duì)上述總體方案進(jìn)行組合，還可以是多個(gè)可選方式之間進(jìn)行組合。

可選的，所述雙極磁控濺射系統(tǒng)中，兩個(gè)靶材各自獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。

可選的，所述雙極磁控濺射系統(tǒng)中，各靶材內(nèi)部設(shè)置有用于控制粒子流濺射方向的磁棒，各磁棒獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。

可選的，所述雙極磁控濺射系統(tǒng)中，靶材與磁棒各自獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。

可選的，所述雙極磁控濺射系統(tǒng)中，兩個(gè)靶材的濺射粒子流的夾角為40～180°。

可選的，所述雙極磁控濺射系統(tǒng)中，兩個(gè)靶材的濺射粒子流的夾角為120～140°。

可選的，在前電極制備過(guò)程中，兩個(gè)靶材內(nèi)的磁棒角度持續(xù)變化或調(diào)整至預(yù)定角度后保持靜止。

可選的，種子層的磁控濺射工藝參數(shù)為：沉積工藝氣壓0.6～1.2Pa，功率密度1～2KW/m；主層的磁控濺射工藝參數(shù)為：沉積工藝氣壓0.3-0.6Pa，功率密度小于10KW/m。