[發(fā)明專利]一種提高HIT電池效率的結(jié)構(gòu)和方法

在審

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• 申請日: 2022-04-19
• 公開（公告）號: CN114497291A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐先勝;韓麗麗;王兆偉;宮衛(wèi)華
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院激光研究所
• 主分類號: H01L31/20
• 分類號: H01L31/20;H01L31/0747
• 代理公司: 濟南龍瑞知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37272
• 代理人: 張俊濤

本發(fā)明涉及一種提高HIT電池效率的結(jié)構(gòu)和方法，其結(jié)構(gòu)從下到上包括Al電極、N型硅片、納米金、本征非晶硅層、P型非晶硅層、P型透明導(dǎo)電層和Ag電極。其方法為：S1，將N型硅片進行RCA清洗；S2，在N型硅片的拋光面進行制絨處理；S3，在硅片的制絨面定義圖形；S4，沉積金層；S5，在剝離掉無用區(qū)域的金后，進行退火處理；S6，在制絨面沉積本征非晶硅層；S7，沉積P型非晶硅層；S8，沉積P型透明導(dǎo)電層；S9，制備P面Ag電極和N面Al電極。本發(fā)明簡單易行，方便可靠，重復(fù)性好，應(yīng)用范圍廣，可適用于其他類型的太陽能電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電器件制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種提高HIT電池效率的結(jié)構(gòu)和方法。

背景技術(shù)

太陽能電池，是一種利用太陽光直接發(fā)電的光電半導(dǎo)體薄片，又稱為“太陽能芯片”或“光電池”，它只要被滿足一定照度條件的光照度，瞬間就可輸出電壓及在有回路的情況下產(chǎn)生電流。太陽能電池是通過光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。以光伏效應(yīng)工作的晶硅太陽能電池為主流，而以光化學(xué)效應(yīng)工作的薄膜太陽能電池則還處于萌芽階段。

目前市場上的光伏電池大概分為兩種，一種是PERC電池，一種是HIT電池，但目前整個市場規(guī)模化生產(chǎn)的是PERC這類電池。PERC電池的光轉(zhuǎn)化效率理論上講，大概在24%左右，現(xiàn)有的很多公司都能做到24%了，所以進步空間有限，而HIT電池的轉(zhuǎn)化效率，理論上講是在30%以上，且由于HIT電池雙面都可以發(fā)電，能提高10%的發(fā)電量，所以理論上來說是優(yōu)于PERC電池的。HIT電池一般是以N型硅片為襯底，在正面依次為透明導(dǎo)電氧化物膜（簡稱TCO）、 P型非晶硅薄膜，和本征富氫非晶硅薄膜；在電池背面依次為TCO透明導(dǎo)電氧化物膜，N型非晶硅薄膜和本征非晶硅膜。

目前布局HIT的企業(yè)越來越多，產(chǎn)業(yè)化醞釀開啟。當前全球最大HIT量產(chǎn)規(guī)模僅600MW，近兩年新建產(chǎn)線以100-200MW的中試線為主。相較于2019年，2020年已經(jīng)有超過20家企業(yè)宣布了GW級的擴產(chǎn)計劃，規(guī)模化以及關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化的突破，將成為HIT產(chǎn)業(yè)化的發(fā)令槍。

為此，本申請設(shè)計了一種提高HIT電池效率的結(jié)構(gòu)和方法，解決目前HIT電池的光電轉(zhuǎn)換效率較低，仍未實現(xiàn)理論極限值的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了彌補現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種提高HIT電池效率的結(jié)構(gòu)和方法。

一種提高HIT電池效率的結(jié)構(gòu)，包括Al電極，所述Al電極設(shè)置在最底部，Al電極的上層連接N型硅片，N型硅片的上層連接納米金，納米金的上層連接本征非晶硅層，本征非晶硅層的上層連接P型非晶硅層，P型非晶硅層的上層連接P型透明導(dǎo)電層，P型透明導(dǎo)電層的上層連接Ag電極。

進一步地，為了更好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述納米金的厚度為2nm~5nm，尺寸為百納米量級；所述P型透明導(dǎo)電層的材料包括ITO、TCO、IZO；所述Ag電極的制備方式包括絲網(wǎng)印刷、電子束蒸發(fā)、濺射。

基于上述的結(jié)構(gòu)，提高HIT電池效率的方法為：

S1，將N型硅片進行RCA清洗；

S2，在N型硅片的拋光面進行制絨處理；

S3，利用光刻顯影技術(shù)，在硅片的制絨面定義圖形；

S4，利用金屬沉積技術(shù)，沉積金層；

S5，在剝離掉無用區(qū)域的金后，進行退火處理；

S6，利用PECVD技術(shù)，在制絨面沉積10nm本征非晶硅層；

S7，利用PECVD技術(shù)，繼續(xù)沉積10nmP型非晶硅層；

S8，利用介質(zhì)沉積技術(shù)，沉積100nmP型透明導(dǎo)電層；

S9，利用金屬沉積技術(shù)，制備P面Ag電極和N面Al電極。