异质结太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及太阳能电池领域，具体公开了一种异质结太阳能电池，其包括晶体硅片，依次位于所述晶体硅片的一侧上的第一本征层、第二本征层、第一掺杂非晶硅层、第一透明导电层、及第一电极，以及位于所述晶体硅片的另一侧的第二电极；其中，第一本征层的光学带隙Eg1介于第二本征层的光学带隙Eg2与晶体硅片的光学带隙Eg晶之间。上述异质结太阳能电池，由于采用第一本征层以及第二本征层，且第一本征层的光学带隙介于第二本征层的光学带隙与晶体硅片的光学带隙，从而有效提高了本征层的结构性质，提高了异质结太阳能电池的开路电压，增幅可达0.02V。本发明专利技术还公开了一种异质结太阳能电池的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种异质结太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
异质结太阳能电池(HIT电池)是通过在掺杂非晶硅层与晶体硅衬底之间加入本征结构所构建的。异质结太阳能电池既具有晶体硅太阳能电池的高效率和高稳定性，同时由于能耗小，工艺相对简单、温度特性更好，在高温下也能有较高的输出。近年来备受关注，已经成为太阳能电池的主要发展方向之一。本征结构的性质是影响异质结太阳能电池性能的关键因素；最重要的是，本征结构的性质影响异质结太阳能电池的开路电压。然而目前的异质结太阳能电池的开路电压仍较低，有待进一步提高。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有的异质结太阳能电池中开路电压低的问题，提供一种开路电压高的异质结太阳能电池。一种异质结太阳能电池，包括：晶体硅片，依次位于所述晶体硅片的一侧上的第一本征层、第二本征层、第一掺杂非晶硅层、第一透明导电层、及第一电极，以及位于所述晶体硅片的另一侧的第二电极；其中，第一本征层的光学带隙Eg1介于所述第二本征层的光学带隙Eg2与所述晶体硅片的光学带隙Eg晶之间。上述异质结太阳能电池，由于采用第一本征层以及第二本征层，且第一本征层的光学带隙Eg1介于第二本征层的光学带隙Eg2与晶体硅片的光学带隙Eg 晶之间，从而有效提高了本征层的结构性质，提高了异质结太阳能电池的开路电压，增幅可达0.02V。在其中一个实施例中，所述第二本征层的光学带隙Eg2为1.6eV＜Eg2＜ 1.8eV。在其中一个实施例中，所述第一本征层的光学带隙Eg1为1.12eV＜Eg1＜1.8eV。在其中一个实施例中，所述第一本征层为本征氢化硅，所述第二本征层为本征氢化硅。在其中一个实施例中，所述第一本征层的厚度小于所述第二本征层的厚度。在其中一个实施例中，所述第一本征层的厚度为2～5nm。在其中一个实施例中，所述异质结太阳能电池还包括位于所述第二电极与所述晶体硅片之间的加强电场单元；所述加强电场单元包括依次位于所述晶体硅片的另一侧上的第三本征非晶硅层、及第二掺杂非晶硅层。在其中一个实施例中，所述异质结太阳能电池还包括位于所述晶体硅片与第三本征非晶硅层之间的第四本征非晶硅层；第四本征非晶硅层的光学带隙介于所述第三本征非晶硅层的光学带隙与所述晶体硅片的光学带隙。在其中一个实施例中，所述第一本征层的光学带隙与所述第四本征非晶硅层的光学带隙相同；所述第二本征层的光学带隙与所述第三本征非晶硅层的光学带隙相同。本专利技术还提供了一种上述异质结太阳能电池的制备方法。一种异质结太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：在晶体硅片的一侧形成第一本征层；在所述第一本征层上形成第二本征层；第一本征层的光学带隙介于所述第二本征层的光学带隙与所述晶体硅片的光学带隙；在所述第二本征层上形成第一掺杂非晶硅层；在所述第一掺杂非晶层上形成第一透明导电层；在所述第一透明导电层上形成第一电极；在所述晶体硅片的另一侧形成第二电极。上述制备方法，可以有效提高异质结太阳能电池的开路电压，且工艺容易控制，产能大，有利于异质结太阳能电池的工业化大规模生产。在其中一个实施例中，在形成所述第二本征层之前，还包括对所述第一本 征层进行氢钝化的步骤。附图说明图1为本专利技术一实施例的异质结太阳能电池的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。参见图1，本专利技术一实施方式的异质结太阳能电池100，包括：晶体硅片110，依次位于晶体硅片110的一侧(图1中的上侧)上的第一本征层121、第二本征层122、第一掺杂非晶硅层131、第一透明导电层151、及第一电极161；以及依次位于晶体硅片110的另一侧(图1中的下侧)的第四本征层124、第三本征层123、第二掺杂非晶硅层132、第二透明导电层152、及第二电极162。在本实施方式中，异质结太阳能电池100基本呈对称结构，这样可以减少生产过程中热应力和机械应力，同时有利于晶体硅片110的减薄发展。另外，两面均可以吸收光线使发电量增加。在本专利技术中，晶体硅片110与第一掺杂非晶硅层131构成PN结。晶体硅片 110与第二掺杂非晶硅层132构成加强电场(亦叫背电场)。通过加强电场可以进一步提高异质结太阳能电池100的开路电压。当然，可以理解的是，也可以不设加强电场，也就是说不设第二掺杂非晶硅层132。在本实施方式中，晶体硅片110为N型晶体硅片(n-c-Si)，对应地，第一掺杂非晶硅层131为P型非晶硅层(p-a-Si)，第二掺杂非晶硅层132为N型非晶硅层(n-a-Si)。当然，可以理解的是，并不局限于上述形式，本专利技术的异质结太阳能电池中，还可以是晶体硅片110为P型，对应地，第一掺杂非晶硅层131为N型，第二掺杂非晶硅层132为P型。在本实施方式中，晶体硅片110采用N型晶体硅片(n-c-Si)，可使异质结太阳能电池100的性能更加优越，能够克服采用P型的电池光致衰退现象，另外，其高效复合中心的密度远低于P型，使得电子具有更高的寿命及扩散长度。具体地，晶体硅可以是单晶硅或多晶硅。更具体地，本实施方式的晶体硅片110为N型单晶硅片。具体地，晶体硅片110的厚度一般小于200μm。优选地，晶体硅片110的厚度为100～200μm。这样既可以节约硅材料的使用，进而降低成本；又可以提高工艺稳定性。优选地，晶体硅片110的表面为绒面；也就是说，对晶体硅进行制绒。这样可以减小电池表面的反射，使得更多的光子能够被晶体硅片110吸收；同时还具有能够去除晶体硅表面损伤的作用。在本实施方式中，绒面为金字塔形状绒面，这样更有利于光线斜射到晶体硅片110的内部，降低电池表面的光的反射率，使得光程变大，吸收的光子数量变多。其中，第一本征层121以及第二本征层122构成上本征结构，上本征结构的作用是，用于钝化晶体硅片110，使晶体硅片110与第一掺杂非晶硅层131的界面得到纯化，进而使异质结太阳能电池100的开路电压增高。上本征结构的光学带隙均介于晶体硅片110与第一掺杂非晶硅层131之间。具体地，第一本征层121的光学带隙Eg1小于第二本征层122的光学带隙Eg2(Eg1＜Eg2)；那么也就是说，第一本征层121的光学带隙Eg1介于第二本征层122的光学带隙Eg2与晶体硅片110的光学带隙Eg晶(Eg晶＜Eg1＜Eg2)。也即从第一掺杂非晶硅层 到晶体硅片，各层的光学带隙呈递减状态。这样一方面可以帮助少子收集，增加少子寿命；另一方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异质结太阳能电池，其特征在于，包括：晶体硅片，依次位于所述晶体硅片的一侧上的第一本征层、第二本征层、第一掺杂非晶硅层、第一透明导电层、及第一电极，以及位于所述晶体硅片的另一侧的第二电极；其中，第一本征层的光学带隙Eg1介于所述第二本征层的光学带隙Eg2与所述晶体硅片的光学带隙Eg晶之间。

【技术特征摘要】
1.一种异质结太阳能电池，其特征在于，包括：晶体硅片，依次位于所述晶体硅片的一侧上的第一本征层、第二本征层、第一掺杂非晶硅层、第一透明导电层、及第一电极，以及位于所述晶体硅片的另一侧的第二电极；其中，第一本征层的光学带隙Eg1介于所述第二本征层的光学带隙Eg2与所述晶体硅片的光学带隙Eg晶之间。2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述第二本征层的光学带隙Eg2为1.6eV＜Eg2＜1.8eV。3.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一本征层的光学带隙Eg1为1.12eV＜Eg1＜1.8eV。4.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一本征层为本征氢化硅，所述第二本征层为本征氢化硅。5.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一本征层的厚度小于所述第二本征层的厚度。6.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一本征层的厚度为2～5nm。7.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述异质结太阳能电池还包括位于所述第二电极与所述晶体硅片之间的加强电场单元；所述加强电场单元包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨乐，钱峰，苏红，张闻斌，王琪，
申请(专利权)人：苏州协鑫集成科技工业应用研究院有限公司，协鑫集成科技苏州有限公司，协鑫集成科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32