一种硅异质结太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅异质结太阳能电池及其制备方法。本发明专利技术的硅异质结太阳能电池包括：晶硅衬底；非晶硅层；前电极；其中，前电极包括：第一透明电极和第一金属电极；背电极；其中，背电极包括：第二透明电极和第二金属电极；以及，其中，第一透明电极和/或第二透明电极为金属硅化物膜。根据本发明专利技术的硅异质结太阳能电池的制备方法包括：非晶硅层沉积步骤；透明电极生成步骤；金属电极沉积步骤。根据本发明专利技术方法制备得到的硅异质结太阳能电池的透明电极为金属硅化物膜，其化学稳定性和热稳定性良好，因此硅异质结太阳能电池使用寿命长，光电转换效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种硅异质结太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
硅异质结太阳能电池由多种膜层构成，主要包括非晶硅膜层和透明导电氧化物(TCO)膜层，TCO膜层一般作为硅异质结太阳能电池的透明电极，其中，非晶硅膜层包括非晶n层，非晶p层和本征i层。目前，TCO膜层的材料主要包括掺锡氧化铟(ITO)和掺铝氧化锌(AZO)。但这两种材料热稳定性和化学稳定性在长期使用过程中易受环境影响。如：当这两种材料长期处于水汽、氧气或其它化学物质的环境中时，材料的热稳定性和化学稳定性发生变化，不仅会降低太阳能电池的寿命，而且会降低太阳能电池的光电转换率，甚至使太阳能电池丧失光电转换能力。当对材料的热稳定性和化学稳定性影响轻时，导致TCO膜层光学透过率下降，电阻率上升，使异质结太阳能电池片光电转换效率降低；当对材料的热稳定性和化学稳定性影响严重时，会导致TCO膜层和其它膜层脱离，造成界面电阻急剧增加，导致异质结太阳能电池片的光电转换效率急剧下降，甚至使电池完全丧失发电能力。因此，希望提供一种具有良好热稳定性和化学稳定性的透明电极的硅异质结太阳能电池。
技术实现思路
本专利技术提供了一种硅异质结太阳能电池及其制备方法，解决了现有硅异质结太阳能电池的透明电极热稳定性和化学稳定性差的问题。根据本专利技术的一方面，提供了一种硅异质结太阳能电池，该电池包括：晶硅衬底；非晶硅层，所述非晶硅层沉积在所述晶硅衬底的第一面和第二面；前电极，所述前电极设置在所述晶硅衬底第一面的非晶硅层上；其中，所述前电极包括：第一透明电极，所述第一透明电极沉积在所述晶硅衬底第一面的非晶硅层上；第一金属电极，所述第一金属电极沉积在所述第一透明电极上；背电极，所述背电极设置在所述晶硅衬底第二面的非晶硅层上，其中，所述背电极包括：第二透明电极，所述第二透明电极沉积在所述晶硅衬底第二面的非晶硅层上；第二金属电极，所述第二金属电极沉积在所述第二透明电极上；以及，其中，所述第一透明电极和/或所述第二透明电极为金属硅化物膜。可选地，根据本专利技术的太阳能电池，所述金属硅化物膜的厚度为100～500nm。可选地，根据本专利技术的太阳能电池，所述金属硅化物膜由金属硅化物组成，所述金属硅化物为MxSiy；其中，M表示金属元素，x和y均选自1～8的自然数。可选地，根据本专利技术的太阳能电池，所述金属元素选自下述中的至少一种：镍、钛、钨、钴、锆和钽。可选地，根据本专利技术的太阳能电池，所述金属元素为镍时，所述金属硅化物选自下述中的至少一种：硅化二镍、硅化镍和二硅化镍。可选地，根据本专利技术的太阳能电池，在所述第一透明电极和所述第一金属电极之间沉积有第一金属膜；和/或在所述第二透明电极和所述第二金属电极之间沉积有第二金属膜。可选地，根据本专利技术的太阳能电池，所述第一金属膜的厚度为5-20nm，所述第二金属膜的厚度为100-500nm。可选地，根据本专利技术的太阳能电池，所述第一金属膜和所述第二金属膜由银或铝沉积得到。可选地，根据本专利技术的太阳能电池，所述太阳能电池为N型或P型硅异质结太阳能电池。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种硅异质结太阳能电池的制备方法，该方法包括：非晶硅层沉积步骤：在晶硅衬底第一面和第二面均沉积非晶硅层；透明电极生成步骤：在晶硅衬底第一面的非晶硅层上沉积金属层，沉积的金属层与晶硅衬底第一面的非晶硅层发生固相反应生成金属硅化物膜，得到第一透明电极；和/或，在晶硅衬底第二面的非晶硅层上沉积金属层，沉积的金属层与晶硅衬底第二面的非晶硅层发生固相反应生成金属硅化物膜，得到第二透明电极；金属电极沉积步骤：在所述第一透明电极上沉积第一金属电极，和在所述第二透明电极上沉积第二金属电极。可选地，根据本专利技术的制备方法，在透明电极生成步骤，在沉积金属层时，粒子能为5～200ev。可选地，根据本专利技术的制备方法，在所述透明电极生成步骤中，所述固相反应为退火反应，所述退火反应发生的条件为：在惰性气体存在下，在压强为1标准大气压、温度为25-240℃时，反应1～24h。可选地，根据本专利技术的制备方法，所述惰性气体选自下述中的至少一种：氩气、氦气、氖气、氪气和氙气。可选地，根据本专利技术的太阳能电池的制备方法，该方法还包括：金属膜的沉积步骤：在所述第一透明电极和所述第一金属电极之间沉积第一金属膜；和/或在所述第二透明电极和所述第二金属电极之间沉积第二金属膜。本专利技术有益效果如下：根据本专利技术的硅异质结太阳能电池，采用了金属硅化物替代TCO作为透明电极，金属硅化物与TCO(掺锡氧化铟和/或掺铝氧化锌)相比，具有良好的化学稳定性和热稳定性，不易受到高温、水汽、氧气或者其它化学物质的影响，从而提高了硅异质结太阳能电池的使用寿命和光电转换效率。根据本专利技术的硅异质结太阳能电池的制备方法，得到的第一透明电极和/或第二透明电极为金属硅化物膜；金属硅化物与TCO相比，具有良好的化学稳定性和热稳定性，不易受到高温、水汽、氧气或者其它化学物质的影响，得到了使用寿命高和光电转换率高的硅异质结太阳能电池。附图说明图1为根据本专利技术的一种实施方式的硅异质结太阳能电池；图2为根据本专利技术的一种实施方式的硅异质结太阳能电池；图3为根据本专利技术的一种实施方式的硅异质结太阳能电池；图4为根据本专利技术的一种实施方式的硅异质结太阳能电池制备方法的流程图；图5为根据本专利技术的一种实施方式的硅异质结太阳能电池制备方法的流程图；其中，附图标记为：硅异质结太阳能电池100、晶硅衬底110、非晶硅层120、前电极130、第一透明电极131、第一金属电极132、第一金属膜133、背电极140、第二透明电极141、第二金属电极142和第二金属膜143。具体实施方式具体的实施方式仅为对本专利技术的说明，而不构成对本
技术实现思路
的限制，下
面将结合附图和具体的实施方式对本专利技术进行进一步说明和描述。根据本专利技术的一种实施方式，如图1所示，根据本专利技术的硅异质结太阳能电池100包括：晶硅衬底110；非晶硅层120，非晶硅层120沉积在晶硅衬底110的第一面和第二面；前电极130，前电极130设置在晶硅衬底110第一面的非晶硅层120上；其中，前电极130包括：第一透明电极131，第一透明电极131沉积在晶硅衬底110第一面的非晶硅层120上；第一金属电极132，第一金属电极132沉积在第一透明电极131上；背电极140，背电极140设置在晶硅衬底110第二面的非晶硅层120上，其中，背电极140包括：第二透明电极141，第二透明电极141沉积在晶硅衬底110第二面的非晶硅层120上；第二金属电极142，第二金属电极142沉积在第二透明电极141上；以及，其中，第一透明电极131和/或第二透明电极141为金属硅化物膜。根据本专利技术的硅异质结太阳能电池，采用了金属硅化物替代TCO作为透明电极，金属硅化物与TCO相比，具有良好的化学稳定和热稳定性，不易受到高温、水汽、氧气或者其它化学物质的影响，因此本专利技术的硅异质结太阳能电池具有较长的使用寿命和较高的光电转换效率。其中，非晶硅层120沉积在晶硅衬底110的第一面和第二面，晶硅衬底110优选硅片，晶硅衬底的第一面和第二面分别为硅片中面积最大的、相对的两面。金属硅化物为在25～240℃的低温下金属层与非晶硅层经退火反应形成的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅异质结太阳能电池，其特征在于，该电池包括：晶硅衬底；非晶硅层，所述非晶硅层沉积在所述晶硅衬底的第一面和第二面；前电极，所述前电极设置在所述晶硅衬底第一面的非晶硅层上；其中，所述前电极包括：第一透明电极，所述第一透明电极沉积在所述晶硅衬底第一面的非晶硅层上；第一金属电极，所述第一金属电极沉积在所述第一透明电极上；背电极，所述背电极设置在所述晶硅衬底第二面的非晶硅层上，其中，所述背电极包括：第二透明电极，所述第二透明电极沉积在所述晶硅衬底第二面的非晶硅层上；第二金属电极，所述第二金属电极沉积在所述第二透明电极上；以及，其中，所述第一透明电极和/或所述第二透明电极为金属硅化物膜。

【技术特征摘要】
1.一种硅异质结太阳能电池，其特征在于，该电池包括：晶硅衬底；非晶硅层，所述非晶硅层沉积在所述晶硅衬底的第一面和第二面；前电极，所述前电极设置在所述晶硅衬底第一面的非晶硅层上；其中，所述前电极包括：第一透明电极，所述第一透明电极沉积在所述晶硅衬底第一面的非晶硅层上；第一金属电极，所述第一金属电极沉积在所述第一透明电极上；背电极，所述背电极设置在所述晶硅衬底第二面的非晶硅层上，其中，所述背电极包括：第二透明电极，所述第二透明电极沉积在所述晶硅衬底第二面的非晶硅层上；第二金属电极，所述第二金属电极沉积在所述第二透明电极上；以及，其中，所述第一透明电极和/或所述第二透明电极为金属硅化物膜。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属硅化物膜的厚度为100～500nm。3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属硅化物膜由金属硅化物组成，所述金属硅化物为MxSiy；其中，M表示金属元素，x和y均选自1～8的自然数。4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属元素选自下述中的至少一种：镍、钛、钨、钴、锆和钽。5.根据权利要求4所述的太阳能电池，其特征在于，所述金属元素为镍时，所述金属硅化物选自下述中的至少一种：硅化二镍、硅化镍和二硅化镍。6.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，在所述第一透明电极和第一金属电极之间沉积有第一金属膜；和/或在所述第二透明电极和所述第二金属电极之间沉积有第二金属膜。7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨荣，任明冲，张林，王进，代玲玲，张树旺，李宝胜，蔡明，李立伟，孟原，郭铁，
申请(专利权)人：新奥光伏能源有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13