一种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。本发明专利技术公开了一种异质结太阳能电池，包括：晶硅衬底、第一本征层、第二本征层、第一掺杂层、第二掺杂层、第一掺杂氧化钛膜层、第二掺杂氧化钛膜层、第一透明导电层和第二透明导电层，第一掺杂氧化钛膜层和第二掺杂氧化钛膜层分别设置在第一掺杂层与第一透明导电层之间以及第二掺杂层与第二透明导电层之间。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。本发明专利技术通过在形成透明导电层之前形成一层掺杂的氧化钛膜层可以提高电池的开路电压和降低电池的串联电阻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能电池领域，具体地涉及一种异质结太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
太阳能电池能够将太阳光直接转换为电力，因此作为新的能量源受到越来越多国家的重视。HeterojunctionwithIntrinsicThinlayer太阳能电池简称HIT太阳能电池，其最早是由三洋公司专利技术的，其是非晶硅/晶硅异质结的太阳能电池，是一种利用晶硅基片和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池。由于HIT太阳能电池具有高的光电转换效率，低的温度系数和在相对低温条件下的制备技术，在近几年来成为光伏行业研究和开发的重点方向之一。目前日本的三洋公司产业化的HIT太阳能电池的效率已超过23%，其实验室效率已超过了25%。图1A和图1B所示为现有的HIT太阳能电池的结构示意图。在图1A和图1B中，在由单晶硅、多晶硅等的结晶类半导体构成的n型结晶类硅基板1的一个主面上，本征非晶硅层2、p型非晶硅层3依次叠层，进而在其上形成ITO透明导电氧化物层4和由银构成的梳型形状的栅电极9；在结晶类硅基板1的另一个主面上依次叠层本征非晶硅层5、n型非晶硅层6，进而在其上形成ITO透明导电氧化物层7和由银构成的栅电极9，汇流条电极8将栅电极9的电流汇集起来。这种HIT太阳能电池按照以下的顺序制造。首先，使用等离子体CVD法，在结晶类基板1的一个主面上连续形成本征非晶硅层2、p型非晶硅层3，在另一个主面上连续形成本征非晶硅层5、n型非晶硅层6。接着使用溅射法在p型非晶硅层3和n型非晶硅层6上分别形成ITO透明导电层4和7，进而通过丝网印刷，在ITO透明导电氧化物层4和7上形成梳型形状的栅电极9。所使用的等离子体增强CVD法、溅射法、丝网印刷法等的方法全部能够在250℃以下的温度形成上述各膜层，因此能够防止基板的翘曲，能够实现制造成本的降低。由于非晶硅膜层的导电性较差，所以在HIT的制作过程中，在栅电极和非晶硅膜层之间设置一层ITO膜层可以有效的增加载流子的收集。ITO薄膜具有光学透明和导电双重功能，对有效载流子的收集起着关键作用，但是ITO膜层与非晶硅膜层之间会形成一定的肖特基接触，而肖特基接触会导致内建电场的降低从而导致开路电压的降低，且当势垒高度较大时还会引起一个附加的串阻。因此较高的势垒高度降低了电池的开路电压，同时也增加了电池的串联电阻，串联电阻的增加会导致电池转换效率的下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于为解决上述的现有HIT太阳能电池技术中存在的问题，提供一种异质结太阳能电池及其制备方法，本专利技术通过在第一掺杂层与第一透明导电层之间设置有第一掺杂氧化钛膜层，和/或在第二掺杂层与第二透明导电层之间设置有第二掺杂氧化钛膜层，这样使掺杂层与透明导电层之间形成欧姆接触，有利于降低其电阻，同时可提高电池的开路电压，从而增强了太阳能电池的性能。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种异质结太阳能电池，包括晶硅基片，所述晶硅基片的受光面和背面分别设置有第一本征非晶层和第二本征非晶层，所述第一本征非晶层上设置有第一掺杂层，所述第二本征非晶层上设置有第二掺杂层，所述第一掺杂层上设置有第一透明导电层，所述第二掺杂层上设置有第二透明导电层，所述第一掺杂层与第一透明导电层之间设置有第一掺杂氧化钛膜层和/或所述第二掺杂层与第二透明导电层之间设置有第二掺杂氧化钛膜层。进一步的，所述第二透明导电层上设置有一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，所述第一金属氮化物膜层与第二透明导电层直接接触；所述第一金属氮化物膜层和/或第二金属氮化物膜层为锆氮化物膜层、钛氮化物膜层、铪氮化物膜层、镍氮化物膜层、铬氮化物膜层、钒氮化物膜层、铌氮化物膜层、钽氮化物膜层、钼氮化物膜层、钪氮化物膜层或它们的任一组合的氮化物膜层；所述金属膜层为银膜层、铝膜层、铜膜层、金膜层、铬膜层、钛膜层、铂膜层、镍膜层或它们的任一组合中的一种。本专利技术还公开了另一种异质结太阳能电池，包括晶硅基片，所述晶硅基片的受光面设置有第一本征非晶层，所述第一本征非晶层上设置有一减反射层，所述晶硅基片的背面设置有第二本征非晶层，所述第二本征非晶层的表面区域内交错设置有第一掺杂层和第二掺杂层，所述第一掺杂层上设置有第一透明导电层，所述第二掺杂层上设置有第二透明导电层，所述第一掺杂层与第一透明导电层之间设置有第一掺杂氧化钛膜层和/或所述第二掺杂层与第二透明导电层之间设置有第二掺杂氧化钛膜层。进一步的，所述第一透明导电层和第二透明导电层上分别设置有一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，所述第一金属氮化物膜层分别与第一透明导电层和第二透明导电层直接接触；所述第一金属氮化物膜层和/或第二金属氮化物膜层为锆氮化物膜层、钛氮化物膜层、铪氮化物膜层、镍氮化物膜层、铬氮化物膜层、钒氮化物膜层、铌氮化物膜层、钽氮化物膜层、钼氮化物膜层、钪氮化物膜层或它们的任一组合的氮化物膜层；所述金属膜层为银膜层、铝膜层、铜膜层、金膜层、铬膜层、钛膜层、铂膜层、镍膜层或它们的任一组合中的一种。进一步的，所述第一掺杂氧化钛膜层和/或第二掺杂氧化钛膜层为TiO2掺杂Ta、W、Nb、Mo、Sb、Sc、Sn、Y、Zr、Hf、Ce和Al中的一种或两种以上，所述第一掺杂氧化钛膜层与第二掺杂氧化钛膜层可以是具有相同的材料，也可以是具有不同的材料。进一步的，所述第一掺杂氧化钛膜层和/或第二掺杂氧化钛膜层的厚度为1-200nm，优选第一掺杂氧化钛膜层和/或第二掺杂氧化钛膜层的厚度为2-100nm，更优选第一掺杂氧化钛膜层和/或第二掺杂氧化钛膜层的厚度为3-80nm。进一步的，所述第一本征非晶层和第二本征非晶层为本征非晶硅膜层，所述晶硅基片为n型单晶硅片、p型单晶硅片、n型多晶硅片、p型多晶硅片。进一步的，所述第一掺杂层和第二掺杂层分别为p型非晶硅膜层和n型非晶硅膜层，或所述第一掺杂层和第二掺杂层分别为n型非晶硅膜层和p型非晶硅膜层。进一步的，所述第一透明导电层和/或第二透明导电层为ITO、AZO、IWO、BZO、GZO、IZO、IMO、氧化锡基透明导电材料或它们的任一组合中的一种。进一步的，所述第一透明导电层和第二透明导电层上分别设置有栅电极。本专利技术还公开了一种异质结太阳能电池的制备方法，包括准备晶硅基片；在所述晶硅基片的受光面沉积第一本征非晶层；在所述晶硅基片的背面沉积第二本征非晶层；在所述第一本征非晶层上沉积第一掺杂层；在所述第二本征非晶层上沉积第二掺杂层；在所述第一掺杂层上沉积第一掺杂氧化钛膜层；在所述第二掺杂层上沉积第二掺杂氧化钛膜层；在所述第一掺杂氧化钛膜层上沉积第一透明导电层；在所述第二掺杂氧化钛膜层上沉积第二透明导电层。本专利技术还公开了另一种异质结太阳能电池的制备方法，包括准备晶硅基片；在所述晶硅基片的受光面沉积第一本征非晶层；在所述第一本征非晶层上沉积一减反射层；在所述晶硅基片的背面沉积第二本征非晶层；在所述第二本征非晶层的表面区域内交错沉积形成第一掺杂层和第二掺杂层；在所述第一掺杂层上沉积第一掺杂氧化钛膜层；在所述第二掺杂层上沉积第二掺杂氧化钛膜层；在所述第一掺杂氧化钛膜层上沉积第一透明导电层；在所述第二掺杂氧化钛膜层上沉积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异质结太阳能电池，包括晶硅基片，所述晶硅基片的受光面和背面分别设置有第一本征非晶层和第二本征非晶层，所述第一本征非晶层上设置有第一掺杂层，所述第二本征非晶层上设置有第二掺杂层，所述第一掺杂层上设置有第一透明导电层，所述第二掺杂层上设置有第二透明导电层，其特征在于：所述第一掺杂层与第一透明导电层之间设置有第一掺杂氧化钛膜层和/或所述第二掺杂层与第二透明导电层之间设置有第二掺杂氧化钛膜层。

【技术特征摘要】
1.一种异质结太阳能电池，包括晶硅基片，所述晶硅基片的受光面和背面分别设置有第一本征非晶层和第二本征非晶层，所述第一本征非晶层上设置有第一掺杂层，所述第二本征非晶层上设置有第二掺杂层，所述第一掺杂层上设置有第一透明导电层，所述第二掺杂层上设置有第二透明导电层，其特征在于：所述第一掺杂层与第一透明导电层之间设置有第一掺杂氧化钛膜层和/或所述第二掺杂层与第二透明导电层之间设置有第二掺杂氧化钛膜层。2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述第二透明导电层上设置有一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，所述第一金属氮化物膜层与第二透明导电层直接接触；所述第一金属氮化物膜层和/或第二金属氮化物膜层为锆氮化物膜层、钛氮化物膜层、铪氮化物膜层、镍氮化物膜层、铬氮化物膜层、钒氮化物膜层、铌氮化物膜层、钽氮化物膜层、钼氮化物膜层、钪氮化物膜层或它们的任一组合的氮化物膜层；所述金属膜层为银膜层、铝膜层、铜膜层、金膜层、铬膜层、钛膜层、铂膜层、镍膜层或它们的任一组合中的一种。3.一种异质结太阳能电池，包括晶硅基片，所述晶硅基片的受光面设置有第一本征非晶层，所述第一本征非晶层上设置有一减反射层，所述晶硅基片的背面设置有第二本征非晶层，所述第二本征非晶层的表面区域内交错设置有第一掺杂层和第二掺杂层，所述第一掺杂层上设置有第一透明导电层，所述第二掺杂层上设置有第二透明导电层，其特征在于：所述第一掺杂层与第一透明导电层之间设置有第一掺杂氧化钛膜层和/或所述第二掺杂层与第二透明导电层之间设置有第二掺杂氧化钛膜层。4.根据权利要求3所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一透明导电层和第二透明导电层上分别设置有一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，所述第一金属氮化物膜层分别与第一透明导电层和第二透明导电层直接接触；所述第一金属氮化物膜层和/或第二金属氮化物膜层为锆氮化物膜层、钛氮化物膜层、铪氮化物膜层、镍氮化物膜层、铬氮化物膜层、钒氮化物膜层、铌氮化物膜层、钽氮化物膜层、钼氮化物膜层、钪氮化物膜层或它们的任一组合的氮化物膜层；所述金属膜层为银膜层、铝膜层、铜膜层、金膜层、铬膜层、钛膜层、铂膜层、镍膜层或它们的任一组合中的一种。5.根据权利要求1或3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艺明，邓国云，李浩，
申请(专利权)人：江苏神科新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32