一种高效硅基异质结双面电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效硅基异质结双面电池及其制备方法，其中所述一种高效硅基异质结双面电池，包括：N型硅片；在所述N型硅片的正面依序设有第一本征非晶硅层、第二本征非晶硅层、P型掺杂非晶硅层、透明导电膜层、金属栅线电极；所述第二本征非晶硅层的电子带隙大于第一本征非晶硅层；在所述N型硅片的反面依序设有第三本征非晶硅层、N型掺杂非晶硅层、透明导电膜层，金属栅线电极。本发明专利技术通过的第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层分别在不同的腔室内制备完成，第一本征非晶硅层的制备温度比第二本征非晶硅层的制备温度高，从而使得第二本征非晶硅层具有相对较宽的电子带隙，其对应于晶体硅的禁带宽度，因此可作为阻挡层利用带宽的差异阻挡电子扩散到发射极，减少了电子与空穴的复合，从而提高了电池片的电学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种高效硅基异质结双面电池及其制备方法。
技术介绍
薄膜太阳能电池是在基板上沉积很薄的光电材料形成的一种太阳能电池。薄膜太阳能电池弱光条件下仍可发电，其生产过程能耗低，具备大幅度降低原料和制造成本的潜力，因此，市场对薄膜太阳能电池的需求正逐渐增长，而薄膜太阳能电池技术更是成为近年来的研究热点。其中提高光电转换效率，降低成本是太阳能行业的终极目标。近年来随着硅材料的成本降低，使硅基太阳能电池更有吸引力。为了提高硅基太阳能电池的转换效率：其中两种技术已被广泛研究并应用于大规模生产。一个是移除前格栅和汇流条，集成发射极和集电极至背面整合，称为交指背接触电极(IBC)；另一个是基于异质结技术来增加开路电压，主要是因为薄膜非晶硅的电子带隙比晶体硅更高。薄膜硅含有氢，通常是通过化学气相沉积的方法沉积至晶体硅片的表面，其厚度小于10nm，用来钝化硅表面的悬挂键。异质结技术的优点是形成PN结的工艺简单，外观看正反结构对称，因此正反两面均可吸光，通过优化电池片的放置角度，反面也可吸收环境中的散射光用于增加短路电流，使得电池片输出功率可增加10～20％。晶硅异质结太阳能电池通常采用N型晶体硅作为衬底，主要是因为N型晶体硅含杂质少，普遍少子寿命高，其与P型非晶硅膜层因接触形成的PN结内的自建电场高，所以更容易获得电池片的高开压。由于自建电场高，也更容易分离PN结内及晶体硅中产生的载流子即电子和空穴，但是由于电子的扩散作用，电子也会向发射极移动，从而造成电子与空穴在发射极区的复合，减少了电池片的短路电流，降低了电池片的光电转换效率即输出功率。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术的目的是提供一种高效硅基异质结双面电池及其制备方法，其可以很好的防止载流子中的电子扩散到发射极区，减少电子与空穴的复合，从而增加了电池片的短路电流。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种高效硅基异质结双面电池，包括：N型硅片；在所述N型硅片的正面依序设有第一本征非晶硅层、第二本征非晶硅层、P型掺杂非晶硅层、透明导电膜层、金属栅线电极；所述第二本征非晶硅层的电子带隙大于第一本征非晶硅层；在所述N型硅片的反面依序设有第三本征非晶硅层、N型掺杂非晶硅层、透明导电膜层，金属栅线电极。优选的，所述第二本征非晶硅膜层的厚度小于1nm，第一本征非晶硅膜层和第三本征非晶硅膜层的厚度分别为5-10nm，所述P型掺杂非晶硅层和N型掺杂非晶硅层的厚度分别为5-10nm，设在N型硅片正面的透明导电膜的厚度为70-110nm，设在N型硅片反面的透明导电膜的厚度为25-110nm。本专利技术还提供了一种高效硅基异质结双面电池的制备方法，包括以下步骤：提供一N型硅片；在第一温度条件下，在N型硅片的正反两面上分别通过化学气相沉积法，沉积第一本征非晶硅膜层和第三本征非晶硅膜层；在第三本征非晶硅层上沉积N型掺杂非晶硅层；在第二温度条件下，在第一本征非晶硅膜层上沉积第二本征非晶硅膜层和P型掺杂非晶硅层，所述第二本征非晶硅层的电子带隙大于第一本征非晶硅层；分别在P型掺杂非晶硅层和N型掺杂非晶硅层上通过PVD磁控溅射沉积透明导电膜；在N型硅片的正反两面的透明导电膜上形成金属栅线电极。优选的，所述在N型硅片的正反两面上分别通过化学气相沉积法沉积第一本征非晶硅膜层和第三本征非晶硅膜层具体为：在第一温度条件下，将N型硅片放置反应腔中，往反应腔中通入SiH4和H2的混合气体，通过化学气相沉积法在N型硅片的正反两面上依次沉积形成第一本征非晶硅膜层和第三本征非晶硅膜层。优选的，所述在第三本征非晶硅层上沉积N型掺杂非晶硅层具体为：将形成第一本征非晶硅膜层和第三本征非晶硅膜层的N型硅片放入第一掺杂腔内，往第一掺杂腔中通入SiH4、H2以及含掺杂剂的气体，由此在第三本征非晶硅层上沉积N型掺杂非晶硅层。优选的，所述在第一本征非晶硅膜层上沉积第二本征非晶硅膜层和P型掺杂非晶硅层具体为：在第二温度条件下，将在第三本征非晶硅层上形成N型掺杂非晶硅层的N型硅片放入第二掺杂腔内，先在第二掺杂腔内通入SiH4和H2的混合气体，通过化学气相沉积的方法在第一本征非晶硅膜层上沉积第二本征非晶硅膜层后；继续通入SiH4和H2的混合气体，并且同步通入含掺杂剂的气体，在第二本征非晶硅膜层上形成P型掺杂非晶硅层。优选的，所述掺杂剂为P或B。优选的，所述第一温度为150-250℃，所述第一温度比第二温度高至少20℃。本专利技术还提供另一种高效硅基异质结双面电池的制备方法，包括以下步骤：提供一N型硅片；在第一温度条件下，在N型硅片的反面上通过化学气相沉积法分别沉积第三本征非晶硅膜层；在第三本征非晶硅层上沉积N型掺杂非晶硅层；在N型硅片的正面上通过化学气相沉积的方法分别沉积第一本征非晶硅膜层；在第二温度条件下，在第一本征非晶硅膜层上沉积第二本征非晶硅膜层和P型掺杂非晶硅层；所述第二本征非晶硅层的电子带隙大于第一本征非晶硅层；分别在P型掺杂非晶硅层和N型掺杂非晶硅层上通过PVD磁控溅射沉积透明导电膜；在N型硅片的正反两面的透明导电膜上同时形成金属栅线电极。本专利技术还提供另一种高效硅基异质结双面电池的制备方法，包括以下步骤：提供一N型硅片；在第一温度条件下，在N型硅片的正面上通过化学气相沉积法分别沉积第一本征非晶硅膜层；在第二温度条件下，在第一本征非晶硅膜层上沉积第二本征非晶硅膜层和P型掺杂非晶硅层；所述第二本征非晶硅层的电子带隙大于第一本征非晶硅层；在N型硅片的反面上通过化学气相沉积的方法分别沉积第三本征非晶硅膜层；在第三本征非晶硅层上沉积N型掺杂非晶硅层；分别在P型掺杂非晶硅层和N型掺杂非晶硅层上通过PVD磁控溅射沉积的方式形成透明导电膜；在N型硅片的正反两面的透明导电膜上同时形成金属栅线电极。本专利技术采用以上技术方案，通过在所述N型硅片的一面设有第一本征非晶硅层、第二本征非晶硅层，而且第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层分别在不同的腔室内制备完成，第一本征非晶硅层的制备温度比第二本征非晶硅层的制备温度高，从而使得第二本征非晶硅层具有较大的电子带隙，因此可以用来作为阻挡层来阻挡电子扩散到发射极，减少了电子与空穴的复合，从而提高了电池片的电学性能，增加了电池片的光电转换效率即输出功率。附图说明图1为本专利技术高效硅基异质结双面电池的结构示意图；图2为本专利技术的制备方法实施例一的流程示意图；图3为本专利技术的制备方法实施例二的流程示意图；图4为本专利技术的制备方法实施例三的流程示意图。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，以下结合附图及实施例，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例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术公开了一种高效硅基异质结双面电池，其包括：N型硅片1；在所述N型硅片1的正面依序设有第一本征非晶硅层2、第二本征非晶硅层3、P型掺杂非晶硅层4、透明导电膜层5、金属栅线电极6；在所述N型硅片的反面依序设有第三本征非晶硅层7、N型掺杂非晶硅层8、透明导电膜层9、金属栅线电极10。其中，所述第二本征非晶硅层3的电子带隙大于第一本征非晶硅层2。所述第二本征非晶硅膜层的厚度小于1nm，第一本征非晶硅膜层和第三本征非晶硅膜层的厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效硅基异质结双面电池，其特征在于：包括：N型硅片；在所述N型硅片的正面依序设有第一本征非晶硅层、第二本征非晶硅层、P型掺杂非晶硅层、透明导电膜层、金属栅线电极；所述第二本征非晶硅层的电子带隙大于第一本征非晶硅层；在所述N型硅片的反面依序设有第三本征非晶硅层、N型掺杂非晶硅层、透明导电膜层，金属栅线电极。

【技术特征摘要】
1.一种高效硅基异质结双面电池，其特征在于：包括：N型硅片；在所述N型硅片的正面依序设有第一本征非晶硅层、第二本征非晶硅层、P型掺杂非晶硅层、透明导电膜层、金属栅线电极；所述第二本征非晶硅层的电子带隙大于第一本征非晶硅层；在所述N型硅片的反面依序设有第三本征非晶硅层、N型掺杂非晶硅层、透明导电膜层，金属栅线电极。2.根据权利要求1所述的高效硅基异质结双面电池，其特征在于：所述第二本征非晶硅膜层的厚度小于1nm，第一本征非晶硅膜层和第三本征非晶硅膜层的厚度分别为5-10nm，所述P型掺杂非晶硅层和N型掺杂非晶硅层的厚度分别为5-10nm，设在N型硅片正面的透明导电膜的厚度为70-110nm，设在N型硅片反面的透明导电膜的厚度为25-110nm。3.一种高效硅基异质结双面电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供一N型硅片；在第一温度条件下，在N型硅片的正反两面上分别通过化学气相沉积法，沉积第一本征非晶硅膜层和第三本征非晶硅膜层；在第三本征非晶硅层上沉积N型掺杂非晶硅层；在第二温度条件下，在第一本征非晶硅膜层上沉积第二本征非晶硅膜层和P型掺杂非晶硅层，所述第二本征非晶硅层的电子带隙大于第一本征非晶硅层；分别在P型掺杂非晶硅层和N型掺杂非晶硅层上通过PVD磁控溅射沉积透明导电膜；在N型硅片的正反两面的透明导电膜上形成金属栅线电极。4.根据权利要求3所述高效硅基异质结双面电池的制备方法，其特征在于：所述在N型硅片的正反两面上分别通过化学气相沉积法沉积第一本征非晶硅膜层和第三本征非晶硅膜层具体为：在第一温度条件下，将N型硅片放置反应腔
\t中，往反应腔中通入SiH4和H2的混合气体，通过化学气相沉积法在N型硅片的正反两面上依次沉积形成第一本征非晶硅膜层和第三本征非晶硅膜层。5.根据权利要求3所述高效硅基异质结双面电池的制备方法，其特征在于：所述在第三本征非晶硅层上沉积N型掺杂非晶硅层具体为：将形成第一本征非晶硅膜层和第三本征非晶硅膜层的N型硅片放入第一掺杂腔内，往第一掺杂腔中通入SiH4、H2以及含掺杂剂的气体，由此在第三本征非晶硅层上沉积N型掺杂非晶硅层...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨与胜，王树林，宋广华，庄辉虎，
申请(专利权)人：钧石中国能源有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35