一种硅基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基异质结太阳能电池及其制备方法，所述硅基异质结太阳能电池包括：晶硅基片、第一本征非晶层、第二本征非晶层、第一掺杂层、第二掺杂层、第一保护膜层、第二保护膜层、第一透明导电层和第二透明导电层，所述第一保护膜层设置在第一掺杂层与第一透明导电层之间，所述第二保护膜层设置在第二掺杂层与第二透明导电层之间。本发明专利技术通过在掺杂层表面形成所述第一保护膜层和/或第二保护膜层可以减少高能粒子对掺杂层的轰击，同时增强了对晶硅基片表面的钝化效果，从而提高硅基异质结太阳能电池的性能。

Silicon based heterojunction solar cell and preparation method thereof

The invention discloses a silicon heterojunction solar battery and a preparation method thereof, wherein the silicon heterojunction solar cell includes a silicon substrate, a first intrinsic amorphous layer, second intrinsic amorphous layer, a first doped layer, second doped layer, the first protective film, protective film layer, the first second the transparent conductive layer and the second transparent conductive layer, the first layer is disposed between the first doped layer and the first transparent conductive layer, the protective film second is arranged between the second doped layer and the second transparent conductive layer. The formation of the first protective film and / or second protective film doped layer surface can reduce the energetic particles on the doping layer bombardment, while enhancing the passivation effect on silicon substrate surface, so as to improve the performance of silicon heterojunction solar cells.

【技术实现步骤摘要】
一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法
本专利技术属于太阳能电池领域，具体地涉及一种硅基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和由银构成的梳型形状的栅电极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。在HIT太阳能电池的制造过程，透明导电层通常是采用溅射法来沉积，该制备方法是通过离子轰击靶材表面，使靶材表面的原子或分子获得足够大的能量而最终脱离固体表面，然后沉积在基板的表面上。采用该方法所制备的薄膜沉积速率高、基片的温度相对于别的方法要低、薄膜与基片的附着性好、工艺参数容易控制、制备的薄膜结晶程度高。然而该制备方法中由于高能粒子轰击的存在，会对晶硅表面钝化效果造成一定程度的破坏，从而影响HIT太阳能电池的性能。
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，提供一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法，本专利技术通过在所述第一掺杂层与第一透明导电层之间设置有第一保护膜层，和/或在所述第二掺杂层与第二透明导电层之间设置有第二保护膜层，这样既能使晶硅基片的表面得到很好的钝化，不会由于高能粒子的轰击而造成对非晶硅膜层的破坏，提高电池的开路电压，并进一步优选金属硫族化合物膜层作为保护膜层，金属硫族化合物膜层与透明导电层的组合又可使更多的太阳光入射到晶硅基片上，因而可提高电池的短路电流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：一种硅基异质结太阳能电池，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插入有第一保护膜层和/或所述第二掺杂层与第二透明导电层之间插入有第二保护膜层。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硅基异质结太阳能电池，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插入有第一保护膜层和/或所述第二掺杂层与第二透明导电层之间插入有第二保护膜层。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，可同时在所述第一本征非晶层上设置有第一金属硫族化合物膜层，或者只在所述第一本征非晶层上设置有第一金属硫族化合物膜层。进一步的，在所述第一本征非晶层与减反射层之间形成一层掺杂层，所述掺杂层的导电类型与晶硅基片一致。当晶硅基片为n型晶硅基片时，所述掺杂层为n型非晶硅膜层；当晶硅基片为p型晶硅基片时，所述掺杂层为p型非晶硅膜层。进一步的，所述第一保护膜层和第二保护膜层为金属硫族化合物膜层，所述金属硫族化合物膜层为硫化锌、硒化锌、硫硒化锌、硫化铟、硒化铟、硫硒化铟、硫化镉、硫化镉锌中的一种或两种以上，所述金属硫族化合物膜层中可含有氧。更进一步的，所述金属硫族化合物膜层的厚度为1-100nm，优选金属硫族化合物膜层的厚度为2-50nm，更优选金属硫族化合物膜层的厚度为5-30nm。进一步的，所述晶硅基片的受光面与第一本征非晶层之间设置有第二金属硫族化合物膜层和/或所述晶硅基片的背面与第二本征非晶层之间设置有第三金属硫族化合物膜层。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第二透明导电层上分别设置有栅电极。进一步的，在形成第一透明导电层之前可先形成一层掺杂氧化钛膜层，在形成第二透明导电层之前可先形成一层掺杂氧化钛膜层，所述掺杂氧化钛膜层为TiO2掺杂有Ta、W、Nb、Mo、Sb、Sc、Sn、Y、Zr、Hf、Ce和Al中的一种或两种以上，可选用CVD（化学气相沉积法）、RPD（反应等离子沉积法）、ALD（原子层沉积法）、PVD（物理气相沉积法）等方法来沉积掺杂氧化钛膜层。本专利技术还公开了一种光伏发电系统，由上述的硅基异质结太阳能电池组成发电系统。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基异质结太阳能电池，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插入有第一保护膜层和/或所述第二掺杂层与第二透明导电层之间插入有第二保护膜层。

【技术特征摘要】
1.一种硅基异质结太阳能电池，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插入有第一保护膜层和/或所述第二掺杂层与第二透明导电层之间插入有第二保护膜层。2.一种硅基异质结太阳能电池，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插入有第一保护膜层和/或所述第二掺杂层与第二透明导电层之间插入有第二保护膜层。3.根据权利要求2所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一本征非晶层上设置有第一金属硫族化合物膜层。4.根据权利要求2所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一本征非晶层与减反射层之间设置有一层掺杂层，所述掺杂层的导电类型与晶硅基片一致。5.根据权利要求1和2所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一保护膜层和第二保护膜层为金属硫族化合物膜层，所述金属硫族化合物膜层为硫化锌、硒化锌、硫硒化锌、硫化铟、硒化铟、硫硒化铟、硫化镉、硫化镉锌中的一种或两种以上。6.根据权利要求5所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于：所述金属硫族化合物膜层的厚度为1-100nm。7.根据权利要求1或2所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于：所述晶硅基片的受光面与第一本征非晶层之间设置有第二金属硫族化合...

【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