一种硅异质结太阳能电池及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种硅异质结太阳能电池及其制作方法，由于在形成前电极中的第一透明导电氧化物薄膜之后、形成栅线电极之前，在第一透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层，以掩膜层作为遮挡体对第一透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，清除掩膜层的纳米图形后得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜。这样通过改变掩膜层的纳米图形能灵活调整第一透明导电氧化物薄膜的绒面结构，在实际操作过程中，相对于湿法刻蚀，其可控性和可重复性增强；并且以掩膜层作为遮挡体对第一透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，可以使制得的绒面结构较为规整，在不影响硅异质结太阳能电池效率的前提下，达到增强减反效应的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种硅异质结太阳能电池及其制作方法
本专利技术涉及光伏
，尤其涉及一种硅异质结太阳能电池及其制作方法。
技术介绍
随着能源危机和环境污染问题的日益加重，人们对新能源的研究和应用开发更加关注。其中，太阳能光伏发电技术以其洁净、安全、可再生成为新能源领域的研究热点。其中，硅异质结太阳能电池凭借其较低的制备工艺温度、较高的光电转换效率、优异的高温/弱光发电以及较低的衰减等优势，成为目前太阳能行业的重要发展方向。硅异质结太阳能电池一般包括晶硅衬底，由透明导电氧化物(TransparentConductingOxide,TCO)薄膜组成且位于晶硅衬底两侧的前电极和背电极，以及位于前电极和背电极之间由非晶硅/晶硅组成的异质PN结。当太阳光照射到PN结时，内建电场使得光照产生的光生空穴电子对分离，从而形成非平衡载流子，产生电流。在硅异质结太阳能电池的制备过程中，为了最大限度地减少光反射，提高电池光电转换效率，通常会在晶硅衬底表面制作绒面。硅异质结太阳能电池目前一般采用湿法刻蚀的方式在晶硅衬底的表面制作绒面。然而，采用湿法刻蚀的方式制得的绒面并不规整，导致光生载流子的复合较严重，影响硅异质结太阳能电池的性能；而且，湿法刻蚀工艺在实际操作过程中的可控性较差，即相同的工艺不同批次制绒后的晶硅衬底的绒面结构差异较大；同时，湿法刻蚀过程中引进的杂质还会污染晶硅衬底，影响硅异质结太阳能电池的光电转换效率。因此，如何在不影响硅异质结太阳能电池效率的前提下，增强硅异质结太阳能电池的减反效应，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种硅异质结太阳能电池及其制作方法，用以在不影响硅异质结太阳能电池效率的前提下，增强硅异质结太阳能电池的减反效应。因此，本专利技术实施例提供了一种硅异质结太阳能电池，包括：晶硅衬底，在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一非晶硅层、作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜和栅线电极，以及在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二非晶硅层和背电极；其中，所述第一透明导电氧化物薄膜背离所述晶硅衬底的一侧，具有通过使用具有纳米图形的掩膜层作为遮挡体对所述第一透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理后的绒面结构。本专利技术实施例提供的上述硅异质结太阳能电池，由于在第一透明导电氧化物薄膜背离晶硅衬底的一侧，具有通过使用具有纳米图形的掩膜层作为遮挡体对第一透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理后的绒面结构，这样，可以通过改变掩膜层的纳米图形来灵活调整第一透明导电氧化物薄膜的绒面结构，使获得的绒面结构的可控性和可重复性增强；并且，通过使用具有纳米图形的掩膜层作为遮挡体对第一透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理制得的绒面结构较为规整，从而在不影响硅异质结太阳能电池效率的前提下，可以达到增强硅异质结太阳能电池的减反效应的效果。具体地，在本专利技术实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，在所述晶硅衬底为P型时，所述第一非晶硅层包括：在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一本征非晶硅层和N型非晶硅层；所述第二非晶硅层包括：在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二本征非晶硅层和P型非晶硅层。或者，在本专利技术实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，在所述晶硅衬底为N型时，所述第一非晶硅层包括：在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一本征非晶硅层和P型非晶硅层；所述第二非晶硅层包括：在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二本征非晶硅层和N型非晶硅层。较佳地，为了提高硅异质结太阳能电池的光电转换效率，在本专利技术实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述第一本征非晶硅层和所述第二本征非晶硅层的材料为本征氢化非晶硅材料。较佳地，为了提高硅异质结太阳能电池的光电转换效率，在本专利技术实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述P型非晶硅层的材料为P型氢化非晶硅材料，所述N型非晶硅层的材料为N型氢化非晶硅材料。具体地，在本专利技术实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述背电极包括：在所述第二非晶硅层背离所述晶硅衬底一侧依次设置的第二透明导电氧化物薄膜和金属电极。较佳地，在本专利技术实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述金属电极为栅线结构。本专利技术实施例还提供了一种硅异质结太阳能电池的制作方法，包括：在晶硅衬底的入光侧依次形成第一非晶硅层、作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜和栅线电极，在所述晶硅衬底的背光侧依次形成第二非晶硅层和背电极；在形成所述第一透明导电氧化物薄膜之后，在形成所述栅线电极之前，在所述第一透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层；以所述具有纳米图形的掩膜层作为遮挡体，对所述第一透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理；清除经过第二刻蚀处理后的第一透明导电氧化物薄膜上的掩膜层的纳米图形，得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜。本专利技术实施例提供的上述硅异质结太阳能电池的制作方法，由于在形成前电极中的第一透明导电氧化物薄膜之后、形成栅线电极之前，在第一透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层，以掩膜层作为遮挡体对第一透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，清除掩膜层的纳米图形后得到具有绒面结构的第一透明导电氧化物薄膜。这样，可以通过改变掩膜层的纳米图形来灵活调整第一透明导电氧化物薄膜的绒面结构，在实际操作过程中，相对于湿法刻蚀，其可控性和可重复性增强；并且，以掩膜层作为遮挡体对第一透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理，可以使制得的绒面结构较为规整，从而在不影响硅异质结太阳能电池效率的前提下，可以达到增强硅异质结太阳能电池的减反效应的效果。较佳地，为了便于实施，在本专利技术实施例提供的上述方法中，在所述第一透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层，具体包括：在所述第一透明导电氧化物薄膜上利用可塑形材料形成掩膜层薄膜；利用具有与所述纳米图形互补图形的模具，对所述掩膜层薄膜进行压印处理，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜；对具有凹凸图案的掩膜层薄膜进行第一刻蚀处理，使所述凹凸图案中的凹陷区域暴露出第一透明导电氧化物薄膜后，得到具有纳米图形的掩膜层。进一步地，在对掩膜层薄膜进行压印处理的过程中，为了避免由于压印压力过大导致位于掩膜层薄膜下方的第一透明导电氧化物薄膜受到损坏，在本专利技术实施例提供的上述方法中，所述利用具有与所述纳米图形互补图形的模具，对所述掩膜层薄膜进行压印处理，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜，具体包括：将所述掩膜层薄膜加热至所述可塑形材料的玻璃态转换温度以上；利用所述模具以预设压力按压加热后的掩膜层薄膜第一预设时长；在所述掩膜层薄膜自然冷却至室温后，取下所述模具，得到具有凹凸图案的掩膜层薄膜。具体地，所述掩膜层薄膜的厚度为40nm-100nm，所述预设压力在单位面积内的压强为0.1MPa-30MPa，所述第一预设时长为10min-60min。较佳地，为了保证可塑形材料具有较好的可塑性，所述可塑形材料为聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯。进一步地，在对掩膜层薄膜进行压印处理的过程中，为了避免由于压印压力过大导致位于掩膜层薄膜下方的第一透明导电氧化物薄膜受到损坏，在本专利技术实施例提供的上述方法中，所述利用具有与所述纳米图形互补图形的模具，对所述掩膜层薄膜进行压印处理，得到具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅异质结太阳能电池，其特征在于，包括：晶硅衬底，在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一非晶硅层、作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜和栅线电极，以及在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二非晶硅层和背电极；其中，所述第一透明导电氧化物薄膜背离所述晶硅衬底的一侧，具有通过使用具有纳米图形的掩膜层作为遮挡体对所述第一透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理后的绒面结构。

【技术特征摘要】
1.一种硅异质结太阳能电池，其特征在于，包括：晶硅衬底，在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一非晶硅层、作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜和栅线电极，以及在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二非晶硅层和背电极；其中，所述第一透明导电氧化物薄膜背离所述晶硅衬底的一侧，具有通过使用具有纳米图形的掩膜层作为遮挡体对所述第一透明导电氧化物薄膜进行第二刻蚀处理后的绒面结构；其中，所述具有纳米图形的掩膜层通过压印和第一刻蚀处理形成。2.如权利要求1所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，在所述晶硅衬底为P型时，所述第一非晶硅层包括：在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一本征非晶硅层和N型非晶硅层；所述第二非晶硅层包括：在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二本征非晶硅层和P型非晶硅层。3.如权利要求1所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，在所述晶硅衬底为N型时，所述第一非晶硅层包括：在所述晶硅衬底的入光侧依次设置的第一本征非晶硅层和P型非晶硅层；所述第二非晶硅层包括：在所述晶硅衬底的背光侧依次设置的第二本征非晶硅层和N型非晶硅层。4.如权利要求2或3所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一本征非晶硅层和所述第二本征非晶硅层的材料为本征氢化非晶硅材料。5.如权利要求2或3所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，所述P型非晶硅层的材料为P型氢化非晶硅材料，所述N型非晶硅层的材料为N型氢化非晶硅材料。6.如权利要求1所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，所述背电极包括：在所述第二非晶硅层背离所述晶硅衬底一侧依次设置的第二透明导电氧化物薄膜和金属电极。7.如权利要求6所述的硅异质结太阳能电池，其特征在于，所述金属电极为栅线结构。8.一种硅异质结太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括：在晶硅衬底的入光侧依次形成第一非晶硅层、作为前电极的第一透明导电氧化物薄膜和栅线电极，在所述晶硅衬底的背光侧依次形成第二非晶硅层和背电极；在形成所述第一透明导电氧化物薄膜之后，在形成所述栅线电极之前，在所述第一透明导电氧化物薄膜上通过压印和第一刻蚀处理形成具有纳米图形的掩膜层；以所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨荣，赵冠超，何延如，谷士斌，温转萍，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