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、第一透明导电层、第二透明导电层和一叠层结构，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，叠层结构设置在透明导电层上。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。本发明专利技术可降低电池背面电极的接触电阻，提升了电池的填充因子，同时背面具有很好的反射功能，可使更多的光被基片吸收，因此，可使用更薄的基片，有助于节约基片材料，降低成本。

【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。Heterojunction with Intrinsic Thin layer 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1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，进而在其上形成透明导电氧化物层4和由银构成的梳型形状的集电极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，进而在其上形成透明导电氧化物层7和由银构成的梳型形状的集电极9，汇流条电极8将集电极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上分别形成透明导电层4和7，进而通过丝网印刷，在透明导电氧化物层4和7上形成梳型形状的集电极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。若使用较薄基片来制作HIT太阳能电池，这会节约基片的材料；但是使用较薄的基片制作太阳能电池则会有一部分的入射光透过基片而没有被基片吸收，这将降低太阳能电池的转换效率，传统的一些HIT太阳能电池是在背面的透明导电氧化物层上直接形成银层，该银层的形成虽然可以在一定程度上改善背面的欧姆接触电阻，同时又可起到一定的反射效果。但是把银层直接形成在透明导电氧化物层上，这会使银层在形成过程中部分氧化，从而减弱了银层的反射效果；最后银层又暴露在外部环境中，这时银层的外表面容易受到外部环境的作用，这将使形成在银层上面的集电极与银层的接触电阻增加，从而降低了太阳能电池的性能。
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，提供一种异质结太阳能电池及其制备方法，本专利技术通过增加一叠层结构，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，该金属膜层具有很好的反射性能，可使用更薄的基片；同时该金属膜层又不会受外部环境的影响，可使金属膜层与集电极之间形成良好的欧姆接触，有利于降低其电阻，从而增强了太阳能电池的性能。为此，本专利技术公开了一种异质结太阳能电池，包括基片，所述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。进一步的，所述叠层结构在所述第二透明导电层上的除边缘区域以外的整个面。本专利技术还公开了另一种异质结太阳能电池，包括基片，所述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叉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。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。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，所述金属膜层的厚度为15-200nm，优选金属膜层的厚度为25-100nm，更优选金属膜层的厚度为35-60nm。进一步的，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。进一步的，所述第一金属氮化物膜层的厚度为1-500nm，优选第一金属氮化物膜层的厚度为7-200nm，更优选第一金属氮化物膜层的厚度为10-50nm；所述第二金属氮化物膜层的厚度为1-800nm，优选第二金属氮化物膜层的厚度为10-300nm，更优选第二金属氮化物膜层的厚度为20-60nm。本专利技术还公开了一种异质结太阳能电池的制备方法，包括准备基片；在所述基片的受光面沉积第一本征非晶层；在所述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透明导电层；在所述第二掺杂层上沉积第二透明导电层；在所述第二透明导电层上沉积一叠层结构，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。进一步的，所述叠层结构沉积在所述第二透明导电层上的除边缘区域以外的整个面。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，包括准备基片；在所述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叉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透明导电层；在所述第二掺杂层上沉积第二透明导电层；在所述第一透明导电层和第二透明导电层上沉积一叠层结构，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。本专利技术的有益技术效果：1、本专利技术通过在透明导电层上沉积第一金属氮化物膜层，该第一金属氮化物膜层可使在后续的金属膜层的沉积过程避免金属膜层与氧的接触，从而使金属膜层具有良好的反射性能和导电性能，同时第一金属氮化物膜层也具有反射性能和导电性能，因此可使透明导电层与金属膜层实现良好的欧姆接触，从而提升太阳能电池的填充因子。2、本专利技术通过在金属膜层上沉积第二金属氮化物膜层，可使金属膜层免受本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异质结太阳能电池，包括基片，所述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。

【技术特征摘要】
1.一种异质结太阳能电池，包括基片，所述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。2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述叠层结构在所述第二透明导电层上的除边缘区域以外的整个面。3.一种异质结太阳能电池，包括基片，所述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叉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。4.根据权利要求1或3所述的异质结太阳能电池，其特征在于：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。5.根据权利要求1或3所述的异质结太阳能电池，其特征在于：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。6.根据权利要求1或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/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。7.根据权利要求1或3所述的异质结太阳能电池，其特征在于：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...

【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：盐城普兰特新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32