本发明专利技术涉及的一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构及其制备方法，它包括硅衬底，所述硅衬底的双面均设有非晶硅本征层，所述非晶硅本征层的外侧设有非晶硅掺杂层；所述硅衬底受光面的非晶硅掺杂层的外侧设有叠层TCO导电膜，所述硅衬底非受光面的非晶硅掺杂层的外侧设有单层TCO导电膜；所述叠层TCO导电膜和单层TCO导电膜的外侧均设有若干Ag电极；所述叠层TCO导电膜包括依次向外设置的多层TCO导电膜，每一层的靶材功率密度逐层增加，靠近非晶硅掺杂层的第一层靶位TCO导电膜不通氧气，其他每一层的O2/功率逐层增加。本发明专利技术低高能粒子对非晶硅薄膜的撞击损伤，能够获得最优的TCO光学、电学性能，提升异质结太阳能电池性能。
Heterojunction Battery Structure of Gradually Laminated TCO Conductive Film and Its Preparation Method
【技术实现步骤摘要】
渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构及其制备方法
本专利技术涉及光伏高效电池
，尤其涉及一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构及其制备方法。
技术介绍
随着光伏技术的快速发展，晶体硅太阳电池的转换效率逐年提高。在当前光伏工业界，单晶硅太阳电池的转换效率已达到20%以上，多晶硅太阳电池的转换效率已达18.5%以上。然而大规模生产的、转换效率达22.5%以上的硅基太阳电池仅美国SunPower公司的背接触太阳电池(InterdigitatedBackContact，IBC)和日本松下公司的带本征薄层的非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(Hetero-junctionwithIntrinsicThinlayer，HJT)。和IBC太阳电池相比，HJT电池具有能耗少、工艺流程简单、温度系数小等诸多优点，这些也是HJT太阳能电池能从众多高效硅基太阳电池方案中脱颖而出的原因。当前，我国正在大力推广分布式太阳能光伏发电，由于屋顶资源有限，而且分布式光伏发电需求高转换效率的太阳电池组件，正是由于HJT太阳电池具有高效、双面发电的优势，在分布式光伏电站中表现出广阔的应用前景。如图1所示，为现有技术的HJT电池片的电极结构，现有HJT电池TCO的制备方法直接采用多靶同气体流量、同功率制备，整个TCO薄膜性质都是一样的。TCO薄膜主要作用是在传输载流子、减反射和保护非晶硅膜层。这种方式存在以下两个缺陷：（1）为了满足产能，在刚开始制备TCO导电膜时，采用高功率、高能量粒子轰击非晶硅薄膜，会严重损伤非晶硅薄膜；（2）TCO导电膜的透过与导电是相矛盾的，采用同功率同气体流量无法同时获得高透过率和高导电率，从而影响HJT太阳能电池的光电性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构及其制备方法，降低对非晶硅薄膜的撞击损伤，获得最优的TCO光学、电学性能，提升异质结太阳能电池性能。本专利技术的目的是这样实现的：一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，它包括硅衬底，所述硅衬底的双面均设有非晶硅本征层，所述非晶硅本征层的外侧设有非晶硅掺杂层；所述硅衬底受光面的非晶硅掺杂层的外侧设有叠层TCO导电膜，所述硅衬底非受光面的非晶硅掺杂层的外侧设有单层TCO导电膜；所述叠层TCO导电膜和单层TCO导电膜的外侧均设有若干Ag电极；所述叠层TCO导电膜包括依次向外设置的多层TCO导电膜，每一层的靶材功率密度逐层增加，靠近非晶硅掺杂层的第一层靶位TCO导电膜不通氧气，其他每一层的O2/功率逐层增加。一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，靠近非晶硅掺杂层的第一层靶位TCO导电膜的靶材功率密度为0.135~0.33w/mm，第二层靶位TCO导电膜的靶材功率密度为1.3~2.5w/mm，从第三层开始向外的剩余层的TCO导电膜的靶材功率密度为3~6w/mm。一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，第二层靶位TCO导电膜的O2/功率为0.5~0.75，从第三层开始向外的剩余层的TCO导电膜的O2/功率为1~2.5。一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，靠近非晶硅掺杂层的第一层靶位TCO导电膜的Ar流量为400~800sccm，其他层通过调节Ar流量保证工艺腔压力在0.3~0.8pa之间。一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，靠近非晶硅掺杂层的第一层靶位TCO导电膜的膜厚为1.3~3nm，第二层靶位TCO导电膜的膜厚为24~30nm，从第三层开始向外的剩余层的各层膜厚为50~70nm，所述叠层TCO导电膜4的总膜厚为70~110nm。一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构的制备方法，包括以下几个步骤：第一步、选取基材硅衬底进行制绒、清洗处理；第二步、通过PECVD制备双面非晶硅本征层，厚度为6nm；第三步、选取N型非晶硅膜为受光面掺杂层；第四步、使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层；第五步、使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层；第六步、使用PVD方法沉积受光面的叠层TCO导电膜，靠近非晶硅掺杂层的第一层靶位TCO导电膜的靶材功率密度为0.135~0.33w/mm，无氧气，Ar流量为400~800sccm，第二层靶位TCO导电膜的靶材功率密度为1.3~2.5w/mm，O2/功率为0.5~0.75，工艺腔压力为0.3~0.8pa；从第三层开始向外的剩余层的TCO导电膜的靶材功率密度为3~6w/mm，O2/功率为1~2.5，工艺腔压力为0.3~0.8pa；第七步、使用PVD方法沉积背光面的单层TCO导电膜；第八步、通过丝网印刷形成正背面Ag电极；第九步、固化使得银栅线与TCO导电膜之间形成良好的欧姆接触；第十步、进行测试电池的电性能。一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构的制备方法，靠近非晶硅掺杂层3的第一层靶位TCO导电膜的厚度为1.3~3nm，第二层靶位TCO导电膜的厚度为24~30nm，从第三层开始向外的剩余层的各层膜厚为50~70nm。一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构的制备方法，所述非晶硅本征层厚度为5~10nm。一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构的制备方法，所述n型非晶硅掺杂层厚度为4~8nm，所述p型非晶硅掺杂层的厚度为7~15nm。一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构的制备方法，所述叠层TCO导电膜和单层TCO导电膜的总膜厚均为70~110nm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过在受光面第一层靶位采用低功率、高Ar流量，降低高能粒子对非晶硅薄膜的撞击损伤，第二层靶位向上采用渐变叠层方法沉积TCO薄膜，功率逐渐增加，氧气逐渐增加，且氧气/功率逐渐增加，稳定工艺腔室压力在0.3-0.8pa之间，能够获得最优的TCO光学、电学性能，提升异质结太阳能电池性能。附图说明图1为现有异质结太阳能电池的结构示意图。图2为本专利技术异质结太阳能电池的结构示意图。其中：硅衬底1、非晶硅本征层2、非晶硅掺杂层3、叠层TCO导电膜4、第一层靶位TCO导电膜4.1、第二层靶位TCO导电膜4.2、第三层靶位TCO导电膜4.3、单层TCO导电膜5、Ag电极6。具体实施方式实施例1：参见图2，本专利技术涉及的一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，它包括硅衬底1，所述硅衬底1的双面均设有非晶硅本征层2，所述非晶硅本征层2的外侧设有非晶硅掺杂层3；所述硅衬底1受光面的非晶硅掺杂层3的外侧设有叠层TCO导电膜4，所述硅衬底1非受光面的非晶硅掺杂层3的外侧设有单层TCO导电膜5；所述叠层TCO导电膜4和单层TCO导电膜5的外侧均设有若干Ag电极6；所述叠层TCO导电膜4包括依次向外设置的第一层靶位TCO导电膜4.1、第二层靶位TCO导电膜4.2和第三层靶位TCO导电膜4.3，所述第一层靶位TCO导电膜4.1的靶材功率密度为0.14w/mm，不通氧气，Ar流量为500sccm，所述第一层靶位TCO导电膜4.1的厚度1.25nm；所述第二层靶位TCO导电膜4.2的靶材功率密度为1.5w/mm，O2/功率为0.6，Ar流量为100sccm，工艺腔压力为0.45pa；所述第三层靶位TCO导电膜4.3的靶材功率密度为3w/mm，O2/功率为1.2，Ar流量为100sccm，工艺腔压力本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，它包括硅衬底（1），所述硅衬底（1）的双面均设有非晶硅本征层（2），所述非晶硅本征层（2）的外侧设有非晶硅掺杂层（3）；其特征在于：所述硅衬底（1）受光面的非晶硅掺杂层（3）的外侧设有叠层TCO导电膜（4），所述硅衬底（1）非受光面的非晶硅掺杂层（3）的外侧设有单层TCO导电膜（5）；所述叠层TCO导电膜（4）和单层TCO导电膜（5）的外侧均设有若干Ag电极（6）；所述叠层TCO导电膜（4）包括依次向外设置的多层TCO导电膜，每一层的靶材功率密度逐层增加，靠近非晶硅掺杂层（3）的第一层靶位TCO导电膜不通氧气，其他每一层的O2/功率逐层增加。
【技术特征摘要】
1.一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，它包括硅衬底（1），所述硅衬底（1）的双面均设有非晶硅本征层（2），所述非晶硅本征层（2）的外侧设有非晶硅掺杂层（3）；其特征在于：所述硅衬底（1）受光面的非晶硅掺杂层（3）的外侧设有叠层TCO导电膜（4），所述硅衬底（1）非受光面的非晶硅掺杂层（3）的外侧设有单层TCO导电膜（5）；所述叠层TCO导电膜（4）和单层TCO导电膜（5）的外侧均设有若干Ag电极（6）；所述叠层TCO导电膜（4）包括依次向外设置的多层TCO导电膜，每一层的靶材功率密度逐层增加，靠近非晶硅掺杂层（3）的第一层靶位TCO导电膜不通氧气，其他每一层的O2/功率逐层增加。2.根据权利要求1所述的一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，其特征在于：靠近非晶硅掺杂层（3）的第一层靶位TCO导电膜的靶材功率密度为0.135~0.33w/mm，第二层靶位TCO导电膜的靶材功率密度为1.3~2.5w/mm，从第三层开始向外的剩余层的TCO导电膜的靶材功率密度为3~6w/mm。3.根据权利要求1所述的一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，其特征在于：第二层靶位TCO导电膜的O2/功率为0.5~0.75，从第三层开始向外的剩余层的TCO导电膜的O2/功率为1~2.5。4.根据权利要求1所述的一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，其特征在于：靠近非晶硅掺杂层（3）的第一层靶位TCO导电膜的Ar流量为400~800sccm，其他层通过调节Ar流量保证工艺腔压力在0.3~0.8pa之间。5.根据权利要求1所述的一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，其特征在于：靠近非晶硅掺杂层（3）的第一层靶位TCO导电膜的膜厚为1.3~3nm，第二层靶位TCO导电膜的膜厚为24~30nm，从第三层开始向外的剩余层的各层膜厚为50~70nm，所述叠层TCO导电膜4的总膜厚为70~110nm。6.一种权利要求1所述的渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭小勇，易治凯，王永谦，
申请(专利权)人：江苏爱康能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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