气流等离子体溅射金属化线路的硅基异质结太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术提供了气流等离子体溅射金属化线路的硅基异质结太阳能电池，它包括正面合金保护层(1)、正面导电铜层(2)、正面中介层(3)、HJT电池多层膜结构层(4)、背面中介层(5)、背面导电铜层(6)和背面合金保护层(7)，所述正面合金保护层(1)、正面导电铜层(2)、正面中介层(3)、HJT电池多层膜结构层(4)、背面中介层(5)、背面导电铜层(6)、背面合金保护层(7)依次连接。正面中介层(3)和背面中介层(5)不是银层，起到良好的贴覆作用；线路与TCO贴合性良好及阻抗低，相同线路高度下电阻低于纯丝印的制程，线路可靠度及一致性提高了。

【技术实现步骤摘要】
气流等离子体溅射金属化线路的硅基异质结太阳能电池
本技术涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种硅基异质结太阳能电池。
技术介绍
近几年，由于硅片、电池片和组件的产能不断扩张，光伏发电成本也出现了实质性的下降。因此，降低集成成本（BOS成本）在整个光伏发电系统成本结构中的比例也变得更加重要，这意味着高效组件在降低系统成本的过程中将扮演着最重要的角色，因为它们在提供相同电量的情况下可以节约更多的BOS成本。在所有的太阳能电池技术中，研究硅基异质结（HJT）太阳能电池具有重要的意义，因为其具备转换效率高(24.7%)、结构简单、制程温度低(<250℃)、工艺步骤少以及温度系数低等优点。与传统的P型单晶/多晶太阳能电池相比，N型单晶衬底的HJT电池具有高效率、工艺简单、无照光裂化（LIDfree）、无电压裂化（PIDfree）、低温度系数、高发电量、低光衰、低发电成本和双面照光发电等特性，保证了光伏组件更可靠、电站建设成本更低和更长的使用寿命，非常适合分布式光伏应用，为下世代高效率电池主流技术之一。采用双面异质结组件，在白色背景的反照下，可以多输出>20%的电力。根据实地的测试，使用双面的HJT组件比单面的HJT组件平均可多输出28.9%的电力。在制备HJT太阳能电池的过程中，PECVD在决定产品的性能方面扮演着最重要的角色。入光面所沉积的钝化层为本征层（i）并在上面堆叠掺硼的（p）层，背面同样沉积本征钝化层（i）并堆叠掺磷的（n）层，表面钝化层i/p和i/n的厚度都约为15-25nm。然后在正反两面溅镀上约60-150nm的透明导电膜(TCO)，目前大都采用传统的溅镀铟锡氧化物(ITO)作为透明导电膜层(TCO)或者用RPD(ReactivePlasmaDeposition)技术蒸镀铟钨氧化物(IWO)做透明导电膜，然后在透明导电膜上可以用丝印低温银浆的方式制造正反两面的导线，或者采用电铸铜的方式来制作正反面的导线，这样便完成一个HJT电池片的制作。目前HJT正反两面的金属化线路制作方式尚有一些缺点，丝印低温银浆方面，由于非晶硅膜层不耐高热，所以丝印必须采用低温银浆，低温银浆固含量低，所以一般线路高度必须达20-30微米，多道次丝印及多道次烘干，才能确保所需的导电度(电阻率小于8×10-6Ωcm)，造成银浆用量大增。由于丝印银浆的电阻比较高，所以对透明导电膜的电性要求就比较严苛。且由于低温银浆材料技术门坎高，因此来源有限，所以价格高昂，造成电池的生产成本增加。此外，由于低温银浆的温度较低，封装时串焊及热场的温度必须降低，所以传统硅片电池封装的生产线不能共享，而必须修改或者重新设计。金属化线路采用电铸的方面，一般先设计光罩，使用溅镀机先真空溅镀一层纯铜种子层，接着电镀纯铜，然后表面再电镀或者化镀镍作为保护制成比较复杂良率较低。另外纯铜种子层容易氧化在做完后必须小心地保护，以利后续电铸铜的进行。光罩成本也很高，且必须时常清理避免堵塞。如果不使用光罩，就必须利用先溅镀种子层然后黄光制程来做出线路，然后电铸纯铜到所需的厚度，然后电镀或者化镀镍做保护，最后去光阻，程序也相对复杂，将来设备投入成本也不低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种新的硅基异质结太阳能电池，以至少在一定程度上解决现有技术中存在的问题。本技术是这样实现的：一种硅基异质结太阳能电池，其特征在于，包括正面合金保护层(1)、正面导电铜层(2)、正面中介层(3)、HJT电池多层膜结构层(4)、背面中介层(5)、背面导电铜层(6)和背面合金保护层(7)，所述正面合金保护层(1)、正面导电铜层(2)、正面中介层(3)、HJT电池多层膜结构层(4)、背面中介层(5)、背面导电铜层(6)、背面合金保护层(7)依次连接。进一步地，所述正面中介层(3)为铜合金膜、氧化锌导电膜或纯钛膜等金属膜层，其膜层厚度为0.1-1.0微米。进一步地，所述背面中介层(5)为铜合金膜、氧化锌导电膜或纯钛膜等金属膜层，其膜层厚度为0.1-1.0微米。进一步地，所述正面合金保护层(1)为铜合金膜、镍合金膜或钛膜等金属膜层，其膜层厚度为0.1-1.0微米。进一步地，所述正面导电铜层(2)为纯铜层，其膜层厚度为3-20微米，电阻率<6×10-6Ωcm。进一步地，所述HJT电池多层膜结构层(4)包括依次连接的正面透明导电膜层(4-1)、正面N型非晶硅层(4-2)、正面本征非晶硅层(4-3)、N型单晶硅片(4-4)、背面本征非晶硅层(4-5)、背面P型非晶硅层和背面透明导电膜层(4-7)。其中，所述正面透明导电膜层(4-1)和背面透明导电膜层(4-7)的厚度分别为50-150nm，折射率分别为2.0-2.1，可见光透光性分别为82％以上，电阻率均小于6×10-4Ωcm；所述正面N型非晶硅层(4-2)的膜层厚度为5-25nm；所述正面本征非晶硅层(4-3)和背面本征非晶硅层(4-5)的膜层厚度分别为5-25nm；所述N型单晶硅片(4-4)的厚度为90-180μm；所述背面P型非晶硅层(4-6)的膜层厚度为5-25nm。优选的，所述正面透明导电膜层(4-1)和背面透明导电膜层(4-7)分别为GZO、ITO、IZTO、ITiO、ICO或IWO等。进一步地，所述背面导电铜层(6)为纯铜层，其厚度为3-20微米，电阻率<6×10-6Ωcm。进一步地，所述背面合金保护层(7)为铜合金膜、镍合金膜或钛膜等金属膜层，其膜层厚度为0.1-1.0微米。进一步地，还包括正面金属线路和背面金属线路，正面金属线路与正面合金保护层(1)连接，背面金属线路与背面合金保护层(7)连接。上述的硅基异质结太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：以N型硅片为衬底，正反两面先用PECVD镀本征非晶硅层；接着正面镀N型非晶硅层，背面镀P型非晶硅层；然后分别在P型非晶硅层及N型非晶硅层上面采用真空溅镀(sputter)或者反应式离子沉积(RPD:reactiveplasmadeposition)方式制作GZO、IZTO、ITO、ITiO、ICO或者IWO等透明导电膜（TCO），可以是单质或者两者的任意迭层。在得到的HJT组件结构正反两面TCO上面采用气流溅射(GFS,gasflowsputter)，依序先溅镀铜合金膜、氧化锌导电膜或钛膜等做为中介层，厚度约0.1-1.0微米。两面再溅镀纯铜导电层，3-20微米厚，电阻率小于6×10-6Ωcm，达到设定的厚度后，两面再溅镀一层铜合金、镍合金或纯钛作为作为保护层，厚度0.1-1.0微米。金属化线路采用三明治的结构，即采用传统的黄光制程(曝光、显影、蚀刻)做出10-45微米宽的金属线路。本技术的技术效果是：中介层起到良好的贴覆作用，线路与TCO贴合性良好及阻抗低，相同线路高度下电阻低于纯丝印的制程，线路可靠度及一致性提高了，不用高价银浆；表面合金保护层防止纯铜表面氧化并有利于后续封装时的串焊，整体降低生产成本；电池片封装时正面或者背面朝光都可以使用，有助于HJT电池片的吸光及转换效率的提高，有利于市场的推广及产品的普及。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术中HJT电池多层膜结构层(4)的结构示意图。附图标记解释：1为正面合金保护层、2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅基异质结太阳能电池，其特征在于：包括正面合金保护层(1)、正面导电铜层(2)、正面中介层(3)、HJT电池多层膜结构层(4)、背面中介层(5)、背面导电铜层(6)和背面合金保护层(7)，所述正面合金保护层(1)、正面导电铜层(2)、正面中介层(3)、HJT电池多层膜结构层(4)、背面中介层(5)、背面导电铜层(6)、背面合金保护层(7)依次连接。

【技术特征摘要】
1.一种硅基异质结太阳能电池，其特征在于：包括正面合金保护层(1)、正面导电铜层(2)、正面中介层(3)、HJT电池多层膜结构层(4)、背面中介层(5)、背面导电铜层(6)和背面合金保护层(7)，所述正面合金保护层(1)、正面导电铜层(2)、正面中介层(3)、HJT电池多层膜结构层(4)、背面中介层(5)、背面导电铜层(6)、背面合金保护层(7)依次连接。2.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于：所述正面中介层(3)为铜合金膜、氧化锌导电膜或纯钛膜，其膜层厚度为0.1-1.0微米。3.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于：所述背面中介层(5)为铜合金膜、氧化锌导电膜或纯钛膜，其膜层厚度为0.1-1.0微米。4.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于：所述正面合金保护层(1)为铜合金膜、镍合金膜或钛膜，其膜层厚度为0.1-1.0微米。5.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池，其特征在于：所述正面导电铜层(2)为纯铜层，其膜层厚度为3-20微米，电阻率<6×10-6Ωcm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄信二，王家和，黄煜翔，
申请(专利权)人：研创应用材料赣州股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江西,36