具有氢退火TCO导电膜的异质结电池结构及其制备方法技术

本发明专利技术涉及的一种具有氢退火TCO导电膜的异质结电池结构及其制备方法，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）的外侧均设有非晶硅掺杂层（3），所述非晶硅掺杂层（3）的外侧均设有TCO导电膜（4）；其特征在于：所述TCO导电膜（4）外侧经氢退火处理形成退火层（6），所述退火层（6）的外侧均设有若干Ag电极（5）。本发明专利技术可以有效解决低温制备TCO薄膜的透过率与电导率相矛盾的问题，使TCO导电膜获得较优的透过率及电导率，从而提升HJT太阳能电池的光电性能。

Structure and preparation of heterojunction cell with hydrogen annealed TCO conducting film

The invention relates to a heterojunction battery structure with a hydrogen annealed TCO conductive film and a preparation method thereof, which comprises a silicon substrate (1), both sides of the silicon substrate (1) are provided with an amorphous silicon intrinsic layer (2), the outer side of the amorphous silicon intrinsic layer (2) is provided with an amorphous silicon doping layer (3), and the outer side of the amorphous silicon doping layer (3) is provided with a TCO conductive film (4); the invention is characterized in that The outer side of the TCO conductive film (4) is hydrogen annealed to form an annealing layer (6), and the outer side of the annealing layer (6) is provided with a number of Ag electrodes (5). The invention can effectively solve the problem of the contradiction between the transmissivity and the conductivity of the TCO thin film prepared at low temperature, so that the TCO conductive film can obtain better transmissivity and conductivity, thereby improving the photoelectric performance of the hjt solar cell.

【技术实现步骤摘要】
具有氢退火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
，尤其涉及一种具有氢退火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。由于非晶硅薄膜的特性，现有技术在制备TCO薄膜时都采用低温沉积，完成制备之后，直接印刷银电极，TCO薄膜未经过任何处理，TCO导电膜的透过与导电是相矛盾的，无法同时获得高透过率和高导电率，这样制备的TCO薄膜无法获得较优的透过率与电导率，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，提供一种具有氢退火TCO导电膜的异质结电池结构及其制备方法，使TCO导电膜获得较优的透过率及电导率，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：一种具有氢退火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均设有非晶硅掺杂层，所述非晶硅掺杂层的外侧均设有TCO导电膜；所述TCO导电膜外侧经氢退火处理形成退火层。一种具有氢退火TCO导电膜的异质结电池结构，所述退火层的外侧均设有若干Ag电极。一种具有氢退火TCO导电膜的异质结电池结构的制备方法，包括以下内容：选取基材硅衬底进行制绒、清洗处理；通过PECVD制备双面非晶硅本征层；使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层；使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层；使用PVD方法沉积双面的TCO导电膜，厚度为100nm；在氢气环境中进行退火；通过丝网印刷形成正背面Ag电极；固化使得银栅线与TCO导电膜之间形成良好的欧姆接触；进行测试电池的电性能。一种具有氢退火TCO导电膜的异质结电池结构的制备方法，退火温度为160~200℃。一种具有氢退火TCO导电膜的异质结电池结构的制备方法，退火时间为10~20min。一种具有氢退火TCO导电膜的异质结电池结构的制备方法，退火气压为120~300pa。一种具有氢退火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。一种具有氢退火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。一种具有氢退火TCO导电膜的异质结电池结构的制备方法，所述TCO导电膜的膜厚为70~110nm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在双面沉积完TCO导电薄膜之后进行氢气环境退火，可以有效解决低温制备TCO薄膜的透过率与电导率相矛盾的问题，使TCO导电膜获得较优的透过率及电导率，从而提升HJT太阳能电池的光电性能。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、TCO导电膜4、Ag电极5、退火层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具有氢退火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的外侧均设有非晶硅掺杂层3，所述非晶硅掺杂层3的外侧均设有TCO导电膜4，所述TCO导电膜4外侧经氢退火处理形成退火层6，所述退火层6的外侧均设有若干Ag电极5。所述氢退火处理的退火温度为170℃，退火时间为18min，退火气压为160pa。本专利技术涉及的一种具有氢退火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：（1）对尺寸为156.75mm、厚度为180um的硅衬底1进行制绒、清洗处理；（2）通过PECVD制备双面本征非晶硅层2，厚度为6nm；（3）使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层，厚度为6nm；（4）使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层，总厚度为10nm；（5）使用PVD方法沉积双面的TCO导电膜4，厚度为100nm；（6）在氢气环境中进行退火，退火温度为170℃，退火时间为18min，退火气压为160pa；（7）通过丝网印刷形成正背面Ag电极5；（8）固化使得银栅线与TCO导电膜4之间形成良好的欧姆接触；（9）进行测试电池的电性能。实施例2：参见图2，本专利技术涉及的一种具有氢退火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的外侧均设有非晶硅掺杂层3，所述非晶硅掺杂层3的外侧均设有TCO导电膜4，所述TCO导电膜4外侧经氢退火处理形成退火层6，所述退火层6的外侧均设有若干Ag电极5。所述氢退火处理的退火温度为185℃，退火时间为14min，退火气压为210pa。本专利技术涉及的一种具有氢退火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：（1）对尺寸为156.75mm、厚度为180um的硅衬底1进行制绒、清洗处理；（2）通过PECVD制备双面本征非晶硅层2，厚度为6nm；（3）使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层，厚度为6nm；（4）使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层，总厚度为10nm；（5）使用PVD方法沉积双面的TCO导电膜4，厚度为100nm；（6）在氢气环境中进行退火，退火温度为185℃，退火时间为14min，退火气压为210pa；（7）通过丝网印刷形成正背面Ag电极5；（8）固化使得银栅线与TCO导电膜4之间形成良好的欧姆接触；（9）进行测试电池的电性能。实施例3：参见图2，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有氢退火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）的外侧均设有非晶硅掺杂层（3），所述非晶硅掺杂层（3）的外侧均设有TCO导电膜（4）；其特征在于：所述TCO导电膜（4）外侧经氢退火处理形成退火层（6）。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有氢退火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）的外侧均设有非晶硅掺杂层（3），所述非晶硅掺杂层（3）的外侧均设有TCO导电膜（4）；其特征在于：所述TCO导电膜（4）外侧经氢退火处理形成退火层（6）。


2.根据权利要求1所述的一种具有氢退火TCO导电膜的异质结电池结构，其特征在于：所述退火层（6）的外侧均设有若干Ag电极（5）。


3.一种权利要求1所述的具有氢退火TCO导电膜的异质结电池结构的制备方法，其特征在于，包括以下内容：
选取基材硅衬底（1）进行制绒、清洗处理；
通过PECVD制备双面非晶硅本征层（2）；
使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层；
使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层；
使用PVD方法沉积双面的TCO导电膜（4），厚度为100nm；
在氢气环境中进行退火；
通过丝网印刷形成正背面Ag电极（5）；
固化使得银栅线与TCO导电膜之间形成良好的欧...

【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