硅基双面有机/无机异质结太阳能电池及其制备方法技术

本申请提供一种硅基双面有机/无机异质结太阳能电池及其制备方法，涉及太阳能电池技术领域。硅基双面有机/无机异质结太阳能电池包括依次层叠设置的正金属电极层、浸润添加剂保护层、PEDOT:PSS空穴传输层、第一本征非晶硅钝化层、n型硅衬底层、第二本征非晶硅钝化层、n型非晶硅掺杂层、透明导电物氧化层以及背金属电极层。其能够提升太阳能电池的效率。

Silicon based double-sided organic / inorganic heterojunction solar cells and their preparation

【技术实现步骤摘要】
硅基双面有机/无机异质结太阳能电池及其制备方法
本申请涉及太阳能电池
，具体而言，涉及一种硅基双面有机/无机异质结太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
目前，在量产型太阳能电池类型中晶硅太阳电池约占85％以上的市场，双面电池已经量产，其降低了衬底硅片的浪费，充分利用了太阳光，在光伏建筑一体化方面应用有比较大的潜力。如何提高双面电池得到电池效率成了现如今世界上科研院所和光伏企业的研究热点。
技术实现思路
本申请实施例在于提供一种硅基双面有机/无机异质结太阳能电池及其制备方法，其能够提升太阳能电池的效率。本申请实施例是这样实现的：第一方面，本申请实施例提供一种硅基双面有机/无机异质结太阳能电池，包括依次层叠设置的正金属电极层、浸润添加剂保护层、PEDOT:PSS空穴传输层、第一本征非晶硅钝化层、n型硅衬底层、第二本征非晶硅钝化层、n型非晶硅掺杂层、透明导电物氧化层以及背金属电极层。在上述技术方案中，PEDOT:PSS空穴传输层的主要成分是(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)，其作为太阳能电池入射光的窗口层，能量带隙可调节，能够激发出更多光生载流子，降低了入射光的寄生吸收。其次，PEDOT:PSS空穴传输层具有比较高的迁移率，能高效的运输空穴载流子，阻碍电子载流子的通过，起到选择性运输作用，提高太阳能电池的效率。并且PEDOT:PSS空穴传输层的原材料较便宜，适合大规模量产。另外，浸润添加剂保护层能够增加PEDOT:PSS空穴传输层与n型硅衬底层的浸润性，使两者接触更加紧密牢固，降低金属电极的接触电阻，提升太阳能电池的效率。在一种可能的实施方案中，浸润添加剂保护层含有铝金属颗粒和氟离子聚合物。在上述技术方案中，氟离子聚合物具有化学键，能够增加PEDOT:PSS空穴传输层与第一本征非晶硅钝化层的附着力；另外，铝金属颗粒能够增加金属表面活性能，增加表面温度，从而有利于增加丝网印刷低温银浆的拉力。通过含有铝金属颗粒和氟离子聚合物的浸润添加剂保护层的作用使得PEDOT:PSS空穴传输层与n型硅衬底层接触更加紧密牢固，降低金属电极的接触电阻，提升太阳能电池的效率。在一种可能的实施方案中，铝金属颗粒的粒径为800～1000nm。在上述技术方案中，该粒径范围内的铝金属颗粒更加有利于增加金属表面活性能，从而使得PEDOT:PSS空穴传输层与n型硅衬底层接触更加紧密牢固，提升太阳能电池的效率。在一种可能的实施方案中，氟离子聚合物选自六氟丙烯和聚四氟乙烯中的任一种。在上述技术方案中，六氟丙烯和聚四氟乙烯具有化学键，比分子间作用力更强，能够更好地增加PEDOT:PSS空穴传输层与第一本征非晶硅钝化层的附着力。在一种可能的实施方案中，浸润添加剂保护层的厚度为10～30μm。在上述技术方案中，将浸润添加剂保护层的厚度设置为10～30μm，既能较好地保证增加PEDOT:PSS空穴传输层与n型硅衬底层的浸润性的功能，又能避免厚度太厚影响太阳能电池的电池效率。在一种可能的实施方案中，正金属电极层和背金属电极层均含有Cu。在上述技术方案中，正金属电极层和背金属电极层均含有Cu，使得正金属电极层和背金属电极层具有良好的导电性，且能够增加载流子的收集率。在一种可能的实施方案中，正金属电极层还含有Mo、W、Ti、Ni、Al、Mg、Ta、Sn和Ag中的至少一种；和/或，背金属电极层还含有Mo、W、Ti、Ni、Al、Mg、Ta、Sn和Ag中的至少一种。在上述技术方案中，正金属电极层中还含有Mo、W、Ti、Ni、Al、Mg、Ta、Sn和Ag中的至少一种，这些金属元素和Cu一同使用，相较于单独使用Cu，能够降低成本，且也能保证导电性和电池效率。另外，背金属电极层中还含有Mo、W、Ti、Ni、Al、Mg、Ta、Sn和Ag中的至少一种，这些金属元素和Cu一同使用，相较于单独使用Cu，能够降低成本，且也能保证导电性和电池效率。在一种可能的实施方案中，PEDOT:PSS空穴传输层的厚度为300～500nm。在上述技术方案中，PEDOT:PSS空穴传输层的厚度设置为300～500nm，使得PEDOT:PSS空穴传输层具有更高的迁移率，提高了太阳能电池的效率。第二方面，本申请实施例提供一种第一方面实施例的硅基双面有机/无机异质结太阳能电池的制备方法，包括：在n型硅衬底层的相对两个表面分别形成第一本征非晶硅钝化层和第二本征非晶硅钝化层；在第一本征非晶硅钝化层形成PEDOT:PSS空穴传输层，在第二本征非晶硅钝化层表面形成n型非晶硅掺杂层；在PEDOT:PSS空穴传输层表面形成浸润添加剂保护层，在n型非晶硅掺杂层表面形成透明导电物氧化层；在浸润添加剂保护层表面形成正金属电极层，在透明导电物氧化层表面形成背金属电极层。在上述技术方案中，硅基双面有机/无机异质结太阳能电池的制备方法适用于工业化生产，制得的硅基双面有机/无机异质结太阳能电池的电池效率较高。在一种可能的实施方案中，第一本征非晶硅钝化层和第二本征非晶硅钝化层均以SiH4和H2的混合物作为气源沉积得到，SiH4和H2的体积比为2～4:1。在上述技术方案中，以体积比为2～4:1的SiH4和H2的混合物作为气源沉积得到第一本征非晶硅钝化层和第二本征非晶硅钝化层，能够饱和n型硅衬底层的悬挂键和晶体缺陷，提升太阳能电池的开路电压和电池效率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请实施例提供的硅基双面有机/无机异质结太阳能电池的结构示意图。图标：100-硅基双面有机/无机异质结太阳能电池；10-正金属电极层；20-浸润添加剂保护层；30-PEDOT:PSS空穴传输层；40-第一本征非晶硅钝化层；50-n型硅衬底层；60-第二本征非晶硅钝化层；70-n型非晶硅掺杂层；80-透明导电物氧化层；90-背金属电极层。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅基双面有机/无机异质结太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠设置的正金属电极层、浸润添加剂保护层、PEDOT:PSS空穴传输层、第一本征非晶硅钝化层、n型硅衬底层、第二本征非晶硅钝化层、n型非晶硅掺杂层、透明导电物氧化层以及背金属电极层。/n

【技术特征摘要】
1.一种硅基双面有机/无机异质结太阳能电池，其特征在于，包括依次层叠设置的正金属电极层、浸润添加剂保护层、PEDOT:PSS空穴传输层、第一本征非晶硅钝化层、n型硅衬底层、第二本征非晶硅钝化层、n型非晶硅掺杂层、透明导电物氧化层以及背金属电极层。


2.根据权利要求1所述的硅基双面有机/无机异质结太阳能电池，其特征在于，所述浸润添加剂保护层含有铝金属颗粒和氟离子聚合物。


3.根据权利要求2所述的硅基双面有机/无机异质结太阳能电池，其特征在于，所述铝金属颗粒的粒径为800～1000nm。


4.根据权利要求2所述的硅基双面有机/无机异质结太阳能电池，其特征在于，所述氟离子聚合物选自六氟丙烯和聚四氟乙烯中的任一种。


5.根据权利要求1～4任一项所述的硅基双面有机/无机异质结太阳能电池，其特征在于，所述浸润添加剂保护层的厚度为10～30μm。


6.根据权利要求1～4任一项所述的硅基双面有机/无机异质结太阳能电池，其特征在于，所述正金属电极层和所述背金属电极层均含有Cu。


7.根据权利要求6所述的硅基双面有机/无机异质结太阳能电池，其特征在于，所述正金属电极层还含有Mo、W、Ti、Ni、Al、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王璞，王永谦，王岚，李忠涌，苏荣，丁蕾，
申请(专利权)人：通威太阳能眉山有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51