一种低成本的高效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技术领域，尤其是一种低成本的高效太阳能电池及其制备方法，包括衬底，位于衬底上表面的扩散层，位于扩散层上表面的钝化层，位于衬底下表面的氧化硅层，位于氧化硅层下表面的掺杂多晶硅层，位于掺杂多晶硅层下表面的氢化透明导电薄膜，以及位于钝化层上表面的上电极和位于氢化透明导电薄膜下表面的下电极；本发明专利技术中通过氢化TCO薄膜代替多晶硅表面的钝化层，由于TCO薄膜具有良好的电学性能，可以和浆料形成良好的欧姆接触，不需要浆料烧穿与多晶硅接触，因此可以采用非烧穿型的浆料如铝浆代替银浆，从而降低成本。从而降低成本。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本的高效太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，尤其是一种低成本的高效太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]钝化接触电池是新型高转化效率电池，转化效率可达到24％。与常规产线兼容性较好，在N型常规产线可完成升级。钝化接触电池与异质结电池、背结电池相比结构相对简单，推向量产可行性较高，且生产成本具有一定优势。目前该类型电池均采用银浆来实现金属化，银具备导电性好、功函数低、可焊性好、不易在硅中形成深能级缺陷等优点。但由于其在地壳中含量低，价格比较高；而且银浆往往要通过其中的玻璃料腐蚀一部分硅来形成欧姆接触，因此要求多晶硅薄膜比较厚。同时银浆对钝化层及多晶硅的腐蚀，导致该区域的J0高于非金属接触区，从而影响该区域的钝化性能。因此如何降低甚至消除掉金属区的复合就成为未来电池提效的关键。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种成本低、转换效率高的太阳能电池。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种低成本的高效太阳能电池，包括衬底，
[0006]位于衬底上表面的扩散层，
[0007]位于扩散层上表面的钝化层，
[0008]位于衬底下表面的氧化硅层，
[0009]位于氧化硅层下表面的掺杂多晶硅层，
[0010]位于掺杂多晶硅层下表面的氢化透明导电薄膜，
[0011]以及位于钝化层上表面的上电极和位于氢化透明导电薄膜下表面的下电极。
[0012]本专利技术中采用氢化TCO薄膜代替多晶硅表面的钝化层，由于TCO薄膜具有良好的电学性能，可以和浆料形成良好的欧姆接触，不需要浆料烧穿与多晶硅接触，因此可以采用非烧穿型的浆料如铝浆代替银浆，从而降低成本。
[0013]现有技术中还没有在晶硅电池中采用TCO薄膜，是因为一般的TCO薄膜虽然具有良好的光学性能和电学性能，但钝化能力较差，所以一般用于异质结或薄膜电池，因为该类型电池中非晶硅的钝化性能远远高于晶硅电池，但吸光严重，导致电流偏低，所以需要透明导电薄膜增强光学吸收和电学输运能力，从而提升电流。而晶硅电池本身钝化性能相对该类型电池略微差一些，但光学吸收较好，所以需要的是良好的钝化性能和电学输运能力，本专利技术中创造性的发现TCO薄膜氢化后，可以增加TCO薄膜的钝化能力，因此本专利技术采用了氢化TCO薄膜，增强其钝化性能(相较于一般TCO薄膜，即非氢化TCO薄膜)，从而使得TCO薄膜满足晶硅电池对钝化的要求，同时其良好的电学性能，又降低了对浆料烧穿性的要求。
[0014]进一步的，所述衬底为N型衬底或者P型衬底，
[0015]进一步的，所述扩散层为p+层或n+层，
[0016]当扩散层为p+层时，钝化层为氧化硅/氧化铝/氮化硅叠层，掺杂多晶硅层为n+多晶硅层，
[0017]当扩散层为n+时，钝化层为氧化硅/氮化硅叠层，掺杂多晶硅层为p+多晶硅层。
[0018]电池结构上的的选择：如:1)p+/p-Si/SiOx/n+poly和n+/n-Si/SiOx//p+poly结构，这两种就是pn结在背面的电池结构；
[0019]2)p+/n-Si/SiOx/n+poly和n+/p-Si/SiOx//p+poly结构，这两种就是pn结在正面的电池结构；
[0020]而当正面扩散层为p+时可选择氧化硅/氧化铝/氮化硅叠层作为钝化层，而正面扩散层为n+是不能选择氧化铝作为钝化层之一，因为n+扩散一般采用5价元素，而铝是3价元素，当铝元素因为烧结进入扩散层后，两者会相互补偿，降低电子浓度，从而导致少子寿命降低，最终影响电池效率。
[0021]进一步的，所述氢化透明导电薄膜选用AZO:H，IO:H，IWO:H，FTO:H中的一种。
[0022]进一步的，所述上电极选用银浆或银铝浆，下电极选用铝浆，由于采用氢化TCO薄膜代替多晶硅表面的钝化层，TCO薄膜具有良好的电学性能，可以和浆料形成良好的欧姆接触，不需要浆料烧穿与多晶硅接触，因此可以采用非烧穿型的浆料如铝浆代替银浆，从而降低成本，同时节约了银资源。
[0023]本专利技术的另一个目的是：提供一种低成本的高效太阳能电池的制备方法，该制备方法具有工艺简单，生产成本低的优点。
[0024]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：
[0025]一种低成本的高效太阳能电池制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0026]制绒：将衬底制绒，形成具有陷光作用的绒面结构；
[0027]扩散：在衬底的上表面形成扩散层；
[0028]刻蚀：去除衬底下表面的pn结；
[0029]氧化：在衬底的下表面形成氧化硅层；
[0030]沉积掺杂多晶硅：在氧化硅层下表面形成掺杂的非晶硅，然后在高温工艺下对掺杂非晶硅进行晶化、激活掺杂原子，形成掺杂的多晶硅层；
[0031]去除BSG和PSG；
[0032]沉积钝化层：氧化硅采用热氧化或者PECVD形成，氧化铝采用ALD或者PECVD沉积，氮化硅采用PECVD沉积；
[0033]沉积氢化透明导电薄膜：采用PVD或RPD技术在掺杂多晶硅的外侧氢化透明导电薄膜；
[0034]形成上下电极。
[0035]进一步的，所述氧化硅层采用LPCVD、热氧化或者湿法氧化形成，氧化硅层厚度为0.5-3nm。
[0036]进一步的，所述掺杂的非晶硅采用LPCVD或PECVD方式，多晶硅层的形成温度为600-1000℃，厚度为30-200nm。
[0037]进一步的，所述氢化透明导电薄膜为AZO:H，IO:H，IWO:H，FTO:H中的一种，厚度为
30～150nm；
[0038]进一步的，所述上下电极采用丝网印刷和烧结形成，在氢化透明导电薄膜一侧印刷铝浆，在钝化层一侧印刷银浆或银铝浆，经过700-850℃烧结形成电极接触。
[0039]采用本专利技术的技术方案的有益效果是：
[0040]本专利技术中通过氢化TCO薄膜代替多晶硅表面的钝化层，由于TCO薄膜具有良好的电学性能，可以和浆料形成良好的欧姆接触，不需要浆料烧穿与多晶硅接触，因此可以采用非烧穿型的浆料如铝浆代替银浆，从而降低成本。
[0041]本专利技术中的太阳能电池具有高效性主要是因为：1、氢化透明氧化薄膜保证了钝化作用，2、同时透明氧化薄膜导电性好，所以不需要烧穿性浆料，浆料不烧穿薄膜和多晶硅，减少了烧穿性浆料烧穿钝化膜和多晶硅导致的部分金属区的钝化损失。
附图说明
[0042]图1为本专利技术中的太阳能电池的结构示意图。
[0043]图中：1衬底，2扩散层，3钝化层，4氧化硅层，5掺杂多晶硅层，6氢化透明导电薄膜，7上电极，8下电极。
具体实施方式
[0044]现在结合具体实施例和附图对本专利技术作进一步详细的说明。下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本专利技术，但是这些实施例不是对本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本的高效太阳能电池，其特征在于：包括衬底，位于衬底上表面的扩散层，位于扩散层上表面的钝化层，位于衬底下表面的氧化硅层，位于氧化硅层下表面的掺杂多晶硅层，位于掺杂多晶硅层下表面的氢化透明导电薄膜，以及位于钝化层上表面的上电极和位于氢化透明导电薄膜下表面的下电极。2.根据权利要求1所述的一种低成本的高效太阳能电池，其特征在于：所述衬底为N型衬底或者P型衬底。3.根据权利要求1所述的一种低成本的高效太阳能电池，其特征在于：所述扩散层为p+层或n+层，当扩散层为p+层时，钝化层为氧化硅/氧化铝/氮化硅叠层，掺杂多晶硅层为n+多晶硅层，当扩散层为n+时，钝化层为氧化硅/氮化硅叠层，掺杂多晶硅层为p+多晶硅层。4.根据权利要求1所述的一种低成本的高效太阳能电池，其特征在于：所述氢化透明导电薄膜选用AZO:H，IO:H，IWO:H，FTO:H中的一种。5.根据权利要求1所述的一种低成本的高效太阳能电池，其特征在于：所述上电极选用银浆或银铝浆，下电极选用铝浆。6.一种低成本的高效太阳能电池制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：制绒：将衬底制绒，形成具有陷光作用的绒面结构；扩散：在衬底的上表面形成扩散层；刻蚀：去除衬底下表面的pn结；氧化：在衬底的下表面形成氧化硅层；沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡玉婷，万义茂，袁声召，于元元，杨斌，庄宇峰，张文超，
申请(专利权)人：东方日升新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：