一种异质结电池及其制备方法技术

本申请提出一种异质结电池及其制备方法，其中异质结电池包括晶体硅、在晶体硅的两侧设置的本征非晶硅层、微晶硅层，以及，至少一面具有包括第一导电层和第二导电层的复合导电层，所述第一导电层设置于所述第二导电层和所述微晶硅层之间，所述第一导电层的晶粒尺寸大于所述第二导电层的晶粒尺寸。本申请提供的具有复合导电层的异质结电池，在常规导电层和微晶硅层之间设置一具有大尺寸晶粒的第一导电层，保证了与微晶硅层在晶粒尺度上的匹配度，同时也对于第二导电层载流子迁移率有一定提升，改善了界面的接触，提高了复合导电层的电学和光学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种异质结电池及其制备方法
本申请属于太阳能电池制造
，具体涉及一种异质结电池及其制备方法。
技术介绍
现在异质结电池的结构通常如图1所示，包含以下几部分：栅线150，透明导电层140，n型非晶硅层120，本征非晶硅层110，晶体硅100，p型非晶硅层130。在异质结电池中，透明导电氧化物(TransparentConductiveOxide，简称TCO)作为构成透明导电层140的主要物质，既要求保证其良好的光学透过性，同时也要满足低电阻率的要求。现今提高太阳能电池效率仍为关键点，而非晶硅层120/130与透明导电层140的界面处接触严重影响电池的填充因子，因而需要进一步优化透明导电层140与非晶硅层120/130的接触界面，同时也要保证透明导电层140导电性以及光学透过性，这样才能有效提高电池效率，降低成本。
技术实现思路
本申请的目的是提供一种异质结电池及其制备方法，通过优化与微晶硅接触界面处的透明导电层，在保证光学透过性的情况下，改善透明导电层与微晶硅的接触，提升电池的填充因子，同时降低电阻率。为实现上述目的，本申请采用以下技术方案：一种异质结电池，包括晶体硅、在所述晶体硅的两侧设置的本征非晶硅层、微晶硅层，以及，至少一面具有包括第一导电层和第二导电层的复合导电层，所述第一导电层设置于所述第二导电层和所述微晶硅层之间，所述第一导电层的晶粒尺寸大于所述第二导电层的晶粒尺寸。上述异质结电池，作为一种优选实施方式，所述第二导电层的晶粒尺寸为5-10nm，所述第一导电层的晶粒尺寸为10-20nm。上述异质结电池，作为一种优选实施方式，所述第一导电层的厚度小于所述第二导电层的厚度。上述异质结电池，作为一种优选实施方式，所述第一导电层的厚度≤20nm，所述第二导电层的厚度≤70nm。一种异质结电池的制备方法，包括：在晶体硅的两侧形成本征非晶硅层、微晶硅层、以及复合导电层的步骤，其中：形成所述复合导电层的步骤包括：在任一微晶硅层的表面形成第一导电层；在所述第一导电层的表面形成第二导电层；在另一微晶硅层的表面形成另一所述第一导电层；在另一微晶硅层表面形成的所述第一导电层的表面形成另一所述第二导电层；其中：所述第一导电层的晶粒尺寸大于所述第二导电层的晶粒尺寸。上述制备方法，所述第一导电层采用磁控溅射法在具有氢气分压控制的低压强、高氧流量的反应气氛下制备而成；所述第二导电层通过采用磁控溅射法采用磁控溅射法在低压强、高氧流量制备而成。上述制备方法，所述第一导电层制备的反应气氛的工艺气压控制在≤2.0mtorr，氧分压控制在≥0.8％，氢分压控制在1-3％，工艺功率控制在1-4kW。上述制备方法，所述第二导电层制备的反应气氛的工艺气压控制在3-7mtorr，氧分压控制在0.2-0.7％，工艺功率控制在2-7kW。上述制备方法，所述第一导电层的厚度小于所述第二导电层的厚度。上述制备方法，所述第一导电层的厚度≤20nm，所述第二导电层的厚度≤70nm。相比现有技术，本申请的有益效果包括但不限于：1)本申请提供的具有复合导电层的异质结电池，在常规导电层和微晶硅层之间设置一具有大尺寸晶粒的过渡导电层(即第一导电层)，保证了与微晶硅在晶粒尺度上的匹配度，同时也对于透明导电层(即第二导电层)载流子迁移率有一定提升，改善了界面的接触，提高了复合导电层的电学和光学性能；2)本申请提供的具有复合导电层的异质结电池的制备方法，在微晶硅层上首先采用低压强高氧含量的工艺气氛下溅射沉积大尺寸晶粒的第一导电层，保证了与微晶硅在晶粒尺度上的匹配度，然后在高压强低氧含量的工艺气氛下溅射沉积常规导电层，改善了界面的接触，提高了复合导电层的电学和光学性能。附图说明图1为现有异质结电池的结构示意图；图2为本申请实施例提供的异质结电池的结构示意图；图3为本申请实施例提供的异质结电池的复合导电层的制备流程图。附图说明如下：图1标记：晶体硅-100，本征非晶硅层-110，n型非晶硅层-120，栅线-150，p型非晶硅层-130，透明导电层-140；图2标记：晶体硅-200，本征非晶硅层-210，n型微晶硅层-220，栅线-260，p型微晶硅层-230，第一导电层-240，第二导电层-250。具体实施方式现在异质结电池的结构通常如图1所示，包含以下几部分：栅线150，透明导电层140，n型非晶硅层120，本征非晶硅层110，晶体硅100，p型非晶硅层130。制备方法通常是：一般以晶体硅100为衬底，正面依次沉积本征非晶硅层110、n型非晶硅层120，背面依次沉积本征非晶硅层110、p型非晶硅层130，然后正反两面沉积透明导电层140；最后在透明导电层140上制备金属电极即丝印栅线150并固化。作为透明导电层140，既要求保证其良好的光学透过性，同时也要满足低电阻率的要求。然而微晶硅层与透明导电层140的界面处接触严重影响电池的填充因子，为提高太阳能电池效率，需要进一步优化透明导电层140与非晶硅层的接触界面，同时也要保证透明导电层140的导电性以及光学透过性。为此，本申请提供一种异质结电池及其制备方法。以下结合附图和实施例，来说明本申请的具体实施方式，目的在于更好地理解本申请，但并不限定本申请。参照图2，一种异质结电池，包括晶体硅200、在晶体硅200的两侧设置的本征非晶硅层210、微晶硅层，以及，至少一面具有由第一导电层240和第二导电层250组成的复合导电层，所述第一导电层240设置于所述第二导电层250和微晶硅层之间，所述第一导电层240的晶粒尺寸大于所述第二导电层250的晶粒尺寸。换言之，上述异质结电池中，第一导电层240为一过渡的薄层，该过渡导电层设置于第二导电层250和微晶硅层之间，过渡导电层的晶粒尺寸大于第二导电层250的晶粒尺寸。第二导电层250可以为常规导电层，过渡导电层的晶粒尺寸比常规导电层的晶粒尺寸大，与微晶硅层的接触更加匹配，改善了微晶硅层与透明导电层(即第二导电层)间的接触面,保证了透明导电层与微晶硅层在晶粒尺度上的匹配度，增加了晶化率，提高晶粒的数量，导电性有所提高。本实施例中首先在n型微晶硅层220的表面形成第一导电层240，所述第一导电层240通过采用磁控溅射法在低压强、高氧流量的反应气氛下制备而成；更优选地，工艺气压控制在≤2.0mtorr(比如1.8mtorr、1.5mtorr、1.2mtorr、1.0mtorr、0.8mtorr、0.5mtorr等)，氧分压控制在≥0.8％(比如1.0％、1.2％、1.5％、1.8％、2.0％等)，氢分压控制在1-3％(比如1.2％、1.5％、1.8％、2.0％、2.2％、2.5％、2.8％等)，工艺功率1-4kW(比如1.2kW、1.5kW、2.0kW、2.5kW、3.0kW、3.5kW、3.8kW等)，即在工艺功率1-4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异质结电池，包括晶体硅，其特征在于，还包括在所述晶体硅的两侧设置的本征非晶硅层、微晶硅层，以及，至少一面具有包括第一导电层和第二导电层的复合导电层，所述第一导电层设置于所述第二导电层和所述微晶硅层之间，所述第一导电层的晶粒尺寸大于所述第二导电层的晶粒尺寸。/n

【技术特征摘要】
1.一种异质结电池，包括晶体硅，其特征在于，还包括在所述晶体硅的两侧设置的本征非晶硅层、微晶硅层，以及，至少一面具有包括第一导电层和第二导电层的复合导电层，所述第一导电层设置于所述第二导电层和所述微晶硅层之间，所述第一导电层的晶粒尺寸大于所述第二导电层的晶粒尺寸。


2.根据权利要求1所述的异质结电池，其特征在于，所述第二导电层的晶粒尺寸为5-10nm，所述第一导电层的晶粒尺寸为10-20nm。


3.根据权利要求1或2所述的异质结电池，其特征在于，所述第一导电层的厚度小于所述第二导电层的厚度。


4.根据权利要求3所述的异质结电池，其特征在于，所述第一导电层的厚度≤20nm，所述第二导电层的厚度≤70nm。


5.一种异质结电池的制备方法，其特征在于，包括在晶体硅的两侧形成本征非晶硅层、微晶硅层、以及复合导电层的步骤，其中：形成所述复合导电层的步骤包括：
在任一微晶硅层的表面形成第一导电层；
在所述第一导电层的表面形成第二导电层；
在另一微晶硅层的表面形成另一第一导电层；
在所述另一微晶硅层表...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：宣城睿晖宣晟企业管理中心合伙企业有限合伙，
类型：发明
国别省市：安徽;34