一种高光电转换效率的HJT电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高光电转换效率的HJT电池，属于太阳能电池技术领域。本实用新型专利技术的HJT电池包括N型晶体硅片，所述N型晶体硅片的正面依次设置第二本征非晶硅层、第二SiO2层、第二C掺杂SiO2层、非晶硅掺杂N型层、第二TCO导电层和第二电极；所述N型晶体硅片的背面依次设置第一本征非晶硅层、第一SiO2层、第一C掺杂SiO2层、非晶硅掺杂P型层、第一TCO导电层和第一电极，非晶硅掺杂P型层包括轻掺B非晶硅层和重掺B非晶硅层。本实用新型专利技术制备而成的异质结太阳电池，光电转换效率可提高至24.3％以上，短路电流和开路电压提升明显，可以有效提高硅异质结太阳能电池的光电转换效率。高硅异质结太阳能电池的光电转换效率。高硅异质结太阳能电池的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高光电转换效率的HJT电池


[0001]本技术涉及太阳能电池
，更具体地说，涉及一种高光电转换效率的HJT电池。

技术介绍

[0002]目前市场主流电池产品为P型的单晶PERC电池，P型PERC电池的效率已经到了上限。但随着市场的需求，行业的技术不断发展，N型晶硅太阳电池技术近年来受到越来越多的关注，主要有钝化发射极背表面全扩散电池(n
‑
PERT)、隧道氧化物钝化接触电池(TOPCon)和异质结电池(HJT)，N型晶硅太阳能电池使晶硅太阳能电池的转换效率得到进一步的突破提升。
[0003]HJT电池以价格低廉的非晶硅作为发射层，其发射层是掺杂非晶硅材料，在对单晶硅进行沉积制备时，只需要200℃左右即可满足制备温度要求，而低温工艺也保证了单晶硅衬底的界面损伤更低，且本征层的存在使界面钝化性能更好。异质结太阳能电池由于异质结构的大禁带宽度而保持高效率的核心优势，但目前仍存在一些技术难点问题需要克服，如非晶硅层的钝化特性，载流子在结构层的传输特性，这些都会影响HJT异质结电池的光电转化效率。因此，如何研究提高光的高转化率的异质结电池的制备方法，是目前本领域技术人员面临的亟需解决的问题。
[0004]现有HJT电池的结构是在N型单晶硅双面做一层非晶硅本征层和掺杂层。非晶硅本征层主要是钝化晶体硅表面缺陷，减少表面缺陷态，从而降低载流子复合。非晶硅掺杂层主要是与晶硅形成PIN结和场效应钝化层。但是现有技术采用B2H6气体掺杂完成非晶硅掺杂层p 型层，通过B2H6气体掺杂形成的非晶硅掺杂层p型层热稳定性差，B原子容易扩散进入非晶硅本征层，影响本征层的钝化效果，导致太阳能电池的开路电压低，进而导致太阳能电池的转换效率低；另外通过B2H6气体掺杂形成的非晶硅掺杂层p型层的禁带宽度低，会吸收更多的太阳光，长波段的光学损失增加，导致太阳能电池的短路电流低，导致太阳能电池的整体转换效率偏低。
[0005]经检索，中国专利号ZL 201811472120.6，专利名称为：晶硅异质结太阳能电池的发射极结构及其制备方法；该申请案包括N型晶体硅片，在N型晶体硅片的正面和背面均设有非晶硅本征层，非晶硅本征层的外侧均设有TCO导电膜，所述TCO导电膜的外侧设有若干Ag 电极，所述N型晶体硅片的其中一面的非晶硅本征层和TCO导电膜之间设有非晶硅掺杂层N 层，另一面的非晶硅本征层和TCO导电膜之间设有TMB掺杂层、B2H6掺杂层。该申请案采用TMB气体进行掺杂，防止了掺杂原子B向非晶硅本征层扩散，提升开路电压；TMB气体禁带宽度大，光能够更有效地通过掺杂层，提升短路电流；接近TCO一侧采用B2H6气体进行掺杂，掺杂层的导电性能更好；提升HJT太阳能电池的光电转换效率。该申请案虽然采用轻掺杂B层靠近非晶硅本征层，但是仍然会有一部分B原子向非晶硅本征层扩散，会影响非晶硅本征层的膜层质量，对开路电压仍然有一定程度上的降低影响。

技术实现思路

[0006]1.专利技术要解决的技术问题
[0007]为克服上述现有技术的不足，本技术提供了一种高光电转换效率的HJT电池；本技术以氢化非晶氧化硅薄膜为本征钝化层、双扩散B掺杂p型层，制备而成的异质结太阳电池，光电转换效率可提高至24.3％以上，短路电流和开路电压提升明显，可以有效提高硅异质结太阳能电池的光电转换效率。
[0008]2.技术方案
[0009]为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：
[0010]本技术的一种高光电转换效率的HJT电池，包括N型晶体硅片，所述N型晶体硅片的正面依次设置第二本征非晶硅层、第二SiO2层、第二C掺杂SiO2层、非晶硅掺杂N型层、第二TCO导电层和第二电极；
[0011]所述N型晶体硅片的背面依次设置第一本征非晶硅层、第一SiO2层、第一C掺杂SiO2层、非晶硅掺杂P型层、第一TCO导电层和第一电极。
[0012]更进一步地，所述的本征非晶硅层为氢化本征非晶硅薄膜层。
[0013]更进一步地，所述的本征非晶硅层或氢化本征非晶硅薄膜层的厚度为3
‑
10nm。
[0014]更进一步地，所述的SiO2层和C掺杂SiO2层的厚度均为1
‑
5nm。
[0015]更进一步地，所述的非晶硅掺杂P型层的厚度为10
‑
30nm；该非晶硅掺杂P型层包括轻掺B非晶硅层和重掺B非晶硅层，轻掺B非晶硅层靠近第一C掺杂SiO2层，重掺B非晶硅层靠近第一TCO导电层。
[0016]更进一步地，所述的轻掺B非晶硅层由TMB气体掺杂形成，厚度为1
‑
20nm，禁带宽度为1.7
‑
1.8eV。
[0017]更进一步地，所述的重掺B非晶硅层由B2H6气体掺杂形成，厚度为1
‑
20nm，禁带宽度为1.4
‑
1.6eV。
[0018]更进一步地，所述的非晶硅掺杂N型层的厚度为10
‑
30nm；该非晶硅掺杂N型层包括轻掺P非晶硅层和重掺P非晶硅层，轻掺P非晶硅层靠近第二C掺杂SiO2层，重掺P非晶硅层靠近第二TCO导电层；所述轻掺P非晶硅层的厚度为1
‑
20nm，重掺P非晶硅层的厚度为1
‑
20nm。重掺P非晶硅层可以是等离子体化学气相沉积制备，也可以是液态磷源涂覆在轻掺 P非晶硅层上，采用激光加热固化的方式形成。
[0019]本技术的一种高光电转换效率的HJT电池的制备方法，包括以下步骤：
[0020]步骤一、对N型晶体硅片进行制绒、清洗处理；
[0021]步骤二、通过等离子体增强化学气相沉积法在N型晶体硅片两面形成本征非晶硅层或氢化本征非晶硅薄膜层；
[0022]步骤三、采用等离子体增强化学气相沉积制备SiO2层和C掺杂SiO2层；
[0023]步骤四、使用等离子体增强化学气相沉积制备非晶硅掺杂N型层、非晶硅掺杂P型层；非晶硅掺杂N型层包括轻掺P非晶硅层(即轻掺P原子的N型非晶硅层)和重掺P非晶硅层(即重掺P原子的N型非晶硅层)，非晶硅掺杂P型层包括采用TMB气体掺杂形成的轻掺B 原子的P型非晶硅层和采用B2H6气体掺杂形成的重掺B原子的P型非晶硅层。
[0024]步骤五、使用反应离子沉积或溅射的方法沉积TCO导电层；
[0025]步骤六、通过丝网印刷形成正背面Ag电极，固化正背面Ag电极，使之与TCO导电膜
之间形成良好的欧姆接触。
[0026]更进一步地，步骤四中，掺杂层的沉积过程是：在真空室的本底真空达到5
×
10
‑4Pa后，在硅片衬底温度100
‑
300℃条件下，以H2、SiH4、以及掺杂的TMB、B2H6、PH3为反应气体，沉积气压为10
‑
300Pa，生长非晶硅掺杂N型层、非晶硅掺杂P型层。
[0027]更进一步地，步骤五中，掺杂层的沉积过程是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高光电转换效率的HJT电池，包括N型晶体硅片(1)，其特征在于：所述N型晶体硅片(1)的正面依次设置第二本征非晶硅层(301)、第二SiO2层(302)、第二C掺杂SiO2层(303)、非晶硅掺杂N型层、第二TCO导电层(7)和第二电极(9)；所述N型晶体硅片(1)的背面依次设置第一本征非晶硅层(201)、第一SiO2层(202)、第一C掺杂SiO2层(203)、非晶硅掺杂P型层、第一TCO导电层(6)和第一电极(8)。2.根据权利要求1所述的一种高光电转换效率的HJT电池，其特征在于：所述的本征非晶硅层为氢化本征非晶硅薄膜层。3.根据权利要求2所述的一种高光电转换效率的HJT电池，其特征在于：所述的本征非晶硅层或氢化本征非晶硅薄膜层的厚度为3
‑
10nm。4.根据权利要求3所述的一种高光电转换效率的HJT电池，其特征在于：所述的SiO2层和C掺杂SiO2层的厚度均为1
‑
5nm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的一种高光电转换效率的HJT电池，其特征在于：所述的非晶硅掺杂P型层的厚度为10
‑
30nm；该非晶硅掺杂P型层包括轻掺B非晶硅层(401)和重掺B非晶硅层(402)，轻掺B非晶硅层(401)靠近第一C掺杂SiO2层(203)，重掺B非晶硅层(402)靠近第一TCO导电层(6)。6.根据权利要求5所述的一种高光电转换效率的HJT电池，其特征在于：所述的轻掺B非晶硅层(401)由TMB气体掺杂形成，厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锦乐，肖俊峰，
申请(专利权)人：通威太阳能成都有限公司，
类型：新型
国别省市：