一种用于叠层电池的钝化方法、制备方法及叠层电池技术

本发明专利技术提供了一种用于叠层电池的钝化方法、制备方法及叠层电池，所述的叠层电池包括依次层叠的底电池、复合层和顶电池，所述的钝化方法包括：在制备复合层前，将底电池表面的发射极暴露于含有氢离子的气氛中，对发射极进行氢钝化处理。本发明专利技术将待处理的发射极面放置于充满H

【技术实现步骤摘要】
一种用于叠层电池的钝化方法、制备方法及叠层电池


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，涉及一种用于叠层电池的钝化方法、制备方法及叠层电池。

技术介绍

[0002]由于太阳能光伏发电具有安全可靠、受地域限制因素较少、可方便与建筑物相结合等优势而得到快速发展。若使之能应用于大规模的发电，需降低生产成本，同时提高太阳电池的光电转换效率。硅异质结电池由于其高效低价、低温制备、开压高、稳定性好等优点，发展迅速，吸收光谱广(300～1200nm)，但因为其对短波段、高能量光吸收利用率低而限制效率。而钙钛矿太阳电池由于其低成本、高效率、低耗能等优点在近几年发展迅速，尤其对短波段、高能量光吸收利用率相当高，但由于仅对300～800nm的光进行吸收利用，限制了其电流，影响效率。
[0003]近几年，钙钛矿
‑
硅基叠层电池研究进展迅速，目前单节钙钛矿
‑
硅基叠层电池最高效率已突破29％。在硅基电池中，由于硅基底表面大量悬挂键及内部缺陷的存在，因此需要H
+
或含H的膜去钝化硅基表面及体内缺陷，如氧化铝、氮化硅、多晶硅等钝化膜。然而在钙钛矿
‑
硅基叠层电池中，由于这些钝化膜或无法导电、或具有强吸光性，因此无法应用于钙钛矿
‑
硅基界面处，导致在常规的钙钛矿
‑
硅基叠层电池接触界面处会存在大量的复合缺陷。
[0004]CN112736200A公开了一种叠层电池及其制备方法和应用，该叠层电池以钙钛矿太阳能电池作为顶电池，多晶硅电池作为底电池，通过复合层串联顶电池和底电池；该叠层电池由上至下依次包括：正面金属栅线电极、增透薄膜层、透明导电薄膜层、中间保护层、电子传输层、钝化层、钙钛矿吸收层、分子铁电层、钙钛矿空穴传输层、复合层、多晶硅电池和背电极。
[0005]CN110649111A公开了一种叠层式太阳能电池，包括从上至下依次层叠设置的减反层、上电池、界面层、下电池及下电极，所述减反层的上表面等间距地开设有至少3个槽体，每个所述槽体中均电连接有前电极，所述上电池中含有钛矿结构材料。该专利技术由于其层叠式结构设计可以获得更高的开路电压，并且上、下电池分别吸收不同波长范围的太阳光，能够最大程度地提高太阳光的利用率，提升短路电池，因此可以获得更高的光电转换效率。
[0006]CN110867516A公开了一种新型基于钙钛矿和晶硅背钝化叠层太阳电池及其制造方法，包括底层电池和顶层电池，上电极固定连接在顶层电池上，所述底层电池和顶层电池之间设有中间层，所述底层电池为晶硅背钝化电池，所述中间层为透明导电薄膜，所述顶层电池为钙钛矿电池。
[0007]目前现有常规技术方案中，钙钛矿
‑
晶硅界面处无法沉积晶硅电池中的常规钝化膜，发射极与钙钛矿复合层的直接接触，导致界面处存在大量复合缺陷，严重影响电池的电流及填充因子。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于叠层电池的钝化方法、制备方法及叠层电池，将待处理的发射极面放置于充满H
+
的气氛中，以钝化发射极表面悬挂键，降低载流子表面复合，从而提高了叠层电池的电流及填充因子。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供了一种用于叠层电池的钝化方法，所述的叠层电池包括依次层叠的底电池、复合层和顶电池，所述的钝化方法包括：
[0011]在制备复合层前，将底电池表面的发射极暴露于含有氢离子的气氛中，对发射极进行氢钝化处理。
[0012]本专利技术提供了一种用于叠层电池的钝化方法，叠层电池的常规制备方法是：首先制备底电池，随后在底电池的发射极表面依次制备复合层和顶电池，本专利技术在制备复合层前，对底电池表面的发射极进行了钝化处理，将待处理的发射极面放置于充满H
+
的气氛中，以钝化发射极表面悬挂键，降低载流子表面复合，从而提高了叠层电池的电流及填充因子。
[0013]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的氢钝化处理采用化学气相沉积法、溶液旋涂法或覆盖法。
[0014]第二方面，本专利技术提供了一种叠层电池的制备方法，所述的制备方法包括：
[0015]在硅基底正面制备发射极，对底电池的发射极表面进行氢钝化处理，在氢钝化处理后的发射极表面依次制备复合层和顶电池，其中，所述的氢钝化处理采用第一方面所述的钝化方法。
[0016]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的制备方法具体包括：
[0017](Ⅰ)在硅基底正面制备发射极，在硅基底背面依次制备背面隧穿层、背面掺杂多晶硅层、背面钝化层和背面金属电极，得到底电池；
[0018](Ⅱ)对底电池的发射极表面进行氢钝化处理，在氢钝化处理后的发射极表面制备复合层；
[0019](Ⅲ)在复合层表面依次制备空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、电极缓冲层、透明电极和金属电极，得到所述的叠层电池。
[0020]作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤(Ⅰ)中，所述的硅基底为p型硅基底或n型硅基底。
[0021]优选地，所述的硅基底采用p型硅基底时，所述的背面掺杂多晶硅层为背面p型掺杂多晶硅层。
[0022]优选地，所述的硅基底采用n型硅基底时，所述的背面掺杂多晶硅层为背面n型掺杂多晶硅层。
[0023]作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤(Ⅰ)中，所述的背面隧穿层采用化学气相沉积法、物理气相沉积法或水热法制备得到。
[0024]优选地，所述的背面隧穿层的厚度为0.5～3nm，例如可以是0.5nm、1nm、1.5nm、2nm、2.5nm或3nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤(Ⅰ)中，所述的背面掺杂多晶硅层采用原位掺杂法或采用如下方法制备得到：
[0026]在背面隧穿层表面制备本征非晶硅层，经掺杂源扩散处理形成掺杂非晶硅层，经
高温激活处理后，掺杂非晶硅层转变为背面掺杂多晶硅层。
[0027]优选地，所述的背面掺杂多晶硅层的厚度为40～450nm，例如可以是40nm、50nm、100nm、150nm、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm或450nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0028]作为本专利技术一种优选的技术方案，步骤(Ⅰ)中，所述的背面钝化层的材料包括SiO2、SiN
x
、AlO
x
或SiO
x
N
y
中的一种或至少两种的组合。
[0029]优选地，所述的发射极的方阻为80～250Ω/
□
，例如可以是80Ω/
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、90Ω/
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、100Ω/
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、110Ω/
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、120Ω/
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于叠层电池的钝化方法，所述的叠层电池包括依次层叠的底电池、复合层和顶电池，其特征在于，所述的钝化方法包括：在制备复合层前，将底电池表面的发射极暴露于含有氢离子的气氛中，对发射极进行氢钝化处理。2.根据权利要求1所述的钝化方法，其特征在于，所述的氢钝化处理采用化学气相沉积法、溶液旋涂法或覆盖法。3.一种叠层电池的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括：在硅基底正面制备发射极，对底电池的发射极表面进行氢钝化处理，在氢钝化处理后的发射极表面依次制备复合层和顶电池，其中，所述的氢钝化处理采用权利要求1或2所述的钝化方法。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括：(Ⅰ)在硅基底正面制备发射极，在硅基底背面依次制备背面隧穿层、背面掺杂多晶硅层、背面钝化层和背面金属电极，得到底电池；(Ⅱ)对底电池的发射极表面进行氢钝化处理，在氢钝化处理后的发射极表面制备复合层；(Ⅲ)在复合层表面依次制备空穴传输层、钙钛矿层、电子传输层、电极缓冲层、透明电极和金属电极，得到所述的叠层电池。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的硅基底为p型硅基底或n型硅基底；优选地，所述的硅基底采用p型硅基底时，所述的背面掺杂多晶硅层为背面p型掺杂多晶硅层；优选地，所述的硅基底采用n型硅基底时，所述的背面掺杂多晶硅层为背面n型掺杂多晶硅层。6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，步骤(Ⅰ)中，所述的背面隧穿层采用化学气相沉积法、物理气相沉积法或水热法制备得...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艺绮，夏锐，王尧，刘成法，张学玲，陈达明，陈奕峰，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：