一种太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种太阳能电池及其制备方法，所述太阳能电池的钝化层为透明导电层，所述透明导电层包括依次层叠设置的致密导电层和介孔导电层，所述介孔导电层与电极接触。本发明专利技术通过将钝化层替换为了依次层叠设置的致密导电层和介孔导电层，并且介孔导电层与电极接触，保证电子的传输，并且能够优化金属

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于电池
，尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]TOPCon太阳能电池(隧穿氧化层钝化接触，Tunnel Oxide Passivated Contact)是一种使用超薄氧化层作为钝化层结构的太阳电池。在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，该结构为硅片的背面提供了良好的表面钝化，超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合，进而电子在多晶硅层横向传输被金属收集，从而极大地降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流。
[0003]在TOPCon电池结构中，电池背面SiN
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钝化层无法进行导电，在印刷电极时需要使得浆料烧穿SiN
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钝化层，使电极与底部多晶硅层接触而进行电子的传输，在这过程中会造成多晶硅层的破坏，进一步地，导致金属
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非金属接触区域钝化效果差，缺陷复合增加。
[0004]CN111106183A公开了一种利用管式PECVD制备背面全钝化接触太阳电池的方法及背面全钝化接触太阳电池，该方法包括以下步骤：对硅片进行预清洗、双面制绒、正面硼扩散、正面激光选择性掺杂、二次清洗、背面抛光；利用管式PECVD设备背面沉积二氧化硅薄膜层、磷掺杂非晶碳化硅薄膜层，并进行退火处理，使非晶碳化硅转变为微晶碳化硅；沉积Al2O3钝化层和减反射层；丝网印刷和烧结，得到背面全钝化接触太阳电池。该方法具有工艺简单、操作方便、成本低廉、与现有产线兼容好、制备可控性好、制备效率高、安全性好等优点，能够制备高效率的背面全钝化接触太阳电池，且适合于大规模制备，利于工业化应用，有着很高的使用价值和很好的应用前景。
[0005]CN112670352A公开了提供一种应用于接触钝化电池的钝化结构及其制备方法，包括N型衬底、设于所述N型衬底正面的两个正电极和设于所述N型衬底背面的两个负电极，所述N型衬底的背面设有SiO2层，所述SiO2层上设有掺杂多晶SiO
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N
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层。该方案通过用掺杂多晶氮氧化硅层替代多晶硅层，在保证接触电阻变化不大的基础上，通过适当条件的掺杂和退火，以降低接触钝化层的光吸收，提高接触钝化类型电池的效率。
[0006]现有TOPCon电池结构存在制备方法复杂、金属
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非金属接触存在缺陷和结构复杂等问题，因此，如何在保证TOPCon电池结构具有结构简单和便于制备，而且能够优化金属
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非金属接触区域缺陷复合，增大电极在结构中的接触面积，增强电极的牢固性能，成为目前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0007]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太阳能电池及其制备方法，通过将钝化层替换为了依次层叠设置的致密导电层和介孔导电层，并且介孔导电层与电极接触，保证电子的传输，并且能够优化金属
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非金属接触区域缺陷复合，增大电极在结构中的接触面积，具有结构简单、易于工业化生产和结构稳定等特点。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池的钝化层为透明导电层，所述透明导电层包括依次层叠设置的致密导电层和介孔导电层，所述介孔导电层与电极接触。
[0010]本专利技术通过利用层叠设置的致密导电层和介孔导电层代替太阳能电池中的钝化层，致密导电层与多晶硅层一侧接触，介孔导电层与电极接触，本专利技术能够有效阻挡浆料对底部多晶硅层腐蚀的同时，致密导电层能够与多晶硅层形成良好接触，利于电子的传输，介孔导电层能够允许印刷的电极浆料渗入，使得金属电极与介孔导电层形成更大面积且更牢固的接触。进一步地，由于多晶硅层钝化作用是通过高温推进H
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向硅内进入，但同时一部分H
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会向外逸出，而致密导电层恰好能够有效抑制大部分H
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向外扩散，提高多晶硅层的钝化性。
[0011]目前，虽然已有使用透明导电层替代SiN
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的结构，以隔绝浆料与多晶硅层接触。但是这种整面沉积透明导电层的方法，由于电极浆料印刷时只能接触于透明导电层表面，与正常结构相比，电极在具有透明导电层的结构中接触面积减少，将会影响后期组件焊接时电极的抗拉力。
[0012]需要说明的是，本专利技术中的介孔导电层代表的是具有多孔结构或表面遍布通孔的介孔导电层，即在印刷电极浆料时，电极浆料能够进入孔道结构内，从而提高金属电极的接触稳定性；对于致密导电层，即不具备孔道结构。
[0013]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述介孔导电层呈栅线结构或完全覆盖结构。
[0014]需要说明的是，本专利技术中完全覆盖结构，即介孔导电层完全覆盖致密导电层的结构。
[0015]优选地，所述介孔导电层呈栅线结构，所述介孔导电层的栅线结构与相邻电极的栅线结构相同。
[0016]示例性地，提供一种介孔导电层的栅线结构的制备方法，所述制备方法采用掩膜板覆盖紧贴于待沉积样品上方，遮盖非沉积区域，而待沉积区域暴露于喷涂环境中，之后进行上述喷涂步骤即可。
[0017]本专利技术中栅线结构的介孔导电层能够在减少入射光损失的前提下，利用透明导电层纵向传输载流子功能，保证载流子的有效传输的同时，还可以避免金属电极与多晶硅直接接触而造成的缺陷复合。
[0018]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述太阳能电池的背面钝化层为透明导电层，所述透明导电层为依次层叠设置的致密导电层和介孔导电层。
[0019]优选地，所述太阳能电池的衬底背面依次层叠设置有隧穿层、多晶硅层、致密导电层、介孔导电层和背面电极。
[0020]优选地，所述太阳能电池的衬底正面依次层叠设置有发射极层、正面钝化层和正面电极。
[0021]需要说明的是，本专利技术对衬底、隧穿层、多晶硅层、背面电极、发射极层、正面钝化层的材质不做具体要求和特殊限定，其材质选择不是本专利技术的创新点，本领域技术人员可根据设计要求合理选择衬底、隧穿层、多晶硅层、背面电极、发射极层、正面钝化层的材质。
[0022]作为本专利技术的一个优选技术方案，所述致密导电层包括TiO2层、ZrO2层、Nb2O5层、
硼掺杂ZnO层、铝掺杂ZnO层、IZO层、IWO层、ITO层、FTO层、SnO2层、Y2O3层、MgO层、B2O3层、GeO2层、La2O3层、CeO2层、Nd2O3层、Gd2O3层、Dy2O3层、Er2O3层、Yb2O3层、SrTiO3层、BaTiO3层、PbTiO3层、PbZrO3层或NdAlO3层中的一种或至少两种的组合。
[0023]优选地，所述致密导电层的厚度为10～100nm，例如为10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm。
[0024]本专利技术通过控制致密导电层的厚度为10～100nm，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池的钝化层为透明导电层，所述透明导电层包括依次层叠设置的致密导电层和介孔导电层，所述介孔导电层与电极接触。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述介孔导电层呈栅线结构或完全覆盖结构；优选地，所述介孔导电层呈栅线结构，所述介孔导电层的栅线结构与相邻电极的栅线结构相同，且所述介孔导电层的栅线结构宽度大于电极栅线结构宽度。3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池的背面钝化层为透明导电层，所述透明导电层为依次层叠设置的致密导电层和介孔导电层；优选地，所述太阳能电池的衬底背面依次层叠设置有隧穿层、多晶硅层、致密导电层、介孔导电层和背面电极；优选地，所述太阳能电池的衬底正面依次层叠设置有发射极层、正面钝化层和正面电极。4.根据权利要求1
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3任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述致密导电层包括TiO2层、ZrO2层、Nb2O5层、硼掺杂ZnO层、铝掺杂ZnO层、IZO层、IWO层、ITO层、FTO层、SnO2层、Y2O3层、MgO层、B2O3层、GeO2层、La2O3层、CeO2层、Nd2O3层、Gd2O3层、Dy2O3层、Er2O3层、Yb2O3层、SrTiO3层、BaTiO3层、PbTiO3层、PbZrO3层或NdAlO3层中的一种或至少两种的组合；优选地，所述致密导电层的厚度为10～100nm。5.根据权利要求1
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4任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述介孔导电层包括TiO2层、ZrO2层、Nb2O5层、硼掺杂ZnO层、铝掺杂ZnO层、IZO层、IWO层、ITO层、FTO层、SnO2层、Y2O3层、MgO层、B2O3层、GeO2层、La2O3层、CeO2层、Nd2O3层、Gd2O3层、Dy2O3层、E...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艺绮，张学玲，陈达明，柳伟，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：