一种新型微晶-晶硅叠层异质结电池结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种新型微晶

【技术实现步骤摘要】
一种新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池制造领域，特别涉及一种新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着太阳能电池技术的发展，高效电池的开发越来越受重视。其中用非晶硅本征层(a
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Si:H(i))钝化的硅基异质结太阳电池(HJT电池)是重点的研究方向之一。众所周知，硅基异质结太阳电池不仅有高的转化效率、高的开路电压，而且具有低的温度系数、无光致衰减(LID)、无电致衰减(PID)、低的制备工艺温度等优势。另外硅基异质结电池在保证高转化效率的同时，硅片厚度可减薄至100μm，有效减少了硅料耗量，并可用来制备可弯曲电池组件。
[0003]对于HJT电池而言，非晶硅起到钝化、形成p
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n结的关键作用，对于HJT电池的转换效率起到决定性作用，因此，制备优异的非晶硅薄膜是获得高效HJT电池的关键技术。
[0004]非晶硅具备优异钝化性能，显著提高了HJT的开路电压，这也是HJT电池效率高的关键。非晶硅薄膜在带来优势的同时，也有内在的限制。由于非晶硅薄膜对太阳光的吸收率较高，光透过非晶硅薄膜到达硅基底的比例大幅减小，因而HJT电池对太阳光利用率降低，电池短路电流低于常规PERC电池。这也是限制HJT电池效率进一步提高的主要因素。
[0005]基于此，现有技术确实有待于改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术需解决的技术问题是现有技术中的HJT电池效率不高的问题。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供一种新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构及其制备方法，其采用的技术方案如下：
[0008]根据本专利技术的第一技术方案，提供了一种新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构，包括硅衬底，所述硅衬底的一面依次叠加设置正面本征非晶硅层、正面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层、正面TCO层，所述硅衬底的另一面依次叠加设置背面本征非晶硅层、背面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层、背面TCO层，在所述正面本征非晶硅层和所述正面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层之间设置正面本征微晶硅/纳米晶硅层，和/或在所述背面本征非晶硅层和所述背面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层之间设置背面本征微晶硅/纳米晶硅层。
[0009]上述新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构中，所述正面TCO层厚度为50
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150nm。
[0010]上述新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构中，所述正面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层厚度为2
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20nm。
[0011]上述新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构中，所述正面本征微晶硅/纳米晶硅层厚度为0.1
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500nm。
[0012]上述新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构中，所述正面本征非晶硅层厚度为0.1
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10nm。
[0013]上述新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构中，所述硅衬底厚度为50
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250μm。
[0014]上述新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构中，所述背面TCO层厚度为50
‑
150nm。
[0015]上述新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构中，所述背面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层厚度为3
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30nm。
[0016]上述新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构中，所述背面本征微晶硅/纳米晶硅层厚度为0.1
‑
500nm。
[0017]上述新型微晶
‑
晶硅叠层异质结电池结构中，所述背面本征非晶硅层厚度为0.1
‑
20nm。
[0018]根据本专利技术的第二技术方案，提供了如上所述的新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构的制备方法，包括以下步骤：
[0019]步骤1、对n型厚度为50
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250μm，长宽为166*166mm的单晶硅片进行制绒处理，形成金字塔绒面，去除杂质离子及进行表面清洁；
[0020]步骤2、通过等离子体化学气相沉积制备正背面的双本征非晶硅层，正面本征非晶硅厚度为0.1
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10nm，正面本征微晶硅厚度为0.1
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500nm；背面本征非晶硅厚度为0.1
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20nm；
[0021]步骤3、选取n型非晶硅膜为受光面掺杂层，使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅层，厚度为2
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20nm；
[0022]步骤4、使用等离子体化学气相沉积制备背面p型非晶硅层，厚度为3
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30nm；
[0023]步骤5、使用磁控溅射方法沉积正背面TCO导电膜，厚度50
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150nm；
[0024]步骤6、通过丝网印刷形成正背面银金属电极，主栅宽度为0.1mm，主栅数目为9，正背面银副栅线宽度为50μm，线数为100；
[0025]步骤7、烧结使金属与TCO层之间形成良好的导电接触。
[0026]本专利技术的有益效果是：在HJT电池表面叠加本征微晶硅/纳米晶硅层，本征微晶硅/纳米晶硅层可作为非晶硅薄膜电池的光敏层，将光能转化为电能，同时本征微晶硅/纳米晶硅层透过率高于本征非晶硅层，对于500
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1150nm的光波可以更多的入射到硅衬底。因此，本专利技术可以提高200
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1150光波段的综合利用率，从而提高电池光电转化效率。
附图说明
[0027]图1示出了根据现有技术的一种HJT电池的结构示意图。
[0028]图2示出了根据本专利技术实施例的一种新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构的结构示意图。
[0029]图3示出了根据本专利技术实施例的一种新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构的结构示意图。
[0030]图4示出了根据本专利技术实施例的一种新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构的结构示意图。
[0031]图中，100为硅衬底，200为正面本征非晶硅层，300为正面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层，400为正面TCO层，500为背面本征非晶硅层，600为背面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层，700为背面TCO层，800为正面本征微晶硅/纳米晶硅层，900为背面本征微晶硅/纳米晶硅层。
具体实施方式
[0032]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构，包括硅衬底，所述硅衬底的一面依次叠加设置正面本征非晶硅层、正面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层、正面TCO层，所述硅衬底的另一面依次叠加设置背面本征非晶硅层、背面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层、背面TCO层，其特征在于，在所述正面本征非晶硅层和所述正面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层之间设置正面本征微晶硅/纳米晶硅层，和/或在所述背面本征非晶硅层和所述背面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层之间设置背面本征微晶硅/纳米晶硅层。2.如权利要求1所述的新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构，其特征在于，所述正面TCO层厚度为50
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150nm。3.如权利要求1所述的新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构，其特征在于，所述正面掺杂微晶硅/纳米晶硅/非晶硅层厚度为2
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20nm。4.如权利要求1所述的新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构，其特征在于，所述正面本征微晶硅/纳米晶硅层厚度为0.1
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500nm。5.如权利要求1所述的新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构，其特征在于，所述正面本征非晶硅层厚度为0.1
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10nm。6.如权利要求1所述的新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构，其特征在于，所述硅衬底厚度为50
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250μm。7.如权利要求1所述的新型微晶
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晶硅叠层异质结电池结构，其特征在于，所述背面TCO层厚度为50
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【专利技术属性】
技术研发人员：白焱辉，杨立友，王继磊，黄金，鲍少娟，师海峰，杨文亮，冀杨洲，高英杰，潘国鑫，贾慧君，
申请(专利权)人：晋能清洁能源科技股份公司，
类型：发明
国别省市：