一种硅基异质结太阳电池结构及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硅基异质结太阳电池结构，属于太阳电池结构领域，包括N型单晶硅片、位于N型单晶硅片上表面的N型非晶硅层、位于N型单晶硅片下表面的P型非晶硅层，所述N型非晶硅层上方设有上电极，所述P型非晶硅层下方设有下电极，所述上电极和N型非晶硅层之间设有一层或者多层氮化物薄膜层，所述氮化物薄膜层沉积在所述N型非晶硅层的上表面，所述P型非晶硅层和所述下电极之间设有TCO透明导电薄膜层。本发明专利技术还公开了制备上述硅基异质结太阳电池结构的制备方法。本发明专利技术的优点在于能够提高太阳电池结构的短路电流。太阳电池结构的短路电流。太阳电池结构的短路电流。

【技术实现步骤摘要】
一种硅基异质结太阳电池结构及制备方法


[0001]本专利技术涉及一种硅基异质结太阳电池结构及制备方法，属于太阳电池结构领域。

技术介绍

[0002]目前异质结太阳电池受限于制备成本较高，工艺技术窗口窄等因素还未能实现大规模商业化应用。常规的异质结电池结构存在部分结构缺陷，影响了异质结的效率提升，如在常见的HIT电池结构中，通常的结构，是在单晶硅片的上表面设置的设置非晶硅层，在非晶硅层上设置透明TCO薄膜层，但是由于透明TCO薄膜层本身带一定的透光性，这导致下方的本征非晶硅层及掺杂非晶硅层存在较大的寄生吸收和串联电阻极大地影响了异质结电池的短路电流及填充因子。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种硅基异质结太阳电池结构及制备方法，能够提高太阳电池结构的短路电流。
[0004]解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种硅基异质结太阳电池结构，包括N型单晶硅片、位于N型单晶硅片上表面的N型非晶硅层、位于N型单晶硅片下表面的P型非晶硅层，所述N型非晶硅层上方设有上电极，所述P型非晶硅层下方设有下电极，所述上电极和N 型非晶硅层之间设有一层或者多层氮化物薄膜层，所述氮化物薄膜层沉积在所述N型非晶硅层的上表面，所述P型非晶硅层和所述下电极之间设有TCO透明导电薄膜层。
[0006]采用本专利技术的有益效果：
[0007]首先，因为传统的TCO透明导电薄膜层本身存在透光性和寄生吸收等缺点，这样就降低了短路电流，而本专利技术中，在N型非晶硅层上并没有设置TCO透明导电薄膜层，而是利用沉积的氮化物薄膜层来代替传统的TCO透明导电薄膜层，由于氮化物薄膜层本身的透光性好，主要起减反射作用，可以起到减低对光的反射，让电池尽可能吸收光的目的，且有较低的寄生吸收，钝化性也较好，三种效果配合，共同实现了提高短路电流的效果。
[0008]另外，在异质结太阳电池中，采用TCO透明导电薄膜层本身的成本是相对较高的，而采用氮化物薄膜层来代替传统的TCO透明导电薄膜层，显然可以减少TCO透明导电薄膜的原料使用量，降低异质结太阳电池的制作成本，有利于异质结太阳电池的大规模商业化应用和推广。
[0009]最后，利用本专利技术的结构，可以减少或去除在常见异质结太阳电池中的本征非晶硅层，减小了前表面的本征非晶硅层的寄生吸收，使得电池的串联电阻降低提高了填充因子并提高了短路电流。
[0010]作为优选，所述氮化物薄膜层为SiNx、SiONx、SiCNx中一种或两者以上的叠层结构。
[0011]作为优选，所述氮化物薄膜层的厚度为75nm～85nm。
[0012]作为优选，所述氮化物薄膜层的折射率为1.9～2.2。
[0013]作为优选，所述氮化物薄膜层上设有槽口，所述上电极通过槽口与所述N 型非晶硅层接触。
[0014]作为优选，所述N型单晶硅片上表面为绒面，所述N型单晶硅片的下表面为平面。
[0015]另外，本专利技术还公开了制作上述任意一种方案中的硅基异质结太阳电池结构的制备方法，包括以下步骤：
[0016]S1、选取N型单晶硅片，对N型单晶硅片的上表面处理成绒面，对下表面处理成平面；
[0017]S2、对N型单晶硅片进行退火处理，饱和上表面和下表面的悬挂键，起到钝化作用；
[0018]S3、在N型单晶硅片的下表面采用化学气相沉积方法制备一层P型非晶硅层，在N型单晶硅片的上表面利用化学气相沉积方法制备一层N型非晶硅层，；
[0019]S4、采用PECVD方式在N型非晶硅层的上表面上沉积一层或多层氮化物薄膜层；
[0020]S5、在所述氮化物薄膜层上，通过印刷及低温烧结形成上电极。
[0021]利用本制备方法，可以降低太阳电池结构的制备成本，同时也能提高太阳电池结构的短路电流。
[0022]作为优选，经S4步骤后，采用激光器在所述氮化物薄膜层上进行划线使所述氮化物薄膜层局部区域开槽，以使所述上电极和N型非晶硅层接触。
[0023]作为优选，所述激光器的激光划线数量为100
‑
150，宽度为30
‑
100um，深度为75nm～85nm。
[0024]作为优选，在S1步骤中，采用先对N型单晶硅片进行双面抛光，对经过了双面抛光的N型单晶硅片进行下表面掩膜，使用氮化硅或氧化硅作为掩膜材料，再进行上表面制绒，使上表面形成金字塔状；或者，在S1步骤中，采用先对N 型单晶硅片进行双面制绒，然后对N型单晶硅片的下表面进行抛光处理。
[0025]本专利技术的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
【附图说明】
[0026]下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：
[0027]图1为本专利技术异质结太阳电池结构的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术异质结太阳电池结构的制备流程示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合本专利技术实施例的附图对本专利技术实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本专利技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0030]在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系的，仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0031]实施例一：
[0032]如图1所示，本实施例公开的为一种硅基异质结太阳电池结构，本实施例包括N型
单晶硅片4、位于N型单晶硅片4上表面的N型非晶硅层3、位于N 型单晶硅片4下表面的P型非晶硅层5，所述N型非晶硅层3上方设有上电极1，所述P型非晶硅层5下方设有下电极7，所述上电极1和N型非晶硅层3之间设有一层或者多层氮化物薄膜层2，所述氮化物薄膜层2沉积在所述N型非晶硅层3的上表面。
[0033]首先，因为传统的TCO透明导电薄膜层本身存在透光性和寄生吸收等缺点，这样就降低了短路电流，而本专利技术中，在N型非晶硅层3上并未设置TCO透明导电薄膜层，而是利用沉积的氮化物薄膜层2来代替传统的TCO透明导电薄膜层，由于氮化物薄膜层2本身的透光性好，主要起减反射作用，可以起到减低对光的反射，让电池尽可能吸收光的目的，且有较低的寄生吸收，钝化性也较好，三种效果配合，共同实现了提高短路电流的效果。
[0034]另外，在异质结太阳电池中，采用TCO透明导电薄膜层本身的成本是相对较高的，而采用氮化物薄膜层2来代替传统的TCO透明导电薄膜层，显然可以减少TCO透明导电薄膜的原料使用量，降低异质结太阳电池的制作成本，有利于异质结太阳电池的大规模商业化应用和推广。
[0035]最后，利用本实施例的结构，可以减少或去除在常见异质结太阳电池中的本征非晶硅层，减小了前表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基异质结太阳电池结构，包括N型单晶硅片、位于N型单晶硅片上表面的N型非晶硅层、位于N型单晶硅片下表面的P型非晶硅层，所述N型非晶硅层上方设有上电极，所述P型非晶硅层下方设有下电极，其特征在于，所述上电极和N型非晶硅层之间设有一层或者多层氮化物薄膜层，所述氮化物薄膜层沉积在所述N型非晶硅层的上表面，所述P型非晶硅层和所述下电极之间设有TCO透明导电薄膜层。2.如权利要求1所述的一种硅基异质结太阳电池结构，其特征在于，所述氮化物薄膜层为SiNx、SiONx、SiCNx中一种或两者以上的叠层结构。3.如权利要求1所述的一种硅基异质结太阳电池结构，其特征在于，所述氮化物薄膜层的厚度为75nm～85nm。4.如权利要求1所述的一种硅基异质结太阳电池结构，其特征在于，所述氮化物薄膜层的折射率为1.9～2.2。5.如权利要求1所述的一种硅基异质结太阳电池结构，其特征在于，所述氮化物薄膜层上设有槽口，所述上电极通过槽口与所述N型非晶硅层接触。6.如权利要求1所述的一种硅基异质结太阳电池结构，其特征在于，所述N型单晶硅片上表面为绒面，所述N型单晶硅片的下表面为平面。7.一种如权利要求1至6之一所述的硅基异质结太阳电池结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选取N型单晶硅片，对N型单晶硅片的上表面处理成绒面...

【专利技术属性】
技术研发人员：常纪鹏，王永谦，张建军，林纲正，陈刚，
申请(专利权)人：浙江爱旭太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：