硅基异质结太阳电池及其制备方法技术

本申请公开了一种硅基异质结太阳电池及其制备方法，其中，硅基异质结太阳电池，包括依次叠层设置的基底、钝化层、电子传输层及透明导电氧化物层，所述电子传输层为纳米硅氧层，所述纳米硅氧层与透明导电氧化物层之间设置有n型掺杂非晶硅层。上述方案可以改善电子传输层的电学性能。输层的电学性能。输层的电学性能。

【技术实现步骤摘要】
硅基异质结太阳电池及其制备方法
[0001]本申请是申请日为2020年8月21日，申请号为202010852298.4，专利技术名称为硅基异质结太阳电池及其制备方法的分案申请。


[0002]本专利技术一般涉及太阳能光伏发电
，具体涉及一种硅基异质结太阳电池及其制备方法。

技术介绍

[0003]硅基异质结(Silicon Hetero
‑
Junction；SHJ)太阳电池具有较高的转化效率，最高的转化效率可以超过25％。现有主流SHJ电池技术路线，由于纳米硅氧以其带隙大，吸收系数小，且光折射率可调节等优势，成为太阳能电池广为采用的一种窗口层材料(也即电子传输层材料)。然而，众所周知，纳米硅氧材料随着氧原子(O)的引入，光学性能提高，但其电学性能单调递减，从而导致电池电流(Isc)的提升和填充因子(FF)的下降程度不同，最终使得SHJ电池的效率提升幅度较小。因此，如何在保持纳米硅氧材料优良光学性能的同时改善其电学性能成为进一步获得高效SHJ电池亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种硅基异质结太阳电池及其制备方法，用以至少改善电子传输层的电学性能。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种硅基异质结太阳电池，包括依次叠层设置的基底、钝化层、电子传输层及透明导电氧化物(Transparent Conductive Oxide；TCO)层，所述电子传输层为纳米硅氧层；
[0006]所述纳米硅氧层与透明导电氧化物层之间设置有n型掺杂非晶硅层。
[0007]作为可实现方式，所述n型掺杂非晶硅层的厚度为2nm
‑
4nm。
[0008]作为可实现方式，所述纳米硅氧层的折射率为1.9
‑
2.3之间，晶化率为35％
‑
50％。
[0009]作为可实现方式，所述纳米硅氧层包括层叠设置的纳米硅氧材料层和纳米硅材料层。
[0010]作为可实现方式，所述纳米硅氧材料层的厚度为8nm
‑
15nm，所述纳米硅材料层的厚度为2nm
‑
5nm。
[0011]作为可实现方式，所述纳米硅氧层与钝化层之间设置有本征纳米硅层。
[0012]作为可实现方式，所述本征纳米硅层的厚度为0.1nm
‑
4nm。
[0013]作为可实现方式，所述钝化层及所述本征纳米硅层的H的总含量在20％
‑
28％，或所述钝化层及所述本征纳米硅层的微结构因子在 55％
‑
70％。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种上述硅基异质结太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
[0015]依次形成所述基底、所述钝化层、所述电子传输层及透明导电氧化物层，所述电子传输层为纳米硅氧层；
[0016]在所述纳米硅氧层与透明导电氧化物层之间形成n型掺杂非晶硅层。
[0017]作为可实现方式，在进行所述n型掺杂非晶硅层沉积时，工艺条件为：
[0018]向RF
‑
PECVD工艺腔通入第二工作气体，所述第二工作气体包括 PH3和SiH4，所述PH3和所述SiH4的流量比为1:5
‑
2:5，所述RF
‑
PECVD 工艺腔内压强为0.3mbar～0.8mbar，电源功率密度为 20mW/cm2‑
30mW/cm2。
[0019]上述方案，通过在纳米硅氧层与透明导电氧化物层之间设置n型掺杂非晶硅层，可以改善纳米硅氧层与透明导电氧化物层的接触，在低氧化的界面处，透明导电氧化物材料的扩散相对较小，从而可以降低纳米硅氧层与透明导电氧化物层之间的带阶，改善载流子传输，利于填充因子的改善。
[0020]除此之外，通过在纳米硅氧层与钝化层之间设置本征纳米硅层，使得钝化层的表面处于非晶硅与纳米硅的晶相转化区，有利于诱导纳米硅氧加速成核，提高纳米硅氧的晶化率，提高了材料的电学性能，进而提高了电子传输层的电学性能。此外，本征纳米硅层还可以阻挡电子传输层中的磷(P)元素扩散，防止因磷元素扩散而影响钝化层的钝化效果，且本征纳米硅层可以使钝化层的微结构因子(R*)增大，在一定程度上提高了钝化层表面的钝化效果。
附图说明
[0021]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0022]图1为本专利技术实施例提供的硅基异质结太阳电池的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术另一实施例提供的硅基异质结太阳电池的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术又一实施例提供的硅基异质结太阳电池的结构示意图；
[0025]图4为本专利技术实施例提供的硅基异质结太阳电池的制备方法的流程图；
[0026]图5为图4流程图的制备过程示意图；
[0027]图6为本专利技术另一实施例提供的硅基异质结太阳电池的制备方法的流程图；
[0028]图7为图6流程图的制备过程示意图；
[0029]图8为本专利技术又一实施例提供的硅基异质结太阳电池的制备方法的流程图；
[0030]图9为图8流程图的制备过程示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与专利技术相关的部分。
[0032]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0033]至少如图1所示，本专利技术实施例提供的硅基异质结太阳电池，包括依次叠层设置的基底1、钝化层2、p型掺杂非晶硅层6、电子传输层4及TCO层5，所述电子传输层4为纳米硅氧层；所述纳米硅氧层与TCO层5之间设置有n型掺杂非晶硅层8。
[0034]这里所说的依次叠层设置是指各层按照一定的先后顺序来形成，依次叠层设置的
各层之间可以设置其它层，也可以不设置其它层。例如，钝化层2是直接设置在基底1上的，钝化层2与基底1之间可以不设置其他层；而钝化层2与电子传输层2之间设置有其它层，这里设置的是本征纳米硅层3。
[0035]基底1例如可以为n型或者p型掺杂的晶硅基底。
[0036]钝化层2可以为本征非晶硅层。
[0037]电子传输层4可以为n型掺杂的纳米硅氧层。
[0038]可以只在电子传输层4与钝化层2之间设置本征纳米硅层3，如图1所示。也可以只在电子传输层4与TCO层5之间设置n型掺杂非晶硅层8，如图2所示。还可以既在电子传输层4与钝化层2之间设置本征纳米硅层3，又在电子传输层4与TCO层5之间设置n型掺杂非晶硅层8，如图3所示；该三种结构形式详见下述制备方法的描述。
[0039]上述方案，通过在电子传输层4与TCO层5之间设置n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，包括依次叠层设置的基底、钝化层、电子传输层及透明导电氧化物层，所述电子传输层为纳米硅氧层，其特征在于；所述纳米硅氧层与透明导电氧化物层之间设置有n型掺杂非晶硅层。2.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳电池，其特征在于，所述n型掺杂非晶硅层的厚度为2nm
‑
4nm。3.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳电池，其特征在于，所述纳米硅氧层的折射率为1.9
‑
2.3之间，晶化率为35％
‑
50％。4.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳电池，其特征在于，所述纳米硅氧层包括层叠设置的纳米硅氧材料层和纳米硅材料层。5.根据权利要求3所述的硅基异质结太阳电池，其特征在于，所述纳米硅氧材料层的厚度为8nm
‑
15nm，所述纳米硅材料层的厚度为2nm
‑
5nm。6.根据权利要求1
‑
5任一项所述的硅基异质结太阳电池，其特征在于，所述纳米硅氧层与钝化层之间设置有本征纳米硅层。7.根据权利要求6所述的硅基异质结太阳电池，其特征在于，所述本征纳...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐琛，
申请(专利权)人：隆基绿能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：