钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法及电池技术

本发明专利技术公开了一种钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法及电池，涉及太阳能技术领域，其方法包括：制备硅片基底；在硅片基底的上表面制备第一钝化层；在硅片基底的下表面的制备第二钝化层；在第二钝化层的下表面制备载流子选择性传输层；在所述载流子选择性传输层的下表面制备减反射层；在所述减反射层的下表面制备金属底电极层。本发明专利技术所涉及的一种钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法及电池，其通过减少晶硅底电池中铟材料的投入，从而满足钙钛矿晶硅叠层太阳能电池的应用需求。用需求。用需求。

【技术实现步骤摘要】
钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法及电池


[0001]本专利技术涉及太阳能
，尤其涉及一种钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法及电池。

技术介绍

[0002]太阳能电池是推动可再生能源革命的最重要技术之一，如今人们对太阳能电池的研究已经在转换效率方面取得了重大进展。然而，提高光伏组件的效率仍然是必要的。更高的光伏组件可以使系统更加紧凑，从而降低系统的成本。
[0003]一般来说，在维持或提高光伏电池的电压的同时，减少吸收损失是必要的。此外，单结太阳能电池有一个效率上限(Shockley
‑
Queisser极限)，单结电池的效率并不能超越这个极限。鉴于此，提高光伏电池效率的策略之一是使用叠层电池。
[0004]叠层电池包括由具有不同吸收特性的材料组成的多个(≥2个)子电池，允许从太阳光谱中更有效的利用不同波段的光能。特别是，叠层电池将具有高效宽带隙的上层太阳能电池与具有低带隙的下层太阳能电池相结合，以提高整体效率。叠层允许高能光子在上部子电池(顶电池)中被吸收，这可以产生高电压以减少高能光子的热损失；并允许下部子电池(底电池)吸收低能光子(已通过上部子电池传输)，有助于不同波段光子的能量收集。
[0005]由于其带隙特性，晶硅太阳能电池经常被用作叠层中的低级子电池。硅异质结下部子电池在叠层研究中占主导地位。为了开发适合商业规模生产的叠层结构，最好能优化下部子电池(即晶硅底电池)的性能和成本，以及它与形成叠层结构的后续工艺步骤的兼容性。例如对铟的消耗是有限制的，铟在地壳中的分布量比较小，又很分散，它被列入稀有金属，其会钙钛矿晶硅叠层太阳能电池的使用，钙钛矿晶硅叠层太阳能电池中的晶硅底电池中会涉及对铟材料的使用，因此十分有必要采用不同的晶硅底电池的方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法及电池，其通过减少晶硅底电池中铟材料的投入，从而满足钙钛矿晶硅叠层太阳能电池的应用需求。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法，所述方法包括：
[0008]制备硅片基底，所述硅片基底的厚度在100μm
‑
500μm之间，所述硅片基底采用N型硅或者P型硅制成，所述硅片基底的电阻率为0.1ohm
·
cm至20ohm
·
cm之间；
[0009]在硅片基底的上表面制备第一钝化层，所述第一钝化层包括第一掺杂多晶硅层和第一隧穿氧化硅层，所述第一掺杂多晶硅层的厚度在0
‑
135nm之间，所述第一隧穿氧化硅层的厚度在0
‑
15nm之间；
[0010]在硅片基底的下表面的制备第二钝化层，所述第二钝化层的厚度在0
‑
135nm之间；
[0011]在第二钝化层的下表面载流子选择性传输层，所述载流子选择性传输层的厚度在
0
‑
200nm之间；
[0012]在所述载流子选择性传输层的下表面制备减反射层，所述减反射层的厚度在0
‑
300nm之间；
[0013]在所述减反射层的下表面制备金属底电极层，所述金属底电极层的厚度为1
‑
2000μm。
[0014]所述硅片基底的上表面制备有绒面结构或者抛光面结构，所述硅片基底的下表面制备有绒面结构或者抛光面结构；
[0015]在制备绒面结构时通过碱制绒工艺制备完成，绒面结构的表面粗糙度Ra<2；在制备抛光面结构时通过酸抛光、或者碱抛光、或者机械抛光工艺制备完成，抛光面结构的表面粗糙度Ra<0.2。
[0016]所述在硅片基底的上表面制备第一钝化层包括：
[0017]在基于N型掺杂多晶硅层制备第一钝化层时，控制第一钝化层中的N型掺杂多晶硅层的厚度为0
‑
120nm，掺杂浓度为8*10
18
cm
‑3至1.5*10
21
cm
‑3，方阻为20
‑
150Ω/
□
；或者在基于P型掺杂多晶硅层制备第一钝化层时，控制第一钝化层中的P型掺杂多晶硅层的厚度为0
‑
120nm，掺杂浓度为8*10
18
cm
‑3至3*10
21
cm
‑3，方阻为20
‑
150Ω/
□
；
[0018]在制备第一隧穿氧化硅层时，控制第一隧穿氧化硅层的厚度在0
‑
15nm。
[0019]所述在硅片基底的下表面的制备第二钝化层包括：
[0020]在第一钝化层基于N型掺杂多晶硅层制备时，则第二钝化层基于P型掺杂多晶硅层或者P型扩散掺杂层制备，所述N型掺杂多晶硅层或者N型扩散掺杂层的方阻为20
‑
150Ω/
□
；或者在第一钝化层基于P型掺杂多晶硅层制备时，则第二钝化层基于N型掺杂多晶硅层或者N型扩散掺杂层制备，所述N型掺杂多晶硅层或者N型扩散掺杂层的方阻为20
‑
150Ω/
□
。
[0021]所述在硅片基底的下表面的制备第二钝化层包括：
[0022]在基于N型掺杂多晶硅层制备第二钝化层时，控制第二钝化层中的N型掺杂多晶硅层的厚度为0
‑
120nm，掺杂浓度为8*10
18
cm
‑3至1.5*10
21
cm
‑3，方阻为20
‑
150Ω/
□
；或者在基于P型掺杂多晶硅层制备第二钝化层时，控制第二钝化层中的P型掺杂多晶硅层的厚度为0
‑
120nm，掺杂浓度为8*10
18
cm
‑3至3*10
21
cm
‑3，方阻为20
‑
150Ω/
□
；
[0023]在制备第二隧穿氧化硅层时，控制第二隧穿氧化硅层的厚度在0
‑
15nm。
[0024]所述在第二钝化层的下表面制备载流子选择性传输层包括：通过ALD或PVD制备载流子选择性传输层；
[0025]所述载流子选择性传输层包括电子选择性传输层或空穴选择性传输层。电子选择性传输层的制备材料包括ZnO，TaOx，TiOx，SnOx，TiNx，ZrO2、TiSnOx、SnZnOx及其衍生物中的一种或多种；空穴选择性传输层的制备材料包括MoOx，WOx，VOx，Cu2O、CuI及其衍生物中的一种或多种。
[0026]相应的，本专利技术还提供了一种晶硅底电池，所述晶硅底电池应用于钙钛矿晶硅叠层太阳能电池，所述晶硅底电池包括：
[0027]硅片基底，所述硅片基底的厚度在100μm
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法，其特征在于，所述方法包括：制备硅片基底，所述硅片基底的厚度在100μm
‑
500μm之间，所述硅片基底采用N型硅或者P型硅制成，所述硅片基底的电阻率为0.1ohm
·
cm至20ohm
·
cm之间；在硅片基底的上表面制备第一钝化层，所述第一钝化层包括第一掺杂多晶硅层和第一隧穿氧化硅层，所述第一掺杂多晶硅层的厚度在0
‑
135nm之间，所述第一隧穿氧化硅层的厚度在0
‑
15nm之间；在硅片基底的下表面的制备第二钝化层，所述第二钝化层的厚度在0
‑
135nm之间；在第二钝化层的下表面制备载流子选择性传输层，所述载流子选择性传输层的厚度在0
‑
200nm之间；在所述载流子选择性传输层的下表面制备减反射层，所述减反射层的厚度在0
‑
300nm之间；在所述减反射层的下表面制备金属底电极层，所述金属底电极层的厚度为1
‑
2000μm。2.如权利要求1所述的钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法，其特征在于，所述硅片基底的上表面制备有绒面结构或者抛光面结构，所述硅片基底的下表面制备有绒面结构或者抛光面结构；在制备绒面结构时通过碱制绒工艺制备完成，绒面结构的表面粗糙度Ra<2；在制备抛光面结构时通过酸抛光、或者碱抛光、或者机械抛光工艺制备完成，抛光面结构的表面粗糙度Ra<0.2。3.如权利要求1所述的钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法，其特征在于，所述在硅片基底的上表面制备第一钝化层包括：在基于N型掺杂多晶硅层制备第一钝化层时，控制第一钝化层中的N型掺杂多晶硅层的厚度为0
‑
120nm，掺杂浓度为8*10
18
cm
‑3至1.5*10
21
cm
‑3，方阻为20
‑
150Ω/
□
；或者在基于P型掺杂多晶硅层制备第一钝化层时，控制第一钝化层中的P型掺杂多晶硅层的厚度为0
‑
120nm，掺杂浓度为8*10
18
cm
‑3至3*10
21
cm
‑3，方阻为20
‑
150Ω/
□
；在制备第一隧穿氧化硅层时，控制第一隧穿氧化硅层的厚度在0
‑
15nm。4.如权利要求3所述的钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法，其特征在于，所述在硅片基底的下表面的制备第二钝化层包括：在第一钝化层基于N型掺杂多晶硅层制备时，则第二钝化层基于P型掺杂多晶硅层或者P型扩散掺杂层制备，所述P型掺杂多晶硅层或者P型扩散掺杂层的方阻为20
‑
150Ω/
□
；或者在第一钝化层基于P型掺杂多晶硅层制备时，则第二钝化层基于N型掺杂多晶硅层或者N型扩散掺杂层制备，所述N型掺杂多晶硅层或者N型扩散掺杂层的方阻为20
‑
150Ω/
□
。5.如权利要求4所述的钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法，其特征在于，所述在硅片基底的下表面的制备第二钝化层包括：在基于N型掺杂多晶硅层制备第二钝化层时，控制第二钝化层中的N型掺杂多晶硅层的厚度为0
‑
120nm，掺杂浓度为8*10
18
cm
‑3至1.5*10
21
cm
‑3，方阻为20
‑
150Ω/
□
...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：深圳黑晶光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：