异质结太阳能电池和制备异质结太阳能电池的方法技术

本发明专利技术涉及异质结太阳能电池技术领域，具体公开了一种异质结太阳能电池和制备异质结太阳能电池的方法，其中，异质结太阳能电池包括N型晶体硅片；N型晶体硅片的受光面依次叠设氧化硅层、本征非晶硅层、磷掺杂非晶硅层、TCO导电薄膜层、副栅线、隔离薄膜层及主栅线；背光面依次叠设氧化硅层、本征非晶硅层、硼掺杂非晶硅层、TCO导电薄膜层、副栅线、隔离薄膜层及主栅线；隔离薄膜层完全覆盖所述副栅线，所述隔离薄膜层包括第一隔离薄膜子层、第二隔离薄膜子层及第三隔离薄膜子层；该方法控制生产成本前提下提高电池的转化效率，同时解决副栅线使用银包铜浆料氧化失效问题。使用银包铜浆料氧化失效问题。使用银包铜浆料氧化失效问题。

【技术实现步骤摘要】
异质结太阳能电池和制备异质结太阳能电池的方法


[0001]本专利技术涉及异质结太阳能电池
，尤其是涉及一种异质结太阳能电池和制备异质结太阳能电池的方法。

技术介绍

[0002]目前市场主流电池产品为P型的单晶PERC电池，P型PERC电池的效率已经到了上限。但随着市场的需求，行业的技术不断发展，N型晶硅太阳能电池技术近年来受到越来越多的关注，主要有钝化发射极背表面全扩散电池(n
‑
PERT)、隧道氧化物钝化接触电池(TOPCon)和异质结电池(HJT)，N型晶硅太阳能电池使晶硅太阳能电池的转换效率得到进一步的突破提升。
[0003]为了在控制生产成本前提下提高HJT电池的转化效率，现有技术中在N型单晶硅双面沉积一层非晶硅本征层、参杂层、导电薄膜层及印刷主副栅线，非晶硅本征层主要是钝化晶体硅表面缺陷，减少表面缺陷态，从而降低载流子复合；非晶硅掺杂层主要是与晶硅形成PIN结和场效应钝化层；但是HJT电池的转化效率还有待进一步提高，同时为了降低HJT电池生产成本，副栅线目前有少量采用银包铜等混合合金浆料代替低温银浆作为主副栅原料；但是由于银包铜浆料在后续使用过程中存在银包铜粉中银层脱落和铜扩散造成的氧化失效风险；导致电池在后续使用过程中效率衰减；从而未能大规模量产使用，所以在降低成本防止氧化失效同时提升HJT太阳能电池的光电转换效率方面有待进一步改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出了异质结太阳能电池和制备异质结太阳能电池的方法。
[0005]根据本专利技术第一方面实施例的一种异质结太阳能电池，包括：
[0006]N型晶体硅片；
[0007]所述N型晶体硅片的受光面依次叠设氧化硅层、本征非晶硅层、磷掺杂非晶硅层、TCO导电薄膜层、副栅线、隔离薄膜层及主栅线；
[0008]所述N型晶体硅片的背光面依次叠设氧化硅层、本征非晶硅层、硼掺杂非晶硅层、TCO导电薄膜层、副栅线、隔离薄膜层及主栅线；
[0009]其中，所述隔离薄膜层完全覆盖所述副栅线；所述隔离薄膜层包括依次层叠设置的第一隔离薄膜子层、第二隔离薄膜子层及第三隔离薄膜子层。
[0010]根据本专利技术实施例的一种异质结太阳能电池，通过对所述N型晶体硅片双面氧化硅层设计，钝化N型晶体硅片表面悬挂键降低表面缺陷，提高其电池转换效率；由于氧化硅是绝缘体，厚度太厚电阻太大导致电流无法通过，而通过控制工艺条件及氧化硅层厚度，使电流可以借助隧穿效应通过而不受氧化硅本身性质影响；通过对所述副栅线使用银包铜浆料代替低温纯银浆制作，大大降低该异质结太阳能电池成本；又由于使用银包铜浆料会导致氧化失效问题发生；而通过在副栅线表面再通过镀第一隔离薄膜子层、第二隔离薄膜子
层及第三隔离薄膜子层；使副栅线表面形成保护隔离层阻止其氧化，同时通过对隔离薄膜层特殊设置，使其导电性及透光性好，与银包铜浆料的接触电阻低，使其引入不影响电池光电转换效率。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述氧化硅层的厚度取值范围为1nm～2nm；所述第一隔离薄膜子层厚度取值范围为1nm～5nm；所述第一隔离薄膜子层载流子浓度取值为10
20
cm
‑3～5
×
10
20
cm
‑3；所述第二隔离薄膜子层厚度取值范围为10nm～30nm；所述第二隔离薄膜子层载流子浓度取值为0.5
×
10
29
cm
‑3～2
×
10
29
cm
‑3；所述第三隔离薄膜子层厚度取值范围为1nm～5nm；所述第三隔离薄膜子层载流子浓度取值为10
20
cm
‑3～5
×
10
20
cm
‑3。由于氧化硅是绝缘体，厚度太厚电阻太大导致电流无法通过，而控制所述氧化硅层的厚度使电流可以借助隧穿效应通过而避免氧化硅本身性质影响，所述第一隔离薄膜子层为高载流子浓度的ITO薄膜，该层薄膜与银包铜副栅线的接触电阻低；所述第二隔离薄膜子层为低载流子浓度的ITO薄膜，该层薄膜具有良好的光透过性，所述第三隔离薄膜子层为高载流子浓度的ITO薄膜，该层薄膜设置为了和后续的银主栅形成良好的接触，降低接触电阻。
[0012]根据本专利技术第二方面实施例的一种制备异质结太阳能电池的方法，所述方法包括以下步骤：
[0013]步骤S100：对N型单晶硅片进行制绒：将N型单晶硅片置于0.5％～10％浓度的氢氧化钾或氢氧化钠溶液溶液中进行反应；其中反应环境温度为55℃～95℃，反应时间控制在3min～20min；使N型单晶硅片双面形成金字塔陷光结构的绒面；
[0014]步骤S200：将制绒后N型单晶硅片放置硝酸溶液中，使所述制绒后N型单晶硅片双面生成氧化硅层；
[0015]步骤S300：将制得氧化硅层的N型单晶硅片转移至PECVD真空腔室进行退火处理，退火处理后，在制得氧化硅层的N型单晶硅片受光面依次沉积本征非晶硅层及磷掺杂非晶硅层，背光面依次沉积本征非晶硅层及硼掺杂非晶硅层；制得异质结太阳能电池中间体；
[0016]步骤S400：采用PVD或者RPD物理法在异质结太阳能电池中间体双面分别沉积TCO导电薄膜层，所述TCO导电薄膜层厚度为50nm～200nm，折射率为1.6～2.5；
[0017]步骤S500：在沉积TCO导电薄膜后的异质结太阳能电池双面分别印刷银包铜的浆料作为电池片副栅线，所述副栅线根数为30根～300根，所述副栅线宽度10μm～200μm，所述银包铜浆料中的银含量为20％～50％；
[0018]步骤S600：将制得所述副栅线的异质结太阳能电池双面依次沉积第一隔离薄膜子层、第二隔离薄膜子层及第三隔离薄膜子层；
[0019]步骤S700：将镀隔离薄膜层后的异质结太阳能电池双面印刷低温银浆导电浆料作为主栅线，所述主栅线与副栅线垂直；所述主栅根数为5根～20根，所述主栅线宽度为80μm～500μm。
[0020]根据本专利技术的一些实施例，所述步骤S200中生成氧化硅层的条件为：所述硝酸溶液的浓度为30％～60％；反应时所述硝酸溶液控制在60℃～100℃；反应时长为2min～5min。
[0021]根据本专利技术的一些实施例，所述步骤S300中退火处理包括：退火时温度取值范围为400℃～600℃；退火过程通入氮气和氢气作为保护气体，N2:H2比例取值为10:1～20:1，退火处理时长为10min～20min。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述步骤S600沉积第一隔离薄膜子层与第三隔离薄膜子层材料为掺杂比例为1％～10％的氧化锡ITO薄膜；载流子浓度取值为10
20
cm
‑3～5
×
10
20
cm
‑3，沉积过程通入氩气和氧气的混合物气体，其中氧气的比例为0.1％～0.5％，沉积气压为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质结太阳能电池，其特征在于，包括：N型晶体硅片；所述N型晶体硅片的受光面依次叠设氧化硅层、本征非晶硅层、磷掺杂非晶硅层、TCO导电薄膜层、副栅线、隔离薄膜层及主栅线；所述N型晶体硅片的背光面依次叠设氧化硅层、本征非晶硅层、硼掺杂非晶硅层、TCO导电薄膜层、副栅线、隔离薄膜层及主栅线；其中，所述隔离薄膜层完全覆盖所述副栅线；所述隔离薄膜层包括依次层叠设置的第一隔离薄膜子层、第二隔离薄膜子层及第三隔离薄膜子层。2.根据权利要求1所述的一种异质结太阳能电池，其特征在于，所述氧化硅层的厚度取值范围为1nm～2nm。3.根据权利要求1所述的一种异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一隔离薄膜子层厚度取值范围为1nm～5nm；所述第一隔离薄膜子层载流子浓度取值为10
20
cm
‑3～5
×
10
20
cm
‑3。4.根据权利要求1所述的一种异质结太阳能电池，其特征在于，所述第二隔离薄膜子层厚度取值范围为10nm～30nm；所述第二隔离薄膜子层载流子浓度取值为0.5
×
10
29
cm
‑3～2
×
10
29
cm
‑3。5.根据权利要求1所述的一种异质结太阳能电池，其特征在于，所述第三隔离薄膜子层厚度取值范围为1nm～5nm；所述第三隔离薄膜子层载流子浓度取值为10
20
cm
‑3～5
×
10
20
cm
‑3。6.一种制备异质结太阳能电池的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S100：对N型单晶硅片进行制绒：将N型单晶硅片置于0.5％～10％浓度的氢氧化钾或氢氧化钠溶液溶液中进行反应；其中反应环境温度为55℃～95℃，反应时间控制在3min～20min；使N型单晶硅片双面形成金字塔陷光结构的绒面；步骤S200：将制绒后N型单晶硅片放置硝酸溶液中，使所述制绒后N型单晶硅片双面生成氧化硅层；步骤S300：将制得氧化硅层的N型单晶硅片转移至PECVD真空腔室进行退火处理，退火处理后，在制得氧化硅层的N型单晶硅片受光面依次沉积本征非晶硅层及磷掺杂非晶硅层，背光面依...

【专利技术属性】
技术研发人员：宿世超，王伟，刘刚，
申请(专利权)人：国家电投集团新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：