一种异质结电池及其制作方法技术

本申请使用较便宜且市场供应充足的p型硅片作为基体制作异质结电池，正面沉积本征非晶硅膜层、n型掺杂非晶硅、微米晶硅或纳米晶硅膜层和透明导电氧化物(TCO)膜层，体现正面异质结电池特征，保证高开路电压性质；背面采用铝(Al)膜层以及氮化硅或氮氧化硅膜层配套使用的减反射器结构设计，同时结合正面绒面背面光面的表面结构，既增加了正面光吸收，又增强了背面本征非晶硅膜层的沉积均匀性和钝化性能，提高导电性能；另外，Al膜层具备优良的场钝化作用，作为p++层，促进多子传输收集；电池制作工艺简单易行，生产全程采用低于500℃的工艺流程，有利于提高电池性能。有利于提高电池性能。有利于提高电池性能。

【技术实现步骤摘要】
一种异质结电池及其制作方法


[0001]本申请涉及太阳能电池
，具体涉及一种异质结电池及其制作方法。

技术介绍

[0002]能源是现代社会发展的基石，随着全球经济社会的不断发展，能源消费也持续增长，随着时间的变迁，化石能源越来越来稀缺，在化石能源紧张的背景下，大规模的开发和专利技术可再生资源已成为未来能源的重要战略，太阳能是最洁净的清洁能源，可再生能源。太阳能电池是太阳能发电的核心部分，目前市场上主流高效电池产品仍是P型钝化发射极和背面电池(PERC)，但PERC效率进步开始出现缓慢现象，提升空间已经非常有限，因而对新一代高效电池如异质结(即本征薄膜异质结，Heterojunction with Intrinsic Thin
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film，HJT)电池的研究越来越多。异质结电池具有高开路电压、高转换效率、低的温度系数等诸多优点，因而对异质结电池结构和工艺方法的研究成为热点。
[0003]然而，目前已有的异质结电池方案大多使用的是N型硅片，价格较高，供应链较小。其次，行业内异质结电池普遍双面使用透明导电氧化物膜(Transparent Conductive Oxide，TCO)，成本略高。第三，和现有的主流PERC技术相比，PERC工艺步骤较多，且经历800℃及以上的高温工艺，会对电池效率和电池寿命有一定的负向作用。
[0004]因此，目前对低成本、高转换效率和长寿命的异质结电池存在强烈的需求。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是为了解决现有技术的太阳能电池的成本高、转换效率低和寿命短的问题，提供了一种基于p型硅片的异质结电池，并开发出其适宜的制作方法。
[0006]本申请的第一方面提供了一种异质结电池，包括依次层叠的透明导电氧化物膜层、n型掺杂半导体膜层、第一本征非晶硅膜层、p型硅基体、第二本征非晶硅膜层、p型掺杂半导体膜层、铝膜层以及氮化硅或氮氧化硅膜层，所述n型掺杂半导体为n型掺杂的非晶硅、微米晶硅或纳米晶硅，所述p型掺杂半导体为p型掺杂的非晶硅、微米晶硅或纳米晶硅。
[0007]本申请的第二方面提供了一种异质结电池的制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：对p型硅基体双面制绒；制绒后对p型硅基体正面用掩膜保护，对背面进行抛光，再去除正面掩膜，形成正面绒面、背面光面的表面结构；在正面和背面分别沉积本征非晶硅膜层；背面沉积p型掺杂半导体膜层；正面沉积n型掺杂半导体膜层和透明导电氧化物膜层；背面蒸镀铝膜层，再沉积氮化硅或氮氧化硅膜层；所述n型掺杂半导体为n型掺杂的非晶硅、微米晶硅或纳米晶硅，所述p型掺杂半导体为p型掺杂的非晶硅、微米晶硅或纳米晶硅。
[0008]本申请第一方面的异质结电池具有以下有益效果：
[0009]1、本申请的异质结电池发挥异质结电池中非晶硅、微米晶硅或纳米晶硅钝化接触具有高开路电压和非高温工艺的优点；
[0010]2、本申请的异质结电池使用价格便宜的p型硅片作为基体，供应充足，可有效降低太阳能电池的成本；
[0011]3、本申请的异质结电池背面使用具有场钝化和导电作用的铝膜及减反作用和保护作用的氮化硅或氮氧化硅膜，能够进一步以较低成本制作高转换效率的电池；
[0012]4、本申请的异质结电池背面没有采用透明导电氧化物膜，可以进一步降低成本。
[0013]本申请第二方面的异质结电池的制备方法除具有上述有益效果外，还具有以下有益效果：
[0014]本申请的异质结电池制作方法的工艺简单易行，生产全程采用低于400℃的工艺流程，有利于提高电池性能。
附图说明
[0015]图1为本申请提供的异质结电池的结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面通过附图和实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0017]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0018]此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0019]本申请使用较便宜且市场供应充足的p型硅片作为基体制作异质结电池，正面沉积本征非晶硅膜层、n型掺杂非晶硅、微米晶硅或纳米晶硅膜层和透明导电氧化物(TCO)膜层，体现正面异质结电池特征，保证高开路电压性质；背面采用铝(Al)膜层以及氮化硅或氮氧化硅膜层配套使用的减反射器结构设计，同时结合正面绒面背面光面的表面结构，既增加了正面光吸收，又增强了背面本征非晶硅膜层的沉积均匀性和钝化性能，提高导电性能；另外，Al膜层具备优良的场钝化作用，作为p++层，促进多子传输收集；电池制作工艺简单易行，生产全程采用低于500℃的工艺流程，有利于提高电池性能。
[0020]在本申请中，p型硅基体的正面是指太阳光入射的面，而背面是与太阳光入射的面相对的面。在图1，p型硅基体的上侧面为正面，而下侧面为背面。
[0021]本申请的一种实施方式中，提供了一种异质结电池，包括依次层叠的透明导电氧化物膜层、n型掺杂半导体膜层、第一本征非晶硅膜层、p型硅基体、第二本征非晶硅膜层、p型掺杂半导体膜层、铝膜层以及氮化硅或氮氧化硅膜层，所述n型掺杂半导体为n型掺杂的非晶硅、微米晶硅或纳米晶硅，所述p型掺杂半导体为p型掺杂的非晶硅、微米晶硅或纳米晶硅。
[0022]在本申请的优选实施方式中，p型硅基体的正面为绒面，背面为光面，正面绒面反射率为7～15％，背面反射率为25～40％。这种正面绒面背面光面的表面结构，不但增加了正面光吸收，而且增强了背面本征非晶硅膜层的沉积均匀性和钝化性能。
[0023]如图1所示，本申请提供的异质结电池使用p型硅基体5，p型硅基体5的正面为绒面，背面为光面。在p型硅基体5的正面依次设置本征非晶硅膜层4、n型掺杂非晶硅、微米晶硅或纳米晶硅膜层3、透明导电氧化物膜层2，在背面依次设置本征非晶硅膜层6、p型掺杂非
晶硅、微米晶硅或纳米晶硅膜层7、铝膜层8以及氮化硅或氮氧化硅膜层9，然后在正面设置金属电极1，其位于透明导电氧化物膜层上，在背面设置金属电极10，其穿过氮化硅或氮氧化硅膜层9并进入铝膜层8中。
[0024]在本申请的优选实施方式中，铝膜层的厚度为20～60nm，氮化硅或氮氧化硅膜层的厚度为70～150nm。铝膜层作为传导层，不但具备优良的场钝化作用和一定的减反射性能，而且具有低的接触电阻，可以提高电池的性能。氮化硅或氮氧化硅膜层作为减反射层，可以保护铝膜层及其上的硅层。
[0025]在本申请的优选实施方式中，第一本征非晶硅膜层的厚度为5～15nm，p型掺杂半导体膜层的厚度为6～30nm，n型掺杂半导体膜层的厚度为8～25nm，透明导电氧化物层膜的厚度为50～150nm。
[0026]下面通过实施例进一步说明本申请，但本申请并不限于此。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质结电池，其特征在于，包括依次层叠的透明导电氧化物膜层、n型掺杂半导体膜层、第一本征非晶硅膜层、p型硅基体、第二本征非晶硅膜层、p型掺杂半导体膜层、铝膜层以及氮化硅或氮氧化硅膜层，所述n型掺杂半导体为n型掺杂的非晶硅、微米晶硅或纳米晶硅，所述p型掺杂半导体为p型掺杂的非晶硅、微米晶硅或纳米晶硅。2.如权利要求1所述的异质结电池，其特征在于，所述铝膜层的厚度为20～60nm。3.如权利要求1或2所述的异质结电池，其特征在于，所述氮化硅或氮氧化硅膜层的厚度为70～150nm。4.如权利要求1至3任一项所述的异质结电池，其特征在于，所述第一本征非晶硅膜层的厚度为5～15nm。5.如权利要求1至4任一项所述的异质结电池，其特征在于，所述p型掺杂半导体膜层的厚度为6～30nm。6.如权利要求1至5任一项所述的异质结电池，其特征在于，所述n型掺杂半导体膜层的厚度为8～25nm...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍亭亭，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：