制备太阳电池的方法和太阳电池技术

本发明专利技术公开了制备太阳电池的方法和太阳电池，所述方法包括：提供单晶硅片；在单晶硅片相对的两侧分别形成第一非晶钝化层、第二非晶钝化层；在第一非晶钝化层远离所述单晶硅片的一侧形成N型掺杂层；在第二非晶钝化层远离单晶硅片的一侧形成P型纳米晶种子层，形成P型纳米晶种子层的反应气体包括硅烷、氢气、掺杂剂，掺杂剂包括乙硼烷、三甲基硼烷、二氧化碳的至少一种；在P型纳米晶种子层远离第二非晶钝化层的一侧形成P型纳米晶掺杂层。由此，由该方法所制备的P型纳米晶种子层可以诱导P型纳米晶掺杂层晶化，大幅度提升了电池的填充因子，有效的提高了电池的转换效率。效的提高了电池的转换效率。效的提高了电池的转换效率。

【技术实现步骤摘要】
制备太阳电池的方法和太阳电池


[0001]本专利技术属于太阳电池领域，具体涉及制备太阳电池的方法和太阳电池。

技术介绍

[0002]能源一直是人类赖以生存和发展的重要物质基础，光伏作为新兴低碳能源，产业规模已不断扩大化。太阳能电池为了追求更高的光电转换效率(简称效率)，其更新迭代也十分迅速，其中，HJT太阳能电池(Silicon Heterojunction solar cell，硅异质结太阳能电池，简称异质结太阳能电池)具有结构对称、低温制备工艺、高开路电压、温度特性好、薄硅片化等优势，属于新一代晶硅太阳电池产品之一。众所周知，提效降本一直是太阳能电池行业永恒不变的目标追求，提效可以通过提升电池片转换效率或者提升组件发电功率。然而，现有的太阳电池存在电池转换效率较低的问题。
[0003]因此，有必要对太阳电池进行改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识所做出的。
[0005]太阳能电池的转换效率＝(开路电压*短路电流*填充因子)/(电池面积*光照幅度)*100％，太阳能电池的转换效率和填充因子(FF)成正比。
[0006]硅异质结纳米晶电池包括P型纳米晶种子层，现有的P型纳米晶种子层的制作过程中，仅采用硅烷、氢气作为反应气体，制备得到的硅异质结纳米晶电池填充因子(FF)非常低，是制约电池片效率提升的一大障碍。
[0007]为改善上述技术问题，本专利技术提供一种制备太阳电池的方法，所述方法包括：提供单晶硅片；在所述单晶硅片相对的两侧分别形成第一非晶钝化层、第二非晶钝化层；在所述第一非晶钝化层远离所述单晶硅片的一侧形成N型掺杂层；在所述第二非晶钝化层远离所述单晶硅片的一侧形成P型纳米晶种子层，形成P型纳米晶种子层的反应气体包括硅烷、氢气、掺杂剂，其中，所述掺杂剂包括乙硼烷(B2H6)、三甲基硼烷(C3H9B)、二氧化碳(CO2)的至少一种；在所述P型纳米晶种子层远离所述第二非晶钝化层的一侧形成P型纳米晶掺杂层。由此，由该方法所制备的P型纳米晶种子层可以诱导P型纳米晶掺杂层晶化，大幅度提升了电池的填充因子，在不影响其他电性能参数的情况下提高了电池的转换效率。
[0008]根据本专利技术的实施例，所述方法满足以下条件的至少之一：当所述掺杂剂包括乙硼烷时，所述乙硼烷的流量与所述硅烷的流量的百分比为0.1～15％；当所述掺杂剂包括三甲基硼烷时，所述三甲基硼烷的流量与所述硅烷的流量的百分比为0.1～15％；当所述掺杂剂包括二氧化碳时，所述二氧化碳的流量与所述硅烷的流量的百分比为10～500％。由此，可以进一步提升电池的填充因子和转换效率。
[0009]根据本专利技术的实施例，所述P型纳米晶种子层是通过等离子体增强化学气相沉积法、热丝化学气相沉积法、化学气相沉积法中的任意一种形成的。
[0010]根据本专利技术的实施例，形成所述P型纳米晶种子层时，衬底温度为150～250℃，工
艺腔压力为100～600Pa，功率为0.5～10kw。
[0011]根据本专利技术的实施例，所述P型纳米晶种子层的厚度为0.3～1nm。
[0012]根据本专利技术的实施例，所述方法满足以下条件的至少一种：所述单晶硅片为N型单晶硅片或P型单晶硅片；所述单晶硅片的厚度为50～300μm；所述第一非晶钝化层、所述第二非晶钝化层彼此独立地选自本征非晶硅层、本征非晶硅氧层、本征非晶硅碳层中的任意一种；所述第一非晶钝化层的形成方式、所述第二非晶钝化层的形成方式彼此独立地选自等离子体增强化学气相沉积法、热丝化学气相沉积法、化学气相沉积法中的任意一种；所述第一非晶钝化层的厚度、所述第二非晶钝化层的厚度彼此独立地选自5～10nm；形成所述第一非晶钝化层、形成所述第二非晶钝化层时，衬底温度为150～250℃，工艺腔压力为10～400Pa。
[0013]根据本专利技术的实施例，所述方法满足以下条件的至少一种：所述N型掺杂层为N型非晶硅层、N型非晶硅氧层、N型纳米晶硅氧层中的任意一种；所述N型掺杂层是通过等离子体增强化学气相沉积法、热丝化学气相沉积法、化学气相沉积法中的任意一种形成的；形成所述N型掺杂层的反应气体包括PH3和硅烷，所述PH3的流量与所述硅烷的流量百分比为1～10％，衬底温度为150～250℃，工艺腔压力为50～600Pa，功率为0.2～10kw；所述N型掺杂层的厚度为5～25nm；所述P型纳米晶掺杂层是通过等离子体增强化学气相沉积法、热丝化学气相沉积法、化学气相沉积法中的任意一种形成的；形成所述P型纳米晶掺杂层的反应气体包括B2H6和硅烷，所述B2H6的流量与所述硅烷的流量的百分比为0.1～10％，衬底温度为150～250℃，工艺腔压力为100～600Pa，功率为0.5～10kw；所述P型纳米晶掺杂层的厚度为15～35nm。
[0014]根据本专利技术的实施例，在形成P型纳米晶掺杂层之后，所述方法还包括：在所述N型掺杂层远离所述第一非晶钝化层的一侧形成第一透明导电层；在所述P型纳米晶掺杂层远离P型纳米晶种子层的一侧形成第二透明导电层；在所述第一透明导电层远离所述N型掺杂层的一侧形成第一金属栅线电极；在所述第二透明导电层远离所述P型纳米晶掺杂层的一侧形成第二金属栅线电极。
[0015]根据本专利技术的实施例，所述方法满足以下条件的至少一种：所述第一透明导电层的形成方式、所述第二透明导电层的形成方式彼此独立地选自物理气相沉积法、化学气相沉积法中的任意一种；所述第一透明导电层、所述第二透明导电层的厚度彼此独立地选自70～100nm；形成所述第一透明导电层的材料、形成所述第二透明导电层的材料彼此独立地选自氧化铟掺锡、氧化铟掺钨、氧化铟掺铯、氧化锌掺铝中的至少一种；所述第一金属栅线电极、所述第二金属栅线电极彼此独立地选自银电极、银包铜电极、电镀铜电极中的任意一种；所述第一金属栅线电极的形成方式、所述第二金属栅线电极的形成方式彼此独立地选自丝网印刷、蒸镀、磁控溅射、喷墨打印、电镀、激光转印中的任意一种。
[0016]本专利技术还提供一种太阳电池，所述太阳电池是由前文所述的方法制备得到的。由此，该太阳电池具有前文所述的方法所具有的全部特征和优点，在此不再赘述。此外，该方法还具有操作简单、生产成本低的优点。
附图说明
[0017]图1是本专利技术一个实施例中，制备太阳电池的方法流程图；
[0018]图2是本专利技术一个实施例中，太阳电池的结构示意图；
[0019]图3是本专利技术另一个实施例中，制备太阳电池的方法流程图；
[0020]图4是本专利技术另一个实施例中，太阳电池的结构示意图。
[0021]附图标记说明
[0022]100
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单晶硅片，200
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第一非晶钝化层，300
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第二非晶钝化层，400
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N型掺杂层，500
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P型纳米晶种子层，600
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P型纳米晶掺杂层，700
‑
第一透明导电层，800
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备太阳电池的方法，其特征在于，所述方法包括：提供单晶硅片；在所述单晶硅片相对的两侧分别形成第一非晶钝化层、第二非晶钝化层；在所述第一非晶钝化层远离所述单晶硅片的一侧形成N型掺杂层；在所述第二非晶钝化层远离所述单晶硅片的一侧形成P型纳米晶种子层，形成P型纳米晶种子层的反应气体包括硅烷、氢气、掺杂剂，其中，所述掺杂剂包括乙硼烷、三甲基硼烷、二氧化碳的至少一种；在所述P型纳米晶种子层远离所述第二非晶钝化层的一侧形成P型纳米晶掺杂层。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法满足以下条件的至少之一：当所述掺杂剂包括乙硼烷时，所述乙硼烷的流量与所述硅烷的流量的百分比为0.1～15％；当所述掺杂剂包括三甲基硼烷时，所述三甲基硼烷的流量与所述硅烷的流量的百分比为0.1～15％；当所述掺杂剂包括二氧化碳时，所述二氧化碳的流量与所述硅烷的流量的百分比为10～500％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述P型纳米晶种子层是通过等离子体增强化学气相沉积法、热丝化学气相沉积法、化学气相沉积法中的任意一种形成的。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成所述P型纳米晶种子层时，衬底温度为150～250℃，工艺腔压力为100～600Pa，功率为0.5～10kw。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述P型纳米晶种子层的厚度为0.3～1nm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法满足以下条件的至少一种：所述单晶硅片为N型单晶硅片或P型单晶硅片；所述单晶硅片的厚度为50～300μm；所述第一非晶钝化层、所述第二非晶钝化层彼此独立地选自本征非晶硅层、本征非晶硅氧层、本征非晶硅碳层中的任意一种；所述第一非晶钝化层的形成方式、所述第二非晶钝化层的形成方式彼此独立地选自等离子体增强化学气相沉积法、热丝化学气相沉积法、化学气相沉积法中的任意一种；所述第一非晶钝化层的厚度、所述第二非晶钝化层的厚度彼此独立地选自5～10nm；形成所述第一非晶钝化层、形成所述第二非晶钝化层时，衬底温度为150～250℃，工艺腔压力为10～400Pa。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法满足以下条件的至少一种：所述N型掺杂层为N型非...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晖，张丽平，
申请(专利权)人：通威太阳能成都有限公司，
类型：发明
国别省市：