薄膜及制备方法、太阳电池及制备方法与光伏组件技术

本发明专利技术公开了一种透明导电氧化物薄膜及制备方法、太阳电池及制备方法与光伏组件。透明导电氧化物薄膜的载流子迁移率为100cm2/V

【技术实现步骤摘要】
薄膜及制备方法、太阳电池及制备方法与光伏组件


[0001]本申请涉及光伏
，特别是涉及一种透明导电氧化物薄膜及其制备方法、太阳电池及其制备方法与光伏组件。

技术介绍

[0002]在光伏领域，太阳电池正迎来前所未有的发展态势。在太阳电池庞大的体量和广阔的市场前景下，如何降低成本是核心要考虑的问题。降低成本可以有很多方式，包括太阳电池效率的提高、硅片尺寸的增加、硅片厚度的降低以及银耗量的减少等，其中太阳电池效率是光伏成本降低的关键。目前具有载流子选择性钝化接触的晶硅太阳电池(TOPCon，HJT)是目前最有前途实现高转换效率的选择，其中HJT（异质结）电池具有生产流程少、双面率高等技术优势应用广泛。
[0003]对透明导电氧化物薄膜(TCO)的优化是提高异质结电池效率的关键之一。在光伏领域，应用较多的是基于氧化锡(Sn02)，氧化锌(ZnO)，氧化铟(In2O3)的透明导电氧化物薄膜。透明导电氧化物薄膜的电导率取决于载流子迁移率以及载流子浓度。载流子迁移率和载流子浓度越高，电导率也越高。但较高的载流子浓度会造成自由载流子吸收不利于光学透明度。因此高的载流子迁移率对于实现透明导电氧化物薄膜在光学和电学特性之间的权衡是至关重要的。基于氧化铟的透明导电氧化物薄膜是目前主流的研究和使用材料，例如，掺锡氧化铟薄膜(ITO)，而掺锡氧化铟薄膜的锡离子掺杂是后过渡金属，其会对载流子的散射机制产生影响，因此掺锡氧化铟薄膜的载流子迁移率很难做到很高。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种透明导电氧化物薄膜的制备方法。本专利技术的透明导电氧化物薄膜的制备方法制备得到的透明导电氧化物薄膜能够实现较高的载流子迁移率。
[0005]本申请一实施例提供了一种透明导电氧化物薄膜的制备方法。
[0006]一种透明导电氧化物薄膜的制备方法，包括如下步骤：提供衬底；以及在所述衬底上沉积透明导电氧化物薄膜，其中，在沉积时通入的工艺气体中含有氢气以及氧气，氢气在所述工艺气体中的体积比例为0.5%~5%，氧气在所述工艺气体中的体积比例为5%~40%。
[0007]在其中一些实施例中，所述透明导电氧化物薄膜的材料为过渡金属掺杂的氧化铟材料，其中，过渡金属包括锡、钨、铈、钼、锆、钛、铪、锌以及锰中的一种或几种。
[0008]在其中一些实施例中，所述透明导电氧化物薄膜的制备方法还满足以下条件中的至少一种：（1）在沉积时，采用反应离子沉积工艺；（2）在沉积时，通入的工艺气体中的氢气的体积比例为0.8%~2%；（3）在沉积时，通入的工艺气体中的氧气的体积比例为10%~25%。
[0009]本申请一实施例还提供了一种透明导电氧化物薄膜。
[0010]一种透明导电氧化物薄膜，采用所述透明导电氧化物薄膜的制备方法制备而成。
[0011]本申请一实施例还提供了一种光电器件。
[0012]一种光电器件，所述光电器件包括所述透明导电氧化物薄膜。
[0013]本申请一实施例还提供了一种太阳电池。
[0014]一种太阳电池，所述太阳电池包括所述透明导电氧化物薄膜。
[0015]在其中一些实施例中，所述太阳电池依次包括第一电极、第一透明导电氧化物薄膜、第一掺杂导电半导体层、本征非晶硅层、硅基底、本征非晶硅层、第二掺杂导电半导体层、第二透明导电氧化物薄膜以及第二电极。
[0016]在其中一些实施例中，所述太阳电池还满足以下条件中的至少一种：（1）所述第一掺杂导电半导体层呈氢化非晶、氢化纳米晶、氢化微晶中的一种组成的单层结构或者几种组成的叠层结构，该叠层结构的晶化率和有效掺杂浓度均由硅基底至第一电极方向依次递增；（2）所述第二掺杂导电半导体层呈氢化非晶、氢化纳米晶、氢化微晶中的一种组成的单层结构或者几种组成的叠层结构，该叠层结构的晶化率和有效掺杂浓度均由硅基底至第二电极方向依次递增。
[0017]在其中一些实施例中，所述太阳电池还包括减反射层，所述减反射层位于第一所述透明导电氧化物薄膜远离所述第一掺杂导电半导体层的表面上，所述减反射层包括第一氧化铝层、氮化硅层以及第二氧化铝层。
[0018]本申请一实施例还提供了一种太阳电池的制备方法。
[0019]一种太阳电池的制备方法，包括如下步骤：提供硅基底；在所述硅基底的第一表面与第二表面分别沉积第一透明导电氧化物薄膜、第二透明导电氧化物薄膜，其中，在沉积所述透明导电氧化物薄膜时，通入的工艺气体中含有氢气以及氧气，氢气在所述工艺气体中的体积比例为0.5%~5%，氧气在所述工艺气体中的体积比例为5%~40%；在所述第一透明导电氧化物薄膜、所述第二透明导电氧化物薄膜上分别制备第一电极以及第二电极。
[0020]在其中一些实施例中，所述太阳电池的制备方法包括如下步骤：对所述硅基底的第一表面与第二表面进行清洗制绒；在所述硅基底的第一表面依次沉积本征非晶硅层、第一掺杂导电半导体层、所述第一透明导电氧化物薄膜以及所述第一电极；在所述硅基底的第二表面依次沉积本征非晶硅层、第二掺杂导电半导体层、所述第二透明导电氧化物薄膜以及所述第二电极，依次进行固化处理、退火处理，形成电池前体；以及对所述电池前体依次进行二次退火处理以及光注入。
[0021]在其中一些实施例中，所述太阳电池的制备方法还满足以下条件中的至少一种：（1）采用离子增强化学气相沉积工艺或者热丝化学气相沉积工艺沉积第一表面的以及第二表面的所述本征非晶硅层；
（2）采用离子增强化学气相沉积工艺或者热丝化学气相沉积工艺沉积所述第一掺杂导电半导体层；（3）采用离子增强化学气相沉积工艺或者热丝化学气相沉积工艺沉积所述第二掺杂导电半导体层。
[0022]在其中一些实施例中，所述太阳电池的制备方法还满足以下条件中的至少一种：（1）沉积所述第一掺杂导电半导体层时，所述第一掺杂导电半导体层呈氢化非晶、氢化纳米晶、氢化微晶中的一种组成的单层结构或者几种组成的叠层结构，该叠层结构的晶化率和有效掺杂浓度均由硅基底至第一电极方向依次递增；（2）沉积所述第二掺杂导电半导体层时，所述第二掺杂导电半导体层呈氢化非晶、氢化纳米晶、氢化微晶中的一种组成的单层结构或者几种组成的叠层结构，该叠层结构的晶化率和有效掺杂浓度均由硅基底至第二电极方向依次递增。
[0023]在其中一些实施例中，所述太阳电池的制备方法还满足以下条件中的至少一种：（1）沉积所述第一透明导电氧化物薄膜和/或所述第二透明导电氧化物薄膜时，采用反应离子沉积工艺；（2）沉积所述第一透明导电氧化物薄膜和/或所述第二透明导电氧化物薄膜时，通入的工艺气体中的氢气的体积比例为0.8%~2%；（3）沉积所述第一透明导电氧化物薄膜和/或所述第二透明导电氧化物薄膜时，通入的工艺气体中的氧气的体积比例为10%~25%。
[0024]在其中一些实施例中，所述太阳电池的制备方法还包括如下步骤：在所述硅基底的第一表面沉积所述第一透明导电氧化物薄膜后，还制备减反射层，以及在所述减反射层上制备所述第一电极。
[0025]在其中一些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透明导电氧化物薄膜，其特征在于，所述的透明导电氧化物薄膜的载流子迁移率为100cm2/V
·
S~170cm2/V
·
S，所述透明导电氧化物薄膜的材料为过渡金属掺杂的氧化铟材料，其中，过渡金属包括锡、钨、铈、钼、锆、钛、铪、锌以及锰中的一种或几种。2.一种权利要求1所述的透明导电氧化物薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供衬底；以及在所述衬底上沉积透明导电氧化物薄膜，其中，在沉积时通入的工艺气体中含有氢气以及氧气，氢气在所述工艺气体中的体积比例为0.5%~5%，氧气在所述工艺气体中的体积比例为10%~25%，所述的透明导电氧化物薄膜的载流子迁移率为100cm2/V
·
S~170cm2/V
·
S。3.根据权利要求2所述的透明导电氧化物薄膜的制备方法，其特征在于， 所述透明导电氧化物薄膜的制备方法还满足以下条件中的至少一种：（1）在沉积时，采用反应离子沉积工艺；（2）在沉积时，通入的工艺气体中的氢气的体积比例为0.8%~2%。4.一种光电器件，其特征在于，所述光电器件包括权利要求1所述的或者权利要求2~3任意一项所述的制备方法制备得到的透明导电氧化物薄膜，所述的透明导电氧化物薄膜的载流子迁移率为100cm2/V
·
S~170cm2/V
·
S。5.一种太阳电池，其特征在于，所述太阳电池包括权利要求1所述的或者权利要求2~3任意一项所述的制备方法制备得到的透明导电氧化物薄膜，所述的透明导电氧化物薄膜的载流子迁移率为100cm2/V
·
S~170cm2/V
·
S。6.根据权利要求5所述的太阳电池，其特征在于，所述太阳电池依次包括第一电极、第一透明导电氧化物薄膜、第一掺杂导电半导体层、本征非晶硅层、硅基底、本征非晶硅层、第二掺杂导电半导体层、第二透明导电氧化物薄膜以及第二电极。7.根据权利要求6所述的太阳电池，其特征在于，所述太阳电池还满足以下条件中的至少一种：（1）所述第一掺杂导电半导体层呈氢化非晶、氢化纳米晶、氢化微晶中的一种组成的单层结构或者几种组成的叠层结构，该叠层结构的晶化率和有效掺杂浓度均由硅基底至第一电极方向依次递增；（2）所述第二掺杂导电半导体层呈氢化非晶、氢化纳米晶、氢化微晶中的一种组成的单层结构或者几种组成的叠层结构，该叠层结构的晶化率和有效掺杂浓度均由硅基底至第二电极方向依次递增。8.根据权利要求5~7任意一项所述的太阳电池，其特征在于，所述太阳电池还包括减反射层，所述减反射层位于第一所述透明导电氧化物薄膜远离所述第一掺杂导电半导体层的表面上，所述减反射层包括第一氧化铝层、氮化硅层以及第二氧化铝层。9.一种太阳电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供硅基底；在所述硅基底的第一表面与第二表面分别沉积第一透明导电氧化物薄膜、第二透明导电氧化物薄膜，其中，在沉积所述第一透明导电氧化物薄膜与所述第二透明导电氧化物薄膜时，通入的工艺气体中含有氢气以及氧气，氢气在所述工艺气体中的体积比例为0.5%~5%，氧气在所述工艺气体中的体积比例为10%~25%，所述的第一透明导电氧化物薄膜与所述
第二透明导电氧化物薄膜的载流子迁移率分别为100cm2/V
·
S~170cm2/V
·
S；在所述第一透明导电氧化物薄膜、所述第二透明导电氧化物薄膜上分别制备第一电极以及第二电极。10.根据权利要求9所述的太阳电池的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯承利，孟子博，郭江东，霍亭亭，李宏伟，杨广涛，陈达明，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：