一种太阳电池及其制备方法技术

本申请提供了一种太阳电池及其制备方法，属于太阳电池技术领域；太阳电池包括电池基体，电池基体的至少一表面具有透明导电氧化物层，透明导电氧化物层上附着有结合层，结合层具有孔洞，结合层上设置有金属电极，金属电极的靠近结合层的一侧穿过孔洞与透明导电氧化物层连接；可以使金属电极的靠近结合层的一侧具有凸起，该凸起穿过孔洞，凸起的周向与孔洞的孔壁紧密接触，同时穿过孔洞的凸起与透明导电氧化物层连接，从而使透明导电氧化物层与金属电极结合力增大，提升了金属电极和透明导电氧化物层附着效果，改善了金属电极和透明导电氧化物层间的附着性，且不影响金属电极对电流的引出。的引出。的引出。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳电池及其制备方法


[0001]本申请涉及太阳电池
，具体而言，涉及一种太阳电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]采用铜互连技术替代传统丝网银浆印刷是一种太阳电池的金属化降本手段，是目前光伏行业前沿热门的技术之一。铜互联技术是利用磁控溅射的方式在透明导电氧化物层(TCO)上形成金属种子层，然后通过电化学方法在金属种子层表面沉积一层薄金属层以形成金属电极。为了保证低的遮光面积和低的接触电阻，要求制备窄而厚的金属电极。金属电极变窄，会导致金属电极和透明导电氧化物层(TCO)间的附着性变差，增加金属电极和透明导电氧化物层脱离的风险，影响太阳电池电性能。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种太阳电池及其制备方法，以改善金属电极和透明导电氧化物层间的附着性。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种太阳电池，太阳电池包括电池基体，电池基体的至少一表面具有透明导电氧化物层，透明导电氧化物层上附着有具有孔洞的结合层，结合层上设置有金属电极，金属电极的靠近结合层的一侧穿过孔洞与透明导电氧化物层连接。
[0005]在上述实现过程中，通过在金属电极和透明导电氧化物层之间设置结合层，且结合层具有孔洞，金属电极的靠近结合层的一侧穿过孔洞与透明导电氧化物层连接，可以使金属电极的靠近结合层的一侧具有凸起，该凸起穿过孔洞，凸起的周向与孔洞的孔壁紧密接触，同时穿过孔洞的凸起与透明导电氧化物层连接，从而使透明导电氧化物层与金属电极结合力增大，提升了金属电极和透明导电氧化物层附着效果，改善了金属电极和透明导电氧化物层间的附着性，且不影响金属电极对电流的引出。
[0006]结合第一方面，本申请可选的实施方式中，结合层的材料为透明材质；结合层覆盖整个透明导电氧化物层的表面。
[0007]在上述实现过程中，在金属电极附着区域外的结合层在后续的太阳电池封装完成后，能够起到阻挡水汽和钠离子的作用，降低组件在湿热环境下的功率衰减，提高了可靠性，同时由于结合层的材料为透明材质，能够降低对太阳电池的透光度的影响，维持太阳电池的性能。
[0008]结合第一方面，本申请可选的实施方式中，结合层的透光度不小于93％。
[0009]在上述实现过程中，由于结合层覆盖在透明导电氧化物层上，会影响太阳电池的透光度，而透光度越高，太阳电池的性能越好，故结合层透光度越大越好，专利技术人认为控制结合层的透光度不小于93％是一个较佳的，且能够实现的范围。
[0010]结合第一方面，本申请可选的实施方式中，结合层的材质包括SiOx和TiW中的至少一种，其中，x的取值为1
‑
2。
[0011]在上述实现过程中，SiOx和TiW形成的薄膜在可见光波长范围内透过率高，能达到上述的透光度要求，且基本不会对太阳电池造成其他影响，是作为结合层材质的较佳选择，在实际操作中，本领域技术人员可根据实际情况对结合层材质进行选择。
[0012]结合第一方面，本申请可选的实施方式中，结合层的厚度不大于80nm；
[0013]可选的，结合层的厚度为5
‑
80nm。
[0014]在上述实现过程中，控制结合层的厚度不大于80nm，在结合层上形成了金属种子层以后进行退火的过程中，能够使结合层上形成密集的贯穿结合层厚度的微孔洞，同时，金属种子层容易发生运动穿过密集的微孔洞形成凸起(透明导电氧化物层的热稳定性较好，不易发生迁移，因此是金属种子层穿过密集的微孔洞)，该凸起与透明导电氧化物层形成类似弧面接触，从而增大了金属电极与透明导电氧化物层的接触面积，以使金属电极具有很好的导流效果，有利于电流的引出。
[0015]控制结合层的厚度不小于5nm，能够保证结合层具有较好的阻挡水汽和钠离子的能力，降低组件在湿热环境下的功率衰减的可能，同时还能在腐蚀去除金属种子层时减少透明导电氧化物层的损伤。本领域技术人员可根据实际需要选择合适的结合层厚度，例如5nm、10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm和80nm。
[0016]结合第一方面，本申请可选的实施方式中，金属电极包括堆叠设置的金属种子层和金属栅线层，金属种子层穿过结合层的孔洞与透明导电氧化物层连接。
[0017]先形成金属种子层以后进行退火处理，有利于结合层上形成密集孔洞的同时，使金属种子层穿过结合层的孔洞并形成凸起，与透明导电氧化物层连接。
[0018]结合第一方面，本申请可选的实施方式中，所述金属种子层为铜种子层，所述金属栅线层为铜栅线层。
[0019]采用铜作为栅线的材质相对传统的使用银浆来制备栅线的成本更低，能够有效的降低太阳电池的制备成本。
[0020]第二方面，本申请实施例还提供了一种太阳电池的制备方法，方法包括：
[0021]提供电池基体，电池基体至少一表面设有透明导电氧化物层；
[0022]在透明导电氧化物层表面沉积结合层；
[0023]在结合层上沉积金属种子层；
[0024]对形成金属种子层的电池基体进行退火处理，使结合层形成孔洞，金属种子层穿过孔洞与透明导电氧化物层连接；
[0025]在所述金属种子层上电镀形成金属栅线层，得到太阳电池。
[0026]在上述实现过程中，通过在透明导电氧化物层和金属种子层之间设置结合层，并利用退火使得使结合层形成孔洞，同时退火能够使得金属种子层穿过孔洞形成凸起，通过该凸起和透明导电氧化物层实现连接，改变了栅线、透明导电氧化物层和结合层的接触表面的形态，实现金属种子层和透明导电氧化物层接触面积增大，进而实现透明导电氧化物层与金属种子层粘结力增大，提升了栅线和透明导电氧化物层附着效果，改善了栅线和透明导电氧化物层间的附着性。
[0027]结合第二方面，本申请可选的实施方式中，所述结合层的材质包括SiOx和TiW中的至少一种，其中，x的取值为1
‑
2。
[0028]结合第二方面，本申请可选的实施方式中，金属种子层为铜种子层，金属栅线层为
铜栅线层。
[0029]结合第二方面，本申请可选的实施方式中，所述结合层的厚度为5
‑
80nm；退火处理的温度为180
‑
200℃；退火处理的时间为5
‑
30min。
[0030]在上述实现过程中，控制结合层的厚度为5
‑
80nm，同时控制退火处理的温度为180
‑
200℃、时间为5
‑
30min能够使得SiOx和TiW等材质的结合层的表面形成足够多的贯穿的孔洞，进而使得铜种子层穿过结合层的孔洞形成更多的凸起来和透明导电氧化物层实现连接，有效的增加铜种子层和透明导电氧化物层的结合面积，以提高铜栅线的导流效果，同时不会影响硅基体非晶硅层的钝化能力。
[0031]结合第二方面，本申请可选的实施方式中，退火处理的环境为真空环境或惰性气体氛围环境。
[0032]在上述实现过程中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳电池，其特征在于，所述太阳电池包括电池基体，所述电池基体的至少一表面具有透明导电氧化物层，所述透明导电氧化物层上附着有具有孔洞的结合层，所述结合层上设置有金属电极，所述金属电极的靠近所述结合层的一侧穿过所述孔洞与所述透明导电氧化物层连接。2.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述结合层的材料为透明材质；所述结合层覆盖整个所述透明导电氧化物层的表面。3.根据权利要求2所述的太阳电池，其特征在于，所述结合层的透光度不小于93％；可选的，所述结合层的材质包括SiOx和TiW中的至少一种，其中，x的取值为1
‑
2。4.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述结合层的厚度不大于80nm；可选的，所述结合层的厚度为5
‑
80nm。5.根据权利要求1所述的太阳电池，其特征在于，所述金属电极包括堆叠设置的金属种子层和金属栅线层，所述金属种子层穿过所述结合层的孔洞与所述透明导电氧化物层连接；可选的，所述金属种子层为铜种子层，所述金属栅线层为铜栅线层。6.一种太阳电池的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆海川，
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：