一种高效异质结太阳能电池及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种高效异质结太阳能电池及其制作方法，所述电池包括：N型硅片，依次设在硅片正面的第一本征非晶硅层、N型掺杂层以及透明导电层、金属栅线层，依次设在硅片背面的第二本征非晶硅层、P型掺杂层以及透明导电层、金属栅线层。所述N型掺杂层或/和P型掺杂层为多层复合结构，即包括种子层、微晶氧化硅层以及微晶硅层多层复合结构；并具体公开了多层复合结构N型掺杂层和P型掺杂层的制作方法。该多层复合结构具有较大的光学带隙带来电池短路电流的大幅提升同时在与本征钝化层界面处的种子层提高了薄膜生长质量及钝化效果，在与TCO薄膜界面处的N型微晶硅层形成良好接触，使得电池转换效率得到明显提升。得电池转换效率得到明显提升。得电池转换效率得到明显提升。

【技术实现步骤摘要】
一种高效异质结太阳能电池及其制作方法


[0001]本专利技术涉及晶体硅太阳能电池领域，尤其涉及一种高效异质结太阳能电池及其制作方法。

技术介绍

[0002]异质结太阳能电池制备工艺步骤简单，工艺温度低，且产品具有发电量高、稳定性高、无衰减、成本低的优势，随着行业不断的技术进步和政策推动，异质结电池性价比优势显现，有可能替代晶硅太阳能电池成为下一代主流光伏电池。
[0003]目前常规异质结太阳能电池以N型单晶硅片为衬底，掺磷的非晶硅N层作为受光面的窗口层使得电池具有更高的转换效率；为了进一步提高异质结电池效率，现有技术中通过将作为窗口层的非晶硅N层掺入二氧化碳形成具有较宽带隙的N型硅氧薄膜，从而大幅提高电池的短路电流。但是二氧化碳的加入会导致材料的缺陷态密度增加，导电性降低，进而导致电池填充因子明显下降。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种高效异质结太阳能电池及其制作方法，通过采用多层复合结构的N型掺杂层或/和P型掺杂层能够同时提升电池短路电流、开路电压以及填充因子的影响，电池效率得以明显提升。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种高效异质结太阳能电池，所述高效异质结太阳能电池包括：N型硅片，依次设在硅片正面的第一本征非晶硅层、N型掺杂层以及正面透明导电层、正面金属栅线层。依次设在硅片背面的第二本征非晶硅层、P型掺杂层以及背面透明导电层、背面金属栅线层；其特征在于，所述N型掺杂层或/和P型掺杂层为多层复合结构；所述多层复合层结构N型掺杂层包括N面种子层、N型微晶氧化硅层及N型微晶硅层；所述多层复合层结构P型掺杂层包括P面种子层、P型微晶氧化硅层及P型微晶硅层。
[0006]进一步的，所述N面种子层厚度为1
‑
4nm；所述N型微晶氧化硅层厚度为4
‑
8nm，所述N型微晶硅层厚度为1
‑
4nm。
[0007]进一步的，所述P面种子层厚度为1
‑
4nm；所述P型微晶氧化硅层厚度为2
‑
6nm，所述P型微晶硅层厚度为8
‑
20nm。
[0008]本专利技术还提供了一种高效异质结太阳能电池的制作方法，包括以下步骤：
[0009]提供制绒清洗干净的N型硅片；
[0010]在硅片背面通过PECVD沉积第二本征非晶硅层，
[0011]在硅片正面通过PECVD沉积第一本征非晶硅层；
[0012]在硅片正面第一本征非晶硅层上通过PECVD沉积N型掺杂层或依次沉积N面种子层、N型微晶氧化硅层以及N型微晶硅层形成多层复合层结构N型掺杂层；
[0013]在硅片背面第二本征非晶硅层上通过PECVD沉积P型掺杂层或依次沉积P面种子层、P型微晶氧化硅层以及P型微晶硅层形成多层复合层结构P型掺杂层；
[0014]分别在硅片正面N型掺杂层和背面P型掺杂层上通过PVD磁控溅射沉积透明导电层；
[0015]分别在硅片正面和背面的透明导电层上制作金属栅线电极。
[0016]本专利技术还提供一种背接触异质结太阳能电池(HBC)，包含N型单晶硅片，依次设在硅片正面的金字塔绒面、本征非晶硅层、一层增透层。依次设在硅片背面P区表面的本征非晶硅层、P型非晶硅层、透明导电膜层、金属栅线层。依次设在硅片背面N区表面的本征非晶硅层、N型非晶硅层、透明导电膜层、金属栅线层。所述N型非晶硅层采用前述多层复合层结构N型掺杂层替代或/和P型非晶硅层采用多层复合层结构P型掺杂层替代。
[0017]本专利技术提供的高效异质结太阳能电池及其制作方法的有益效果在于：
[0018](1)在N型掺杂层或/和P型掺杂层底层形成未掺杂的种子层，有利于提高后续薄膜生长的质量，同时减轻因掺杂杂质扩散进本征钝化层内带来的钝化效果降低；
[0019](2)N型掺杂层或/和P型掺杂层第二层通过引入二氧化碳掺杂形成N型微晶氧化硅层或/和P型微晶氧化硅层，其光学带隙较大从而增加电池对光的吸收；在PN结界面处能够带来更大的能带弯曲，进而提高电池开路电压；
[0020](3)在N型掺杂层或/和P型掺杂层第三层上不做二氧化碳掺杂从而有利于与后续的TCO薄膜保持良好的电接触，减小串联电阻；
[0021]综上所述，本专利技术提供的高效异质结太阳能电池及其制作方法，其N型掺杂层或/和P型掺杂层采用多层复合结构即N面种子层、N型微晶氧化硅层以及N型微晶硅层复合层或P面种子层、P型微晶氧化硅层以及P型微晶氧化硅层，其较大的光学带隙带来电池短路电流的大幅提升同时在与本征钝化层界面处的种子层提高了薄膜生长质量及钝化效果，在与TCO薄膜界面处的N型微晶硅层或/和P型微晶硅层形成良好接触，使得电池转换效率得到明显提升。
附图说明
[0022]构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0023]图1为本专利技术提供的高效异质结太阳能电池实施例1的结构示意图。
[0024]图2为本专利技术提供的高效异质结太阳能电池实施例2的结构示意图。
[0025]图3为本专利技术提供的高效异质结太阳能电池实施例3的结构示意图。
[0026]图4为本专利技术提供的高效异质结太阳能电池的制作方法的流程图。
[0027]附图标号说明：N型硅片10、第一本征非晶硅层20、N型掺杂层30、正面透明导电层60
‑
1、正面金属栅线层70
‑
1、第二本征非晶硅层40、P型掺杂层50、背面透明导电层60
‑
2、背面金属栅线层70
‑
2、N面种子层31、N型微晶氧化硅层32、N型微晶硅层33、P面种子层51、P型微晶氧化硅层52、P型微晶硅层53。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0029]如图1
‑
3所示，本专利技术提供的一种高效异质结太阳能电池，包括：N型硅片10，依次设在硅片10正面的第一本征非晶硅层20、N型掺杂层30以及正面透明导电层60
‑
1、正面金属栅线层70
‑
1。依次设在硅片10背面的第二本征非晶硅层40、P型掺杂层50以及背面透明导电层60
‑
2、背面金属栅线层70
‑
2；所述N型掺杂层30或/和P型掺杂层50为多层复合结构，所述多层复合层结构N型掺杂层包括N面种子层、N型微晶氧化硅层及N型微晶硅层；所述多层复合层结构P型掺杂层50包括P面种子层51、P型微晶氧化硅层52及P型微晶硅层53。
[0030]所述的N型硅片为单晶硅片或多晶硅片。
[0031]所述N面种子层31厚度为1
‑
4nm；所述N型微晶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效异质结太阳能电池，其特征在于：所述高效异质结太阳能电池包括：N型硅片，依次设在硅片正面的第一本征非晶硅层、N型掺杂层以及正面透明导电层、正面金属栅线层；依次设在硅片背面的第二本征非晶硅层、P型掺杂层以及背面透明导电层、背面金属栅线层；所述N型掺杂层或/和P型掺杂层为多层复合层结构；所述多层复合层结构N型掺杂层包括N面种子层、N型微晶氧化硅层及N型微晶硅层；所述多层复合层结构P型掺杂层包括P面种子层、P型微晶氧化硅层及P型微晶硅层。2.根据权利要求1所述高效异质结太阳能电池，其特征还在于：所述N面种子层厚度为1
‑
4nm；所述N型微晶氧化硅层厚度为4
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8nm；所述N型微晶硅层厚度为1
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4nm。3.根据权利要求1所述高效异质结太阳能电池，其特征还在于：所述P面种子层厚度为1
‑
4nm；所述P型微晶氧化硅层厚度为2
‑
6nm；所述P型微晶硅层厚度为8
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20nm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述高效异质结太阳能电池的制作方法，其特征还在于：包括以下步骤：提供制绒清洗干净的N型硅片；在硅片背面通过PECVD沉积第二本征非晶硅层；在硅片正面通过PECVD沉积第一本征非晶硅层；在硅片正面第一本征非晶硅层上通过PECVD沉积N型掺杂层或依次沉积N面种子层、N型微晶氧化硅层以及N型微晶硅层形成多层复合层结构N型掺杂层；在硅片背面第二本征非晶硅层上通过PECVD沉积P型掺杂层或依次沉积P面种子层、P型微晶氧化硅层以及P型微晶硅层形成多层复合层结构P型掺杂层；分别在硅片正面N型掺杂层和背面P型掺杂层上通过PVD磁控溅射沉积透明导电层；分别在硅片正面和背面的透明导电层上制作金属栅线电极。5.根据权利要求4所述高效异质结太阳能电池的制作方法，其特征还在于：所述沉积N面种子层和P面种子层的工艺过程为先预设PECVD成膜温度150
‑
250℃，然后通入硅烷和氢气的混合气体，反应气体压力为100
‑
300Pa。6.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张津燕，庄辉虎，曾清华，
申请(专利权)人：福建金石能源有限公司，
类型：发明
国别省市：