一种异质结太阳电池及其制备方法、电池串及组件技术

本发明专利技术申请公开了一种异质结太阳电池及其制备方法、电池串及组件，可广泛应用于太阳电池技术领域。异质结电池由硅基体/本征非晶硅层/掺杂非晶(或微晶)层构成，通过在本征非晶硅层和掺杂非晶(微晶)层之间设置一层电介质层，起到阻挡一种光生载流子并通过量子隧穿传输另一种光生载流子的作用。相较于传统的异质结电池，可更好地抑制光生载流子的复合，获得更高的开路电压；允许较薄的本征非晶硅层和掺杂非晶(微晶)层，降低寄生性吸收，获得更高的短路电流；更薄的本征非晶硅层也可降低电池串联电阻，提高填充因子。最终，开路电压、短路电流和填充因子的综合提高带来异质结太阳电池效率的提高。池效率的提高。池效率的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种异质结太阳电池及其制备方法、电池串及组件


[0001]本申请涉及太阳电池
，尤其是一种异质结太阳电池及其制备方法、电池串及组件。

技术介绍

[0002]相较于常见的铝背场太阳电池(Al
‑
BSF)、钝化发射极和背面局域接触太阳电池(PERC)以及隧穿钝化接触型太阳电池(TOPCon)，硅基异质结太阳电池(HJT电池)的制备工艺为低温工艺(低于300℃)，制造成本较低，且HJT电池也属于钝化接触太阳电池，即其金属电极不与硅基体直接接触，不会形成载流子复合中心，并且硅基体和本征非晶硅薄膜形成的异质结起到了屏蔽少子的作用，减少了载流子的复合。因此，HJT电池具有较高的电池效率。
[0003]然而，在HJT电池的异质结中，需要设置较厚(一般为5
‑
10nm)的本征非晶硅层才能对少子实现较好的屏蔽效果，降低了HJT电池的填充因子，同时本征非晶硅的吸光系数和寄生性吸收较大，降低了HJT电池的短路电流，限制了HJT电池效率的进一步提升。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种异质结太阳电池及其制备方法、电池串及组件。
[0005]本申请实施例第一方面所采取的技术方案是：
[0006]一种异质结太阳电池，包括：
[0007]硅基体；
[0008]在硅基体的一面上依次堆叠的第一非晶硅层、第一电介质层、第一选择传输层和第一电极层，第一选择传输层为掺杂非晶层或掺杂微晶层；
[0009]在硅基体远离第一非晶硅层的一面上依次堆叠的第二非晶硅层、第二电介质层、第二选择传输层和第二电极层，第二选择传输层为掺杂非晶层或掺杂微晶层；
[0010]其中，第一非晶硅层与所述第二非晶硅层用于钝化硅基体表面的悬挂键，与硅形成异质结；第一选择传输层和第二选择传输层的掺杂类型不相同，分别用于传输与自身掺杂类型相同的光生载流子；第一电介质层用于阻挡与第一选择传输层掺杂类型不同的光生载流子，并通过量子隧穿传输与第一选择传输层掺杂类型相同的光生载流子，第二电介质层用于阻挡与第二选择传输层掺杂类型不同的光生载流子，并通过量子隧穿传输与第二选择传输层掺杂类型相同的光生载流子。
[0011]作为一种可选的实施方式，第一电介质层和所述第二电介质层采用相对介电常数为0.1～20的低介电常数材料制备而成，包括SiOx、SiNx、Al2Ox。
[0012]作为一种可选的实施方式，第一电介质层和所述第二电介质层的厚度为0.1
‑
5nm。
[0013]作为一种可选的实施方式，第一选择传输层与第二选择传输层的材料包括Si、SiOx、SiCx。
[0014]作为一种可选的实施方式，第一选择传输层和第二选择传输层的厚度均为0.1
‑
50nm。
[0015]作为一种可选的实施方式，第一电极层包括第一透明导电层和第一金属电极，第一透明导电层设置在第一选择传输层远离第一电介质层的一侧，第一金属电极设置在第一透明导电层远离第一选择传输层的一侧。
[0016]作为一种可选的实施方式，第二电极层包括第二透明导电层和第二金属电极，第二透明导电层设置在第二选择传输层远离第二电介质层的一侧，第二金属电极设置在第二透明导电层远离第二选择传输层的一侧。
[0017]本申请实施例第二方面所采取的技术方案是：
[0018]一种异质结太阳电池的制备方法，
[0019]包括第一制备方法和第二制备方法，其中，所述第一制备方法包括以下步骤：
[0020]将硅基体进行化学清洗；
[0021]在所述硅基体的一面上沉积第一非晶硅层；
[0022]在所述第一非晶硅层远离所述硅基体的一侧制备第一电介质层；
[0023]在所述第一电介质层远离所述第一非晶硅层的一侧制备第一选择传输层，所述第一选择传输层为掺杂非晶层或掺杂微晶层；
[0024]在所述第一选择传输层远离所述第一电介质层的一侧制备第一电极层中的第一透明导电层；
[0025]在所述硅基体远离所述第一非晶硅层的一面上沉积第二非晶硅层；
[0026]在所述第二非晶硅层远离所述硅基体的一侧制备第二电介质层；
[0027]在所述第二电介质层远离所述第二非晶硅层的一侧制备第二选择传输层，所述第二选择传输层为掺杂非晶层或掺杂微晶层，所述第二选择传输层和所述第一选择传输层的掺杂类型不相同，分别用于传输与自身掺杂类型相同的光生载流子；
[0028]在所述第二选择传输层远离所述第二电介质层的一侧制备第二电极层中的第二透明导电层；
[0029]在所述第一透明导电层上制备第一金属电极，在所述第二透明导电层上制备第二金属电极；
[0030]所述第二制备方法包括以下步骤：
[0031]将硅基体进行化学清洗；
[0032]在所述硅基体一面沉积第一非晶硅层，同时，在所述硅基体的另一面沉积第二非晶硅层；
[0033]在所述第一非晶硅层远离所述硅基体的一侧制备第一电介质层，同时，在所述第二非晶硅层远离所述硅基体的一侧制备第二电介质层；
[0034]在所述第一电介质层远离所述第一非晶硅层的一侧制备第一选择传输层，所述第一选择传输层为掺杂非晶层或掺杂微晶层；
[0035]在所述第二电介质层远离所述第二非晶硅层的一侧制备第二选择传输层，所述第二选择传输层为掺杂非晶层或掺杂微晶层，所述第二选择传输层和所述第一选择传输层的掺杂类型不相同，分别用于传输与自身掺杂类型相同的光生载流子；
[0036]在所述第一选择传输层远离所述第一电介质层的一侧制备第一电极层中的第一
透明导电层，同时，在所述第二选择传输层远离所述第二电介质层的一侧制备第二电极层中的第二透明导电层；
[0037]在所述第一透明导电层上制备第一金属电极，在所述第二透明导电层上制备第二金属电极。
[0038]本申请实施例第三方面所采取的技术方案是：
[0039]一种电池串，电池串由若干个第二方面所述的异质结太阳电池的制备方法制备的异质结太阳电池串联而成。
[0040]本申请实施例第四方面所采取的技术方案是：
[0041]一种电池组件，电池组件为多层板结构，其中多层板结构包括电池层、第一胶联层、第二胶联层、第一玻璃层和第二玻璃层，所述电池层由若干个权利要求9所述的电池串按照预置的连接方式连接得到，所述预置的连接方式包括串联和并联，所述电池层的一面上依次堆叠有所述第一胶联层和所述第一玻璃层，所述电池层的另一面上依次堆叠有所述第二胶联层和所述第二玻璃层。
[0042]本申请实施例的异质结太阳电池及其制备方法、电池串及组件，通过在硅基体和本征非晶硅形成的异质结上设置一层电介质层，针对光生载流子起到了阻挡少子并通过隧穿传输多子的作用，相较于传统的HJT电池，采用较薄的第一非晶硅层和第二非晶硅层即可很好地抑制光生载流子的复合，且抑制效果好于传统HJT电池，提高了短路电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质结太阳电池，其特征在于，包括：硅基体；在所述硅基体的一面上依次堆叠的第一非晶硅层、第一电介质层、第一选择传输层和第一电极层，所述第一选择传输层为掺杂非晶层或掺杂微晶层；在所述硅基体远离所述第一非晶硅层的一面上依次堆叠的第二非晶硅层、第二电介质层、第二选择传输层和第二电极层，所述第二选择传输层为掺杂非晶层或掺杂微晶层；其中，所述第一非晶硅层与所述第二非晶硅层用于钝化所述硅基体表面的悬挂键，与硅形成异质结；所述第一选择传输层和所述第二选择传输层的掺杂类型不相同，分别用于传输与自身掺杂类型相同的光生载流子；所述第一电介质层用于阻挡与所述第一选择传输层掺杂类型不同的光生载流子，并通过量子隧穿传输与所述第一选择传输层掺杂类型相同的光生载流子，所述第二电介质层用于阻挡与所述第二选择传输层掺杂类型不同的光生载流子，并通过量子隧穿传输与所述第二选择传输层掺杂类型相同的光生载流子。2.根据权利要求1所述的一种异质结太阳电池，其特征在于，所述第一电介质层和所述第二电介质层采用相对介电常数为0.1～20的低介电常数材料制备而成包括SiOx、SiNx、Al2Ox。3.根据权利要求2所述的一种异质结太阳电池，其特征在于，所述第一电介质层和所述第二电介质层的厚度为0.1
‑
5nm。4.根据权利要求1所述的一种异质结太阳电池，其特征在于，所述第一选择传输层与所述第二选择传输层的材料包括Si、SiOx、SiCx。5.根据权利要求4所述的一种异质结太阳电池，其特征在于，所述第一选择传输层和所述第二选择传输层的厚度均为0.1
‑
50nm。6.根据权利要求1所述的一种异质结太阳电池，其特征在于，所述第一电极层包括第一透明导电层和第一金属电极，所述第一透明导电层设置在所述第一选择传输层远离所述第一电介质层的一侧，所述第一金属电极设置在所述第一透明导电层远离所述第一选择传输层的一侧。7.根据权利要求1所述的一种异质结太阳电池，其特征在于，所述第二电极层包括第二透明导电层和第二金属电极，所述第二透明导电层设置在所述第二选择传输层远离所述第二电介质层的一侧，所述第二金属电极设置在所述第二透明导电层远离所述第二选择传输层的一侧。8.一种异质结太阳电池的制备方法，其特征在于，包括第一制备方法和第二制备方法，其中，所述第一制备方法包括以下步骤：将硅基体进行化学清洗；在所述硅基体的一面上沉积第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宗涛，陈达明，梁宗存，陈奕峰，洪瑞江，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：