一种高效异质结太阳能电池片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效异质结太阳能电池片及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种高效异质结太阳能电池片及其制备方法、光伏组件


[0001]本专利技术涉及异质结电池
，具体而言，涉及一种高效异质结太阳能电池片及其制备方法
、
光伏组件
。

技术介绍

[0002]随着光伏产业的迅速发展，异质结电池的转换效率也逐渐提高，但从制造成本上来看，相对其他技术如
PERC
和
TOPCon
等仍不具备优势，主要一部分就在于其金属化成本较高，原因在于异质结的电池结构和原理决定了其通常只能使用低温银浆，而低温银浆的成本较高
。
[0003]为了降低金属化成本，目前的主要方向有采用低银含的浆料或采用电镀铜的方式
。
低银含的浆料就是采用其他廉价的金属去代替部分银而不影响导电性，然而从目前测试情况来看，低银含的浆料在接触电阻方面的性能并不如纯银浆料，尤其是随着银含量的进一步降低，体电阻和接触电阻都会进一步降低，从而影响接触性，从电池性能上表现为填充因子低
。
电镀铜是采用化学电镀的方式在电池表面形成铜电极，因为形成的铜电极体电阻低
、
接触电阻低
、
高宽比高，填充性能也会有所提高，加上铜的价格远比银的价格低得多，所以是未来降本的主要技术之一
。
然而电镀铜涉及到掩膜，电极性能的好坏与掩膜的效果密切相关，其次就是化学液
、
添加剂的比例等都对其性能影响较大，而目前掩膜
、
添加剂等的开发成本依然较高，再加上工艺的良率低，还涉及化学液的排放，这些都制约了其量产普及
。
[0004]现有技术中研究较多的是低银含浆料逐渐替代纯银浆料，但由于其形成的金属电极的接触电阻略高于纯银浆料，从而导致了电池填充因子的下降，进而导致其电池效率会略有下降，虽然降低了成本，但效率也会有所损失，所以需要通过其他方式来降低接触电阻，提高电导性
。
[0005]如公告号为
CN103985778B
的专利技术专利公开了一种具有选择性发射极的异质结太阳能电池及其制备方法，通过增加选择性发射极来实现电池性能的提升，然而是通过在正面透明导电膜层和轻掺杂
P
型非晶硅层的接触部位，设置多个重掺杂
P
型非晶硅单体，并且分别与正面银栅极的栅线一一对应，分别位于相对应栅线的正下方，从而形成选择性接触
。
而其重掺杂区域是通过掩膜的方式实现的，这就存在几个问题，一是掩膜体的材料增加了成本，二是增加了一道
PECVD
镀膜工序，而
PECVD
设备本身的造价很高，进一步增加了成本，三是掩膜的精度问题，掩膜版与基片之间如果贴合不佳，就会存在绕镀问题，而金属化的间距其实很小，可能绕镀就覆盖了这个部分，相当于没有掩膜，如果要求贴合很好就要求掩膜体超薄，这样造价就会很高
。

技术实现思路

[0006]为克服现有技术中异质结电池由于只能使用低温银浆，相对其他技术如
PERC
和
TOPCon
等金属化成本较高，而使用低银含的浆料会使电池效率下降的问题，本专利技术提供了
一种高效异质结太阳能电池片及其制备方法，从透明导电膜的角度来弥补接触上的损失，并在不影响透明导电膜透过率的同时降低金属化接触电阻，从而达到提升电池效率的目的
。
具体技术方案如下：
[0007]一种高效异质结太阳能电池片，包括硅基体，所述硅基体的正面依次设置有正面本征非晶硅层
、
正面掺杂层
、
正面透明导电薄膜层和正面金属电极；背面依次设置有背面本征非晶硅层
、
背面掺杂层
、
背面透明导电薄膜层和背面金属电极；
[0008]所述正面透明导电薄膜层和背面透明导电薄膜层均包括第一薄膜区域和第二薄膜区域，其中第一薄膜区域的载流子浓度小于第二薄膜区域的载流子浓度，且第一薄膜区域的透过率大于第二薄膜区域的透过率，且第一薄膜区域的功函数与第二薄膜区域的功函数不同
。
[0009]从透明导电膜的角度来弥补接触上的损失，需要提高透明导电薄膜的载流子浓度来降低方阻，从而降低
Rs
的损失，达到
FF
的提升，但透明导电薄膜的载流子浓度增加会影响透明导电薄膜的透过率，导致透过光减少，最终导致
Isc
的损失
。
[0010]这里另辟蹊径，在透明导电薄膜上设置第一薄膜区域和第二薄膜区域，并控制第二薄膜区域和第一薄膜区域的载流子浓度
、
透过率和功函数，在降低透明导电薄膜与金属的接触电阻的同时，不影响见光区域的透明导电薄膜的性质，从而提升电池的填充因子，达到提升电池转换效率的目的
。
[0011]优选地，第一薄膜区域的载流子浓度为5‑
15e19cm
‑3，第二薄膜区域的载流子浓度为
10
‑
30e19cm
‑3。
[0012]优选地，第一薄膜区域的透明导电薄膜在
400
‑
800nm
波长范围内的透过率为
85
‑
95
％，第二薄膜区域的透明导电薄膜在
400
‑
800nm
波长范围内的透过率为
75
‑
85
％
。
[0013]优选地，第一薄膜区域的方阻大于第二薄膜区域的方阻，且满足如下条件：第一薄膜区域的方阻为
50
‑
150
欧姆，第二薄膜区域的方阻
10
‑
100
欧姆
。
[0014]优选地，所述正面掺杂层和背面掺杂层中，其中一层为
n
型掺杂非晶硅
、
微晶硅
、
纳米晶硅
、
氧化硅或碳化硅形成的
n
型掺杂层，另一层为
p
型掺杂非晶硅
、
微晶硅
、
纳米晶硅
、
氧化硅或碳化硅形成的
p
型掺杂层；
[0015]覆盖在
n
型掺杂层表面的第一薄膜区域的功函数小于第二薄膜区域的功函数，和
/
或覆盖在
p
型掺杂层表面的第一薄膜区域的功函数大于第二薄膜区域的功函数
。
[0016]优选地，覆盖在
n
型掺杂层表面的第一薄膜区域的功函数小于第二薄膜区域的功函数，且第二薄膜区域的功函数小于等于金属电极的功函数；
[0017]或覆盖在
p
型掺杂层表面的第一薄膜区域的功函数大于第二薄膜区域的功函数，且第二薄膜区域的功函数大于等于金属电极的功函数
。
[0018]本专利技术还提供了一种高效异质结太阳能电池片的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高效异质结太阳能电池片，其特征在于，包括硅基体，所述硅基体的正面依次设置有正面本征非晶硅层
、
正面掺杂层
、
正面透明导电薄膜层和正面金属电极；背面依次设置有背面本征非晶硅层
、
背面掺杂层
、
背面透明导电薄膜层和背面金属电极；所述正面透明导电薄膜层和背面透明导电薄膜层均包括不被金属覆盖的第一薄膜区域和被金属覆盖的第二薄膜区域，其中第一薄膜区域的载流子浓度小于第二薄膜区域的载流子浓度，且第一薄膜区域的透过率大于第二薄膜区域的透过率，且第一薄膜区域的功函数与第二薄膜区域的功函数不同
。2.
根据权利要求1所述的一种高效异质结太阳能电池片，其特征在于，第一薄膜区域的载流子浓度为5‑
15e19cm
‑3，第二薄膜区域的载流子浓度为
10
‑
30e19cm
‑3。3.
根据权利要求1所述的一种高效异质结太阳能电池片，其特征在于，第一薄膜区域的透明导电薄膜在
400
‑
800nm
波长范围内的透过率为
85
‑
95
％，第二薄膜区域的透明导电薄膜在
400
‑
800nm
波长范围内的透过率为
75
‑
85
％
。4.
根据权利要求1所述的一种高效异质结太阳能电池片，其特征在于，第一薄膜区域的方阻大于第二薄膜区域的方阻，且满足如下条件：第一薄膜区域的方阻为
50
‑
150
欧姆，第二薄膜区域的方阻
10
‑
100
欧姆
。5.
根据权利要求1所述的一种高效异质结太阳能电池片，其特征在于，所述正面掺杂层和背面掺杂层中，其中一层为
n
型掺杂非晶硅
、
微晶硅
、
纳米晶硅
、
氧化硅或碳化硅形成的单层的
n
型掺杂层或多层组合的
n
型掺杂层，另一层为
p
型掺杂非晶硅
、
微晶硅
、
纳米晶硅
、
氧化硅或碳化硅形成的单层
p
型掺杂层或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡玉婷，刘霖，舍赫罗兹，
申请(专利权)人：东方日升江苏新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：