【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能电池领域，具体涉及一种硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构及其制备方法。
技术介绍
1、目前硅基光伏产业主流电池结构perc(passivated emitter and rear solarcell，钝化发射极和背面太阳能电池)，通过在硅片的背面增加一层钝化层，取代了传统的全铝背场，降低了背面的复合速率。由于背钝化层为绝缘层，无法与铝背场形成电极通路，因而需要通过激光在硅片背面开槽，形成局部背表面场。当前，由于该结构背面接触区域金属电极与硅直接接触，因此局部钝化较差，其理论极限效率限制在24.5％左右，工业上转换效率已经接近该极限值，限制了该电池结构的进一步发展。
2、在perc电池的基础上进行技术深化的topcon电池(tunnel oxide passivatedcontact solar cell，隧穿氧化层钝化接触太阳能电池)，通过在电池背面制备一层1～2nm的隧穿氧化层，再沉积一层掺杂多晶硅共同形成钝化接触结构，为硅片的背面提供了良好的全面积钝化，提升了电池的转换效率。该结构设计可以使得硅片表面能带产生弯曲，电子隧穿的几率大幅增加，接触电阻下降，提升了电池的开路电压和短路电流，从而提升电池转化效率。而现阶段晶硅太阳电池的主流研究对象之一hjt电池(hereto-junction withintrinsic thin-layer，硅基异质结太阳能电池)，由于其独特的双面对称结构及本征氢化非晶硅层优秀的钝化效果，具备着转换效率高、双面率高、几乎无光致衰减、温度特性良好等优势。目前最高
3、但是hjt产业化前景依旧面临一些重要挑战，限制其电转换效率的一个主要原因在于电池结构中非晶硅带隙较小，前表面(非晶硅层及透明导电氧化物层)对于短波段的太阳光存在较强的寄生吸收，导致短路电流损失。同时，透明导电氧化物层材料通常为氧化铟锡，其价格昂贵，过度使用还会造成环境问题，因此开发一种无铟的透明导电氧化物材料也是当前研究方向之一。
4、为解决光学寄生吸收问题，选用宽带隙免掺杂材料替代掺杂非晶硅层作为新型电子选择性接触材料，是当前普遍认可的硅基电池研发方向。材料较宽的光学带隙，可以有效减少寄生吸收。其实现良好电学接触的原理是通过硅与传输层接触时的能带带阶作用，使得两种载流子传输能力不对称，以达到载流子选择性传输的目的。但是，一般的单层免掺杂电子选择性传输层材料钝化性能较差，需要额外引入钝化层，导致工艺复杂，并且在工业上需要考虑工艺兼容性。此外，钝化层的引入还会造成额外的寄生光吸收。结合上述论述，探索一种新型透明导电钝化接触结构(无铟)十分重要。
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构及其制备方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、本专利技术第一方面提供了一种硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，包括以下步骤：
4、(1)对n型硅片进行制绒，然后进行标准rca清洗；
5、(2)清洗后的n型硅片一侧制备隧穿钝化层；所述隧穿钝化层取自氧化硅、氧化铝、氧化钛中的一种或叠层；所述叠层为氧化硅、氧化铝、氧化钛中两种及以上的材料进行堆叠，并不限制叠层的具体结构；当所述隧穿钝化层为氧化硅时，制备方法包括含氧气体等离子体表面处理、紫外/臭氧氧化法、rca溶液法、热氧化法、热硝酸法、原子层沉积；当所述隧穿钝化层为氧化硅之外的材料时，制备方法包括离子增强型化学气相沉积法(pecvd)、常压化学气相沉积法(apcvd)、等离子浸没离子注入法、磁控溅射法、原子层沉积法、溶胶凝胶法、脉冲激光沉积法；
6、(3)在隧穿钝化层表面制备电子传输层；所述电子传输层取自掺铝氧化锌、掺硼氧化锌、掺氢氧化锌的一种或叠层；所述叠层为掺铝氧化锌、掺硼氧化锌、掺氢氧化锌中两种及以上的材料进行堆叠，并不限制叠层的具体结构；制备方法包括原子层沉积法、磁控溅射法、热蒸发法、溶胶凝胶法、脉冲激光沉积法；
7、(4)在电子传输层表面制备牺牲层；所述牺牲层取自氧化铝、氮化硅的一种或叠层；所述制备方法包括原子层沉积法、磁控溅射法、离子增强型化学气相沉积法(pecvd)、常压化学气相沉积法(apcvd)；
8、(5)将步骤(4)得到的结构进行退火，退火后牺牲层通过刻蚀去除，得到所述硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构。
9、优选地，所述隧穿钝化层厚度为0.3nm～2.5nm；进一步优选地，所述隧穿钝化层厚度为1nm～2nm。
10、优选地，当所述隧穿钝化层为氧化硅时，制备方法包括以下步骤：将清洗后的n型硅片放入原子层沉积设备腔室中进行等离子体氧化，得到隧穿钝化层。
11、优选地，所述电子传输层厚度为2nm～200nm；进一步优选地，所述电子传输层厚度为2nm～80nm。
12、优选地，当电子传输层为掺铝氧化锌时，制备方法包括以下步骤：通入锌源、氧源、铝源，不同反应物进入原子层沉积设备腔室，在表面化学吸附并反应形成电子传输层。
13、进一步优选地，通入一次锌源和一次氧源完成一次氧化锌循环，所述氧化锌总循环次数为10～250；每通入2～50次所述氧化锌循环后插入1次氧化铝循环。以氧化锌的制备为例，一个完整氧化锌薄膜原子层沉积法的小反应循环包括：(1)脉冲前驱体二乙基锌源进入反应室，并在暴露的衬底表面发生化学吸附反应；(2)用惰性气体吹扫剩余的前驱体；(3)脉冲前驱体氧源(超纯水)进入反应室，在表面进行化学吸附；(4)用惰性气体吹扫剩余的未反应前驱体及副产物。以上四个步骤为一个完整氧化锌薄膜原子层沉积法的小反应循环，此时沉积了一个原子层沉积的氧化锌薄膜，重复数个小反应循环，持续沉积得到一定厚度的氧化锌薄膜。在重复n次氧化锌小反应循环后，插入一个以三甲基铝为铝前驱体、以超纯水为氧源的氧化铝原子层沉积法的小反应循环，并以上述过程统称为一个大循环，(锌源、氧源、铝源脉冲时间一般为30ms～300ms，吹扫时间一般是1～60s)，通过持续沉积大循环得到固定掺杂比例的氧化锌掺铝薄膜。调整上述n值可以实现掺杂比例的精确调控。类似的，将插入的氧化铝沉积小循环改为以三氯化硼为硼前驱体的掺杂步骤，可以实现硼对氧化锌有效可控掺杂。进一步的，将该步骤调整为含氢气体的等离子体处理，可以实现氧化锌的有效可控氢掺杂。这样的技术被称为超循环原子层沉积技术。
14、原子层沉积超循环通过调整上述n值实现掺杂水平的精确调控。以氧化锌掺铝为例，当铝掺杂水平较低即n值较大时，能带匹配较差、且材料体电阻较大使得接触电阻较大，同时由于铝掺杂水平较低，场效应钝化较差导致开路电压较低。因此，适当提升铝掺杂水平有利于能带匹配提高场效应钝化水平，同时可以有效降低接触电阻。但是，随着铝掺杂量的提升，载流子浓度提高，使得寄生吸收增大，不利于效率的提高。若当原子层沉积超循环工艺本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，所述隧穿钝化层厚度为0.3nm～2.5nm。
3.根据权利要求2所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，当所述隧穿钝化层为氧化硅时，制备方法包括以下步骤：将清洗后的n型硅片放入原子层沉积设备腔室中进行等离子体氧化，得到隧穿钝化层。
4.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，所述电子传输层厚度为2nm～200nm。
5.根据权利要求4所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，当电子传输层为掺铝氧化锌时，制备方法包括以下步骤：通入锌源、氧源、铝源，不同反应物进入原子层沉积设备腔室，在表面化学吸附并反应形成电子传输层。
6.根据权利要求5所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，通入一次锌源和一次氧源完成一次氧化
7.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，所述所述牺牲层厚度为5nm～150nm。
8.根据权利要求7所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，当所述牺牲层为氧化铝时，制备方法包括以下步骤：采用原子层沉积法，通入铝源和氧源，沉积氧化铝作为牺牲层。
9.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为350～550℃，退火的时间为5～60min。
10.一种硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法制备得到。
...【技术特征摘要】
1.一种硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，所述隧穿钝化层厚度为0.3nm～2.5nm。
3.根据权利要求2所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，当所述隧穿钝化层为氧化硅时，制备方法包括以下步骤：将清洗后的n型硅片放入原子层沉积设备腔室中进行等离子体氧化，得到隧穿钝化层。
4.根据权利要求1所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，所述电子传输层厚度为2nm～200nm。
5.根据权利要求4所述的硅基异质结太阳能电池的透明导电钝化接触结构的制备方法，其特征在于，当电子传输层为掺铝氧化锌时，制备方法包括以下步骤：通入锌源、氧源、铝源，不同反应物进入原子层沉积设备腔室，在表面化学吸附并反应形成电子传输层。
6.根据权利要求5...
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