【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无单晶硅衬底的背接触电池，具体涉及一种无单晶硅衬底的背接触电池及其制备方法和柔性电池组件。
技术介绍
1、目前，硅基背接触电池需要使用到硅片做衬底（即单晶硅衬底），在硅片的正面形成钝化层与减反层，在硅片的背面形成交替的p型半导体层与n型半导体层以及电极。但是，硅片衬底的成本占电池成本的20-40%；且电极一般用银浆等贵金属，成本较高。
2、而现有的硅基薄膜电池结构中，光吸收利用率较低，特别是长波段的光（800-1300nm）几乎会穿过硅基薄膜，且背面是普通银浆金属电极（其设置在半导体开口区内），该整体结构会导致电流密度急剧下降。
3、需要说明的是，本专利技术的该部分内容仅提供与本专利技术有关的
技术介绍
，而并不必然构成现有技术或公知技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的硅基背接触电池采用硅片和银浆等贵金属电极而导致成本高，硅基薄膜电池的电池性能低的缺陷，提供一种无单晶硅衬底的背接触电池及其制备方法和柔性电池组件，该背接触电池无需采用单晶硅衬底和银浆金属电极，大幅降低电池的成本，且能兼顾实现较高的电流密度和电池转换效率，利于提高柔性电池组件良率。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种无单晶硅衬底的背接触电池，包括依次设置的镍合金基片、半导体分布层、硅薄膜吸收层，所述半导体分布层包括沿镍合金基片正面的宽度方向交替排布的第一半导体层和第二半导体层，镍合金基片上开设绝缘槽且绝缘槽位于第一半导体层和第
3、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述硅薄膜吸收层在0.1wt%的氢氧化钾水溶液中腐蚀速率小于2.5å/s。
4、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述硅薄膜吸收层为本征多晶硅或掺杂多晶硅，掺杂多晶硅为n型或p型。
5、进一步的，所述硅薄膜吸收层为本征多晶硅时的厚度为400-8000nm。
6、进一步的，所述硅薄膜吸收层为掺杂多晶硅时的厚度为400-4000nm，有效掺杂浓度为1016cm-3-1017cm-3。
7、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述镍合金基片中含镍和铬以及杂质元素，以镍合金基片的总质量计，镍含量为30%-45%，铬含量为15%-25%，杂质元素含量为30%-55%。
8、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述镍合金基片的95%以上的面积与半导体分布层接触。
9、优选地，镍合金基片和半导体分布层之间设置微氧化层，微氧化层的厚度为5-15å。
10、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述镍合金基片的厚度为0.3-1mm。
11、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述半导体分布层还包括第一钝化层，第一钝化层位于第一半导体层与硅薄膜吸收层之间且延伸至位于第二半导体层与硅薄膜吸收层之间；第一半导体层包括第一掺杂多晶硅层，第二半导体层包括第二掺杂多晶硅层，第一掺杂多晶硅层和第二掺杂多晶硅层中一个为n型，另一个为p型。
12、在本专利技术的一些优选实施方式中，第一钝化层为隧穿氧化层，第一钝化层的厚度为1-2nm；所述第一掺杂多晶硅层的厚度为40-80nm、宽度为400-800μm、有效掺杂浓度为1019cm-3-1020cm-3，所述第二掺杂多晶硅层的厚度为80-150nm、宽度为100-250μm、有效掺杂浓度为1020cm-3-1021cm-3。
13、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述绝缘槽沿厚度方向延伸至第一钝化层的表面，绝缘槽的宽度为20-100μm。
14、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述无单晶硅衬底的背接触电池还包括在所述硅薄膜吸收层正面依次设置的第二钝化层、减反层、胶膜。
15、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述无单晶硅衬底的背接触电池具有以下至少一种结构：
16、结构一、所述胶膜的外表面具有凹凸感纹路；
17、结构二、第二钝化层、减反层、胶膜的厚度之比为1：4-17.5：5555-62500；
18、结构三、第二钝化层的厚度为80-180å，减反层的厚度为80-180nm、优选80-140nm，胶膜的厚度为0.1-0.5mm；
19、结构四、所述减反层为氮化硅层和/或氧化硅层，氮化硅层折射率控制在1.85-2.2之间，氧化硅层的折射率控制在1.4-1.6之间；
20、结构五、所述第二钝化层为本征非晶硅和掺磷非晶硅的组合膜层，或本征非晶硅和掺磷微晶硅的组合膜层，本征非晶硅的膜厚为40-80å，掺磷非晶硅或掺磷微晶硅的厚度为80-150å；
21、结构六、绝缘槽两侧的第一半导体层和第二半导体层之间的电阻大于1kω。
22、第二方面，本专利技术提供一种无单晶硅衬底的背接触电池的制备方法，包括如下步骤：
23、s1、提供镍合金基片，镍合金基片中铜和铁含量之和不高于10%，镍合金基片在900℃以上形变量不大于1.5mm，镍合金基片的电阻率在10-6ω·m以下；
24、s2、先对镍合金基片进行前处理，前处理的条件包括：通入氢气、氩气和含氧气体中的至少一种气体，且控制通入气体总流量为5000-20000sccm，处理温度为300-480℃，处理时间为120-900s；
25、之后在镍合金基片的正面形成第一半导体层；期间控制第一半导体层的膜层沉积速率在0.1-0.2å/s，且在第一半导体层沉积升温前进行抽真空，并控制抽真空的速率在50pa/s-500pa/s；
26、s3、在第一半导体层上进行第一次刻蚀开口，形成第二半导体开口区；
27、s4、在s3所得的结构正面形成第二半导体层，期间控制第二半导体层的膜层沉积速率在0.1-0.2å/s，且在第二半导体层沉积升温前进行抽真空，并控制抽真空的速率在50pa/s-500pa/s；
28、s5、之后在所述第二半导体层上进行第二次刻蚀开口，裸露出第一半导体层，形成第一半导体开口区；
29、s7、在第二半导体层的正面沉积硅薄膜吸收层，硅薄膜吸收层通过沉积后退火形成，且其沉积条件包括：通入硅烷和氢气，控制氢气和硅烷的体积流量比在50-400：1，温度在900℃以上，压力控制在1-20pa；硅薄膜吸收层的厚度为400-8000nm；
30、s10、在镍合金基片的背面第三次刻蚀开口，形成绝缘槽。
31、优选地，s2中含氧气体包括二氧化碳和/或笑气。
32、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述硅薄膜吸收层沉积过程中的沉积速率不高于0.02n本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，包括依次设置的镍合金基片、半导体分布层、硅薄膜吸收层，所述半导体分布层包括沿镍合金基片正面的宽度方向交替排布的第一半导体层和第二半导体层，镍合金基片上开设绝缘槽且绝缘槽位于第一半导体层和第二半导体层之间；其中，镍合金基片中铜和铁含量之和不高于10%，镍合金基片在900℃以上形变量不大于1.5mm，镍合金基片的电阻率在10-6 Ω·m以下，镍合金基片与半导体分布层之间的结合力不低于150MPa，半导体分布层与硅薄膜吸收层之间的结合力不低于260MPa，所述硅薄膜吸收层的晶化率在90%以上，所述硅薄膜吸收层的厚度为400-8000nm。
2.根据权利要求1所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，所述硅薄膜吸收层在0.1wt%的氢氧化钾水溶液中腐蚀速率小于2.5Å/s。
3.根据权利要求1所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，所述硅薄膜吸收层为本征多晶硅或掺杂多晶硅，掺杂多晶硅为N型或P型，其中，所述硅薄膜吸收层为本征多晶硅时的厚度为400-8000nm，所述硅薄膜吸收层为掺杂多晶硅时的厚度为400-400
4.根据权利要求1所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，所述镍合金基片中含镍和铬以及杂质元素，以镍合金基片的总质量计，镍含量为30%-45%，铬含量为15%-25%，杂质元素含量为30%-55%。
5.根据权利要求1所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，所述镍合金基片的95%以上的面积与半导体分布层接触，和/或，所述镍合金基片的厚度为0.3-1mm。
6.根据权利要求1所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，所述半导体分布层还包括第一钝化层，第一钝化层位于第一半导体层与硅薄膜吸收层之间且延伸至位于第二半导体层与硅薄膜吸收层之间；第一半导体层包括第一掺杂多晶硅层，第二半导体层包括第二掺杂多晶硅层，第一掺杂多晶硅层和第二掺杂多晶硅层中一个为N型，另一个为P型。
7.根据权利要求6所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，第一钝化层为隧穿氧化层，第一钝化层的厚度为1-2nm；所述第一掺杂多晶硅层的厚度为40-80nm、宽度为400-800μm、有效掺杂浓度为1019cm-3-1020cm-3，所述第二掺杂多晶硅层的厚度为80-150nm、宽度为100-250μm、有效掺杂浓度为1020cm-3-1021cm-3；
8.根据权利要求1或6所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，所述无单晶硅衬底的背接触电池还包括在所述硅薄膜吸收层正面依次设置的第二钝化层、减反层、胶膜。
9.根据权利要求8所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，所述无单晶硅衬底的背接触电池具有以下至少一种结构：
10.一种无单晶硅衬底的背接触电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
11.根据权利要求10所述的无单晶硅衬底的背接触电池的制备方法，其特征在于，第一半导体层为第一掺杂多晶硅层，第二半导体层为第二掺杂多晶硅层；所述无单晶硅衬底的背接触电池的制备方法还包括：在S5之后，还进行S6、在第二半导体层的外表面形成第一钝化层；然后进行S7；第一钝化层为隧穿氧化层。
12.根据权利要求11所述的无单晶硅衬底的背接触电池的制备方法，其特征在于，所述第一掺杂多晶硅层、第二掺杂多晶硅层的形成各自独立地包括：采用多晶硅沉积后经高温退火形成，其中，多晶硅沉积的条件包括：沉积温度为400-500℃，通入硅烷、掺杂元素气源和氢气，硅烷的体积流量为1000-3000sccm，氢气携带掺杂元素气源的混合气体的体积流量为1000-2500sccm，氢气的体积流量为7000-9000sccm，并控制压力为400-500Pa，电源功率为5-20kW，通断比为1:100-1:500，时间为800-1500s；对应的高温退火的条件包括：通入氮气，氮气的体积流量为5000-15000sccm，退火温度为850-950℃，压力为1000-10000Pa，时间为40-60min；
13.根据权利要求10或11所述的无单晶硅衬底的背接触电池的制备方法，其特征在于，所述硅薄膜吸收层沉积过程中的沉积速率不高于0.02nm/s；
14.根据权利要求10或11所述的无单晶硅衬底的背接触电池的制备方法，其特征在于，S2中含氧气体包括二氧化碳和/或笑气；
15.一种无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，其通过如权利要求10-14中任一项所述的无单晶硅衬底的背接触电池的制备方法制得。
16.一种柔性电...
【技术特征摘要】
1.一种无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，包括依次设置的镍合金基片、半导体分布层、硅薄膜吸收层，所述半导体分布层包括沿镍合金基片正面的宽度方向交替排布的第一半导体层和第二半导体层，镍合金基片上开设绝缘槽且绝缘槽位于第一半导体层和第二半导体层之间；其中，镍合金基片中铜和铁含量之和不高于10%，镍合金基片在900℃以上形变量不大于1.5mm，镍合金基片的电阻率在10-6 ω·m以下，镍合金基片与半导体分布层之间的结合力不低于150mpa，半导体分布层与硅薄膜吸收层之间的结合力不低于260mpa，所述硅薄膜吸收层的晶化率在90%以上，所述硅薄膜吸收层的厚度为400-8000nm。
2.根据权利要求1所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，所述硅薄膜吸收层在0.1wt%的氢氧化钾水溶液中腐蚀速率小于2.5å/s。
3.根据权利要求1所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，所述硅薄膜吸收层为本征多晶硅或掺杂多晶硅，掺杂多晶硅为n型或p型，其中，所述硅薄膜吸收层为本征多晶硅时的厚度为400-8000nm，所述硅薄膜吸收层为掺杂多晶硅时的厚度为400-4000nm，有效掺杂浓度为1016cm-3-1017cm-3。
4.根据权利要求1所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，所述镍合金基片中含镍和铬以及杂质元素，以镍合金基片的总质量计，镍含量为30%-45%，铬含量为15%-25%，杂质元素含量为30%-55%。
5.根据权利要求1所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，所述镍合金基片的95%以上的面积与半导体分布层接触，和/或，所述镍合金基片的厚度为0.3-1mm。
6.根据权利要求1所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，所述半导体分布层还包括第一钝化层，第一钝化层位于第一半导体层与硅薄膜吸收层之间且延伸至位于第二半导体层与硅薄膜吸收层之间；第一半导体层包括第一掺杂多晶硅层，第二半导体层包括第二掺杂多晶硅层，第一掺杂多晶硅层和第二掺杂多晶硅层中一个为n型，另一个为p型。
7.根据权利要求6所述的无单晶硅衬底的背接触电池，其特征在于，第一钝化层为隧穿氧化层，第一钝化层的厚度为1-2nm；所述第一掺杂多晶硅层的厚度为40-80nm、宽度为400-800μm、有效掺杂浓度为1019cm-3-1020cm-3，所述第二掺杂多晶硅层的厚度为80-150nm...
【专利技术属性】
技术研发人员：林楷睿，
申请(专利权)人：金阳泉州新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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