[发明专利]一种HIT太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及太阳能电池技术领域领域，具体为一种HIT太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1992年三洋公司发明了HIT(Heterojunction with intrinsic Thinlayer)太阳能电池，所谓HIT太阳能电池就是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池，其结构中具有非掺杂即本征的非晶硅薄膜层结构。HIT太阳能电池具有转换效率高、稳定性好的特点。2013年，三洋公司创下了效率为24.7%的世界纪录，国内电池的水平处在19%～20%之间。但是，为了更好的实现HIT太阳能电池的产业化，就其目前的发展状况而言，不仅要进一步提高太阳能电池的转换效率，还迫切的需要降低太阳能电池的制作成本。因此，我们用多晶硅代替单晶硅做衬底，来解决降低电池成本的问题。就目前来说，对于多晶硅衬底的HIT太阳能电池的报导还非常少。

发明内容：

本发明的目的是针对当前技术中采用单晶硅作衬底造成的成本高昂的不足，提供一种HIT太阳能电池及其制备方法，该电池利用多晶硅代替单晶硅做衬底材料，并通过清洗、铝吸杂等工艺对多晶硅衬底进行工艺处理，不仅减少了高成本的单晶硅的使用，大大降低了生产成本，且使得太阳能电池不再受限于圆形的单晶硅衬底，可有效提高太阳能电池组件的平面利用率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种HIT太阳能电池，该电池的组成包括P型多晶硅衬底（P p-Si），在P型多晶硅衬底正面依次沉积的第一本征氢化非晶硅层（i a-Si:H）、N型氢化非晶硅层（N a-Si:H）和第一透明导电薄膜层，透明导电薄膜层上面为正面电极；在P型多晶硅衬底背面依次沉积的本征氢化非晶硅层（i a-Si:H）、P型氢化非晶硅层（P a-Si:H）和第二透明导电薄膜层，第二透明导电薄膜层下面为背面电极；

所述的正面电极为铝栅电极，膜厚15～20μm，栅线间距3mm、宽度0.10～0.12mm；

所述的背面电极为铝栅电极，膜厚15～20μm，栅线间距3mm、宽度0.10～0.12mm。

所述的P型多晶硅衬底（P p-Si）的厚度为100～130um；第一本征氢化非晶硅层（i a-Si:H）的厚度为5～20nm；N型氢化非晶硅层（N a-Si:H）的厚度为50～150nm，第二本征氢化非晶硅层（i a-Si:H）的厚度为5～20nm；P型氢化非晶硅层（P a-Si:H）的厚度为5～20nm；第一、第二透明导电薄膜层的厚度为50～100nm。

本发明的P型多晶硅衬底，其厚度为100～130um，电阻率为1～5Ω·cm，少子寿命1～100us。

所述的HIT太阳能电池的制备方法，该方法包括如下步骤：

1)清洗工艺

利用标准的RCA清洗工艺处理P型多晶硅衬底，去除P型多晶硅衬底表面的颗粒物、有机物以及金属杂质；

2)铝吸杂工艺

首先在经过清洗的P型多晶硅衬底任一面上蒸镀厚度为1～2μm的铝层，蒸铝面即为硅片的正面；然后对硅片进行退火处理，在氩气的气氛中由室温升高到700℃～800℃，保温1-3小时，然后退火降温到室温，升温速度与降温速度均为5-15℃/min；再将P型多晶硅衬底用质量分数为10%的NaOH溶液浸泡处理10～30分钟，腐蚀掉表面的铝层以及合金层；

3)PECVD工艺

采用平板式PECVD方法在P型多晶硅衬底正面依次沉积厚度为5～20nm的本征氢化非晶硅层（i a-Si:H）及厚度为50～150nm的N型氢化非晶硅层（N a-Si:H），然后再在P型多晶硅衬底背面依次沉积厚度为5～20nm的本征氢化非晶硅层（i a-Si:H）及厚度为5～20nm的P型氢化非晶硅层（P a-Si:H），得到多层结构；

4)磁控溅射工艺

采用磁控溅射方法在步骤3）得到的多层结构的两面分别沉积厚度为50～100nm的透明导电薄膜层；

5)丝网印刷工艺

采用丝网印刷技术在步骤4）得到的多层结构的两面分别印刷铝浆，膜厚在15～20μm，然后采用低温烧结制成电极，烧结温度为200℃～300℃，时间为2～4小时，形成铝栅电极，从而最终得到HIT太阳能电池。

本发明的有益效果是：