[发明专利]一种硅异质结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领域，尤其涉及一种硅异质结太阳能电池及其制备方法。

背景技术

硅异质结太阳能电池由多种膜层构成，主要包括非晶硅膜层和透明导电氧化物(TCO)膜层，TCO膜层一般作为硅异质结太阳能电池的透明电极，其中，非晶硅膜层包括非晶n层，非晶p层和本征i层。

目前，TCO膜层的材料主要包括掺锡氧化铟(ITO)和掺铝氧化锌(AZO)。但这两种材料热稳定性和化学稳定性在长期使用过程中易受环境影响。如：当这两种材料长期处于水汽、氧气或其它化学物质的环境中时，材料的热稳定性和化学稳定性发生变化，不仅会降低太阳能电池的寿命，而且会降低太阳能电池的光电转换率，甚至使太阳能电池丧失光电转换能力。当对材料的热稳定性和化学稳定性影响轻时，导致TCO膜层光学透过率下降，电阻率上升，使异质结太阳能电池片光电转换效率降低；当对材料的热稳定性和化学稳定性影响严重时，会导致TCO膜层和其它膜层脱离，造成界面电阻急剧增加，导致异质结太阳能电池片的光电转换效率急剧下降，甚至使电池完全丧失发电能力。

因此，希望提供一种具有良好热稳定性和化学稳定性的透明电极的硅异质结太阳能电池。

发明内容

本发明提供了一种硅异质结太阳能电池及其制备方法，解决了现有硅异质结太阳能电池的透明电极热稳定性和化学稳定性差的问题。

根据本发明的一方面，提供了一种硅异质结太阳能电池，该电池包括：

晶硅衬底；

非晶硅层，所述非晶硅层沉积在所述晶硅衬底的第一面和第二面；

前电极，所述前电极设置在所述晶硅衬底第一面的非晶硅层上；其中，所述前电极包括：

第一透明电极，所述第一透明电极沉积在所述晶硅衬底第一面的非晶硅层上；

第一金属电极，所述第一金属电极沉积在所述第一透明电极上；

背电极，所述背电极设置在所述晶硅衬底第二面的非晶硅层上，其中，所述背电极包括：

第二透明电极，所述第二透明电极沉积在所述晶硅衬底第二面的非晶硅层上；

第二金属电极，所述第二金属电极沉积在所述第二透明电极上；以及，

其中，所述第一透明电极和/或所述第二透明电极为金属硅化物膜。

可选地，根据本发明的太阳能电池，所述金属硅化物膜的厚度为100～500nm。

可选地，根据本发明的太阳能电池，所述金属硅化物膜由金属硅化物组成，所述金属硅化物为M_xSi_y；其中，M表示金属元素，x和y均选自1～8的自然数。

可选地，根据本发明的太阳能电池，所述金属元素选自下述中的至少一种：镍、钛、钨、钴、锆和钽。

可选地，根据本发明的太阳能电池，所述金属元素为镍时，所述金属硅化物选自下述中的至少一种：硅化二镍、硅化镍和二硅化镍。

可选地，根据本发明的太阳能电池，在所述第一透明电极和所述第一金属电极之间沉积有第一金属膜；和/或

在所述第二透明电极和所述第二金属电极之间沉积有第二金属膜。

可选地，根据本发明的太阳能电池，所述第一金属膜的厚度为5-20nm，所述第二金属膜的厚度为100-500nm。

可选地，根据本发明的太阳能电池，所述第一金属膜和所述第二金属膜由银或铝沉积得到。

可选地，根据本发明的太阳能电池，所述太阳能电池为N型或P型硅异质结太阳能电池。

根据本发明的另一个方面，提供了一种硅异质结太阳能电池的制备方法，该方法包括：

非晶硅层沉积步骤：在晶硅衬底第一面和第二面均沉积非晶硅层；

透明电极生成步骤：在晶硅衬底第一面的非晶硅层上沉积金属层，沉积的金属层与晶硅衬底第一面的非晶硅层发生固相反应生成金属硅化物膜，得到第一透明电极；和/或，在晶硅衬底第二面的非晶硅层上沉积金属层，沉积的金属层与晶硅衬底第二面的非晶硅层发生固相反应生成金属硅化物膜，得到第二透明电极；

金属电极沉积步骤：在所述第一透明电极上沉积第一金属电极，和在所述第二透明电极上沉积第二金属电极。

可选地，根据本发明的制备方法，在透明电极生成步骤，在沉积金属层时，粒子能为5～200ev。

可选地，根据本发明的制备方法，在所述透明电极生成步骤中，所述固相反应为退火反应，所述退火反应发生的条件为：在惰性气体存在下，在压强为1标准大气压、温度为25-240℃时，反应1～24h。