[发明专利]一种高效晶硅非晶硅异质结电池结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶硅/非晶硅异质结电池结构及其制备方法，属于太阳能电池制造技术领域。

背景技术

随着太阳能电池技术的发展，高效电池的开发越来越受重视，其中用非晶硅本征层（a-Si:H(i)）钝化的硅基异质结太阳电池（HJT电池）是重点的研究方向之一；众所周知，硅基异质结太阳电池不仅有高的转化效率、高的开路电压，而且具有低的温度系数、无光致衰减（LID）、无电致衰减（PID）、低的制备工艺温度等优势，另外硅基异质结电池在保证高转化效率的同时，硅片厚度可减薄至100μm，有效减少了硅料耗量，并可用来制备可弯曲电池组件。

然而，对于HJT电池而言，非晶硅起到钝化、形成p-n结的关键作用，对于HJT电池的转换效率起到决定性作用，因此，制备性能优异的非晶硅薄膜是获得高效HJT电池的关键技术，现有技术中，由于HJT电池中非晶硅主要有本征非晶硅和掺杂非晶硅，受光面掺杂非晶硅层由于要保证良好的导电性，通常含氢量较少，带隙较小，因而光的透过率较低，影响光的利用率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在不影响导电性的情况下，提高光的利用率，从而提高光电转换效率的晶硅/非晶硅异质结电池结构及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明的晶硅/非晶硅异质结电池结构，包括硅衬底层以及硅衬底层上层的上本征非晶硅层和硅衬底层下层的下本征非晶硅层，上本征非晶硅层的上层由下往上依次设置有受光面第一掺杂非晶硅层、受光面第二掺杂非晶硅层和上TOC层，下本征非晶硅层的下层由上往下依次设置有第三掺杂非晶硅层和下TOC层。

所述受光面第一掺杂非晶硅层和受光面第二掺杂非晶硅层的厚度均为2-10 nm。

所述受光面第一掺杂非晶硅层的禁带宽度为1.7-1.9 eV，所述受光面第二掺杂非晶硅层的禁带宽度为1.5-1.7 eV。

所述上本征非晶硅层和下本征非晶硅层的厚度均为5-15 nm，所述第三掺杂非晶硅层的厚度为5-20 nm，所述上TOC层和下TOC层的厚度均为70-120 nm。

一种如上述的晶硅/非晶硅异质结电池制备方法，包括以下步骤：

A、对N型单晶硅片进行制绒处理，形成金字塔绒面，去除杂质离子及进行表面清洁；

B、通过气相沉积制备正背面的上本征非晶硅层和下本征非晶硅层，上本征非晶硅层和下本征非晶硅层的厚度为5-15nm；

C、在下本征非晶硅层表面使用气相沉积制备n型非晶硅层，即第三掺杂非晶硅层，其厚度为5-20nm；

D、在上本征非晶硅层表面使用气相沉积制备两层p型掺杂非晶硅层，作为受光面，即受光面第一p型掺杂非晶硅层、受光面第二p型掺杂非晶硅层，其厚度均为2-10 nm，厚度优选为5 nm，另外，受光面第一掺杂非晶硅层的禁带宽度为1.7-1.9 eV，优选为1.8 eV，受光面第二掺杂非晶硅层的禁带宽度为1.5-1.7 eV，优选为1.6 eV；

E、使用磁控溅射方法沉积上TCO导电膜（TOC层）和下TCO导电膜，厚度为70-120nm；

F、通过丝网印刷形成正背面银金属电极，主栅宽度为0.1-2mm，主栅数目为2-20，正背面银副栅线宽度为20-70μm，线数为80-250；

G、烧结使金属与硅之间形成良好的欧姆接触；

H、进行测试电池的电性能。

上述的晶硅/非晶硅异质结电池结构及其制备方法，使用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）或热丝化学气相沉积（HWCVD）制备两层所述受光面掺杂非晶硅膜。

上述的晶硅/非晶硅异质结电池结构及其制备方法，双层受光面非晶硅膜在一次工艺过程中完成，使用硅烷、氢气、掺杂气体（含有硼或磷元素的气体）反应生成。

采用上述的结构和方法后，由于设置的两层受光面掺杂非晶硅层并且通过在制备过程中通过调整工艺参数实现受光面双掺杂非晶硅层，使其膜层同时具有优异的光学性能和电学性能，由此在不影响HJT电池受光面掺杂非晶硅导电性的情况下，提高了该掺杂非晶硅层的带隙，提高了光的利用率，从而了提高HJT电池的光电转换效率。

附图说明

图1为本发明晶硅/非晶硅异质结电池结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对发明晶硅/非晶硅异质结电池结构及其制备方法作进一步详细说明。