[发明专利]太阳能电池及其制备方法

说明书

本公开提供一种太阳能电池，其包括：半导体衬底；形成在所述半导体衬底的第一侧的第一本征层；形成在所述第一本征层上的掺杂层；形成在所述掺杂层上的前电极；形成在所述半导体衬底的第二侧的第二本征层；形成在所述第二本征层上的缓冲层；以及形成在所述缓冲层上的金属背电极。相应地，提供一种太阳能电池的制备方法。本公开中，采用缓冲层/金属背电极替代了传统HIT太阳能电池中的N型掺杂层/透明导电层，改善了电池的长波响应，提高了电池的短路电流密度，进而提高了电池的光电转换效率。

技术领域

本公开涉及太阳能发电技术领域，具体涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术

HIT(Hetero-junction with Intrinsic Thin layer，本征薄膜异质结)太阳能电池指的是异质结非晶硅/晶硅异质结的太阳能电池，是一种利用晶体硅基板和各种薄膜制成的混合型太阳能电池。由于HIT太阳能电池具有较高的光电转换效率，较低的温度系数和相对简单的制备技术，目前已经成为光伏行业研究和开发的热门技术，是最近几年来光伏行业中太阳能电池发展的趋向，是目前主流的高效太阳能电池技术之一。

如图1所示，传统的HIT太阳能电池典型结构为：从受光面至背光面依次设置的TCO(Transparent Conductive Oxide，透明导电氧化物)前电极101、P型氢化非晶硅层102、本征型氢化非晶硅层103、N型硅衬底104、本征型氢化非晶硅层105、N型氢化非晶硅层106和TCO背电极107。发明人发现，传统的HIT太阳能电池的光电转换效率虽然高，但其中N型掺杂层(即N型氢化非晶硅层106)与透明导电层(即TCO背电极107)由于带隙和掺杂/杂质缺陷，都存在对长波段光的寄生吸收，限制了电池的长波响应，从而降低电池的短路电流密度，影响其光电转换效率。

发明内容

为了至少部分解决现有技术中存在的限制电池长波响应的技术问题而完成了本公开。

解决本公开技术问题所采用的技术方案是：

本公开提供一种太阳能电池，其包括：

半导体衬底；

形成在所述半导体衬底的第一侧的第一本征层；

形成在所述第一本征层上的掺杂层；

形成在所述掺杂层上的前电极；

形成在所述半导体衬底的第二侧的第二本征层；

形成在所述第二本征层上的缓冲层；以及

形成在所述缓冲层上的金属背电极。

本公开所述太阳能电池采用缓冲层/金属背电极替代了传统HIT太阳能电池中的掺杂层(例如N型掺杂层)/透明导电层，一方面，由于本公开在第二本征层与金属背电极之间插入缓冲层形成了后肖特基势垒结构，来选择性收集一种载流子，避免了因存在掺杂层和透明导电层产生的对长波段光的寄生吸收问题，改善了电池的长波响应，提高了电池的短路电流密度，进而提高了电池的光电转换效率；另一方面，缓冲层减少了表面态的对电池开路电压和填充因子等参数的影响。具体而言，发明人发现，如果金属背电极和第二本征层直接接触时，由于表面态的影响，电池的开路电压和填充因子衰减很多。通过在吸收层和金属电极之间引入缓冲层来消除和降低表面态的影响，从而解决这个问题。

可选地，所述缓冲层采用功函数低于4.0eV的材质。

可选地，所述缓冲层采用禁带宽度大于3.0eV的材质。

可选地，所述缓冲层的材质为LiF、Ce₂(CO₃)₃或NaF。

可选地，所述缓冲层的厚度满足隧穿效应的实现。

可选地，所述缓冲层的厚度范围为1nm～10nm。