[发明专利]一种面向晶硅太阳电池的电子选择性接触

说明书

本发明是一种面向晶硅太阳电池的电子选择性接触结构，属晶硅太阳电池技术领域。本发明包括如下功能层：晶硅衬底、钝化薄膜、钙钛矿薄膜、缓冲层、透明导电薄膜和电极；其组成顺序方式是：在晶硅衬底上沉积钝化薄膜，钙钛矿薄层沉积在钝化薄膜上，然后缓冲层制备在钙钛矿薄层上，在缓冲层上沉积透明导电薄膜，最后在透明导电薄膜上制备电极。本发明的电子选择性接触可以实现高效的电子选择功能，同时具有低的寄生光学吸收，或者被钙钛矿层吸收的光子能有效转化成电池的光电流并被输出，因而提高晶硅太阳电池的光谱响应，最终提高转换效率。并且该结构有利于实现结构简单、成本低廉的晶硅太阳电池。

技术领域

本发明涉及晶硅太阳电池技术领域，尤其涉及构建晶硅太阳电池的电子选择性接触结构。

背景技术

实现优越的电子选择性接触对于制备高效太阳电池是一个关键因素。目前产业界，主要是基于以下几种常见的方式来实现晶硅太阳电池的电子选择性接触：

（1）在传统晶硅太阳电池中，通过磷源在硅衬底中进行高温扩散（800°C）形成n型重掺杂晶硅薄层。目前这种电池的典型代表是所谓的PERC（即passivated emitter andrear contact）电池。

（2）通过在晶硅表面生长重掺杂的n型非晶硅薄膜实现电子选择性接触，构成异质结太阳电池。这种电池的典型代表是HIT（heterojunction with intrinsic thin layer）电池。

（3）通过在晶硅表面生长超薄氧化硅作为隧穿层，同时配合重掺杂的n型微晶硅或多晶硅来实现载流子的选择性接触，构成所谓的TOPCon太阳电池。

在器件性能方面，尽管这几种电池结构都能实现较高的光电转换效率，但这几种太阳电池载流子的选择需依靠重掺杂的晶硅、非晶硅或多晶硅（微晶硅）。一方面不管是哪种形态的硅，其带隙都较窄（＜2 eV），会对可见光产生吸收；另一方面，重掺杂的硅（不管哪种形态）都具有严重的载流子复合。因而这重掺杂层中的光吸收不能有效转换成太阳电池的光生电流，制约了光谱响应的改善，进而影响转换效率的进一步提高。

此外，传统同质结太阳电池的载流子选择特性仍不够优越，而且金属电极直接与硅接触的区域具有高的缺陷态密度而导致严重的载流子复合，这些因素都制约了开路电压的提高。除了器件性能方面，传统的这几种太阳电池制备或者需要经历高温过程（800°C），较为复杂的制备工艺，或者需要较高昂的初始投资成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出一种面向晶硅太阳电池的电子选择性接触，它可以实现优越的电子选择功能同时能显著提升太阳电池的光谱响应，尤其是短波光谱响应，实现太阳电池高转换效率、低制备成本的目的。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种面向晶硅太阳电池的电子选择性接触结构，其特点是：它包括如下功能层：晶硅衬底、钝化薄膜、钙钛矿薄膜、缓冲层、透明导电薄膜、电极；其组成顺序方式是：在晶硅衬底上沉积钝化薄膜，钙钛矿薄层沉积在钝化薄膜上，然后缓冲层制备在钙钛矿薄层上，接着在缓冲层上沉积透明导电薄膜，最后在透明导电薄膜上制备电极。

上述一种面向晶硅太阳电池的电子选择性接触结构，优选的，所述晶硅衬底为n型或p型晶硅，其厚度为10-500μm。

上述一种面向晶硅太阳电池的电子选择性接触结构，优选的，所述钝化薄膜主要起钝化晶硅表面缺陷的目的，典型材料为本征氢化非晶硅薄膜，二氧化硅薄膜，氧化铝薄膜，氮化硅薄膜，这些材料的厚度为0.5-10nm。