[发明专利]一种具有梯度空穴收集层的太阳电池的制备方法

权利要求书

1.一种具有梯度空穴收集层的太阳电池，其特征在于，其由金属栅线电极（E1）、透明导电薄膜（T）、梯度空穴收集层、衬底（S）、背场（N）和背电极（E2）组成；梯度空穴收集层设置在衬底（S）上方，梯度空穴收集层上方为透明导电薄膜（T），透明导电薄膜（T）表面为金属栅线电极（E1），背场（N）和背电极（E2）依次设置在衬底（S）下方；衬底（S）为N型晶体硅片；

所述梯度空穴收集层，由无掺杂氧化镍隔离层（H1）和梯度掺杂氧化镍层（H2）两层构成，梯度掺杂氧化镍层（H2）设置在无掺杂氧化镍隔离层（H1）上方，

无掺杂氧化镍隔离层（H1）的厚度控制在1-10nm，所述的梯度掺杂氧化镍层（H2），为铜、铁、钴、银、碱金属、氮、铑或铱掺杂氧化镍，掺杂浓度范围为10⁵-10²³cm^-3，掺杂浓度自下而上逐渐增加，厚度控制在10-25nm。

2.根据权利要求1所述的具有梯度空穴收集层的太阳电池，其特征在于，其中无掺杂氧化镍隔离层（H1）具有小于10¹⁴ cm^-3 的低缺陷态密度、大于80%的透过率。

3.根据权利要求1所述的具有梯度空穴收集层的太阳电池，其特征在于，背场（N）本征低功函数4.5 eV。

4.根据权利要求3所述的具有梯度空穴收集层的太阳电池，其特征在于，背场（N）为2nm的碳酸铯、氟化铯或氟化锂。

5.根据权利要求1所述的具有梯度空穴收集层的太阳电池，其特征在于，金属栅线电极（E1）为金属银电极，栅线宽度0.1mm，厚度200nm~2μm。

6.如权利要求1所述的具有梯度空穴收集层的太阳电池的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

1）在N型晶体硅片作为衬底（S），将其一面沉积本征低功函数4.5 eV的背场（N）；

2）将步骤1）中得到的带有背场（N）的N型晶体硅片置于真空度溅射设备中，在腔室本底真空度小于10^-3Pa条件下，通入氩气作为溅射辅助气体，控制反应气体压强为1-5 Pa，以氧化镍作为溅射靶材，硅片与靶材间距为7cm，溅射功率在10-40W之间，在硅片的另一面溅射沉积一层1-10nm的氧化镍，得到无掺杂氧化镍隔离层（H1）；

3）将步骤2）得到的带有无掺杂氧化镍隔离层（H1）的硅片置于无掺杂氧化镍靶材与掺杂氧化镍靶材中间，使用双靶同时溅射，其中无掺杂氧化镍靶材溅射功率固定在30-60 W之间；掺杂氧化镍靶材溅射功率初始值设定在30 W，之后调整溅射功率使其每隔 2-10 s增加1 W，当溅射功率增加到60 W时同时结束两个靶材的溅射，得到10~25nm厚度的梯度掺杂氧化镍层（H2）；

4）在梯度掺杂氧化镍层（H2）表面制备透明导电薄膜（T）；

5）在透明导电薄膜（T）表面制备金属栅线电极（E1）；

6）在背场（N）的背面制备背电极（E2）。

7.根据权利要求6所述的具有梯度空穴收集层的太阳电池的制备方法，其特征在于，金属栅线电极（E1）采用真空热蒸发工艺制备；背电极（E2）采用真空热蒸发工艺或丝网印刷工艺制备。

8.根据权利要求6所述的具有梯度空穴收集层的太阳电池的制备方法，其特征在于，

步骤2）中腔室真空度10^-4Pa，通入氩气作为溅射辅助气体，溅射压强1Pa，靶材与样品距离为7cm，溅射功率为20W，溅射沉积一层9nm的无掺杂氧化镍隔离层（H1）；

步骤3）使用双靶同时溅射，其中无掺杂氧化镍靶材溅射功率为40W，使用铜掺杂浓度为10wt.%掺铜氧化镍靶材溅射功率从30 W开始，每隔 3s上升1 W，形成功率逐渐增加的梯度，功率增加到60 W时同时结束两个靶材的溅射，形成一层20nm的梯度掺杂氧化镍层（H2）。