[发明专利]一种异质结太阳电池及其制备方法

说明书

本申请涉及光伏电池技术领域，公开了一种异质结太阳电池及其制备方法，包括以下步骤：以N型单晶硅片为衬底，在N型单晶硅片的正面和反面分别形成二氧化硅隧道钝化层；在N型单晶硅片的正面形成宽带隙的N型多晶碳化硅层；在N型单晶硅片的反面形成P型多晶硅层；在N型单晶硅片的正面和反面分别形成掺硼氧化锌层；在N型单晶硅片的正面和反面的掺硼氧化锌层上形成金属电极。本申请所提供的异质结太阳电池的制备方法，无需制绒工序，从而避免了金属离子对电池片的污染以及KOH废液的处理工序，提升异质结太阳电池的性能同时又降低了生产成本。

技术领域

本申请涉及光伏电池技术领域，主要涉及一种异质结太阳电池及其制备方法。

背景技术

由于异质结太阳电池（HJT电池）技术具有制程工序简单、高开路电压、高转换效率、低制程温度、低温度系数、无光致衰减和电致衰减等优势，得到行业青睐，目前全球已经量产或计划量产异质结太阳电池的企业近30余家，规划产能已超过50GW，实际产能已达到3GW左右。

现有HJT电池技术如图1所示，以N型硅片1（N-Si）作为衬底，在其一侧形成本征富氢非晶硅层2和N型掺杂层3、透明导电层5，在其另一侧形成本征富氢非晶硅层2和P型掺杂层4、透明导电层（TCO）5，透明导电层外侧还设置银电极6以收集电流。现有HJT电池技术的制备工艺主要包括清洗制绒、非晶硅沉积、TCO沉积和丝印固化四个环节。现有HJT电池技术中待解决的技术主要有以下三个方面：

首先，现有HJT电池通过KOH制绒工序在N型硅片1表面形成金字塔结构，以提高N型硅片1对太阳光的散射效果从而提升太阳电池对阳光的吸收能力，但是KOH制绒过程中所引入的金属离子会影响电池性能，而且KOH废液需特殊处理以免污染环境。

其次，现有HJT电池一般采用PECVD工艺制备非晶硅薄膜（包括本征富氢非晶硅层2、N型掺杂层3和P型掺杂层4）以实现钝化效果，但是这种工艺对等离子体场的稳定性以及均匀性要求较高。而且，由于非晶硅薄膜在高于200℃的温度下其性能会发生衰退，这就导致HJT电池在后续制备工艺中只能采用高成本的低温银浆。

最后，现有技术中，透明导电层多采用ITO薄膜（多层氧化铟锡薄膜）作为正反双面的TCO。现有HJT电池一般采用PVD工艺制备ITO薄膜，一方面PVD工艺会对非晶硅薄膜造成损伤，影响其钝化效果；另一方面ITO薄膜的原料中含有稀缺元素In，会导致电池产生成本较高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种异质结太阳电池及其制备方法，旨在解决现有异质结太阳电池制备工艺存在污染环境和生产成本较高的问题。

本申请的技术方案如下：

一种异质结太阳电池的制备方法，其中，包括以下步骤：

（1）以N型单晶硅片为衬底，在N型单晶硅片的正面和反面分别形成二氧化硅隧道钝化层；

（2）在N型单晶硅片的正面形成宽带隙的N型多晶碳化硅层；

（3）在N型单晶硅片的反面形成P型多晶硅层；

（4）在N型单晶硅片的正面和反面分别形成掺硼氧化锌层；

（5）在N型单晶硅片的正面和反面的掺硼氧化锌层上形成金属电极。

本申请中通过优化异质结太阳电池的结构以及工艺组合，使得本申请的异质结太阳电池无需制绒工序，从而避免了金属离子对电池片的污染以及KOH废液的处理工序，提升异质结太阳电池的性能同时又降低了生产成本。

所述的异质结太阳电池的制备方法，其中，所述二氧化硅隧道钝化层的厚度为5-10nm。

采用此厚度的二氧化硅隧道钝化层既可以钝化N型单晶硅片表面的缺陷，又可以形成隧道异质结确保电荷的收集。