一种异质结太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种异质结太阳能电池及其制备方法，所述太阳能电池包括衬底(1)、n+型扩散层(2)、n++型非晶硅薄膜层(3)、本征非晶SiOX层(0<x<2)(4)、P型非晶SiOX(0<x<2)层(5)、TCO薄膜层(6)、电极(7)，所述衬底(1)的背面依次生长n+型扩散层(2)、n++型非晶硅薄膜层(3)、TCO薄膜层(6)，TCO薄膜层(6)上设置电极(7)，所述衬底(1)的正面依次生长本征非晶SiOX(0<x<2)层(4)、P型非晶SiOX(0<x<2)层(5)、TCO薄膜层(6)，TCO薄膜层(6)上设置电极(7)。本发明专利技术提供的异质结太阳能电池，相比传统晶硅电池和HIT电池，具有更高的转换效率和更高的工作稳定性。所述制备方法具有节能、方便实施的特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，所述太阳能电池包括衬底(1)、n+型扩散层(2)、n++型非晶硅薄膜层(3)、本征非晶SiOX层(0<x<2)(4)、P型非晶SiOX(0<x<2)层(5)、TCO薄膜层(6)、电极(7)，所述衬底(1)的背面依次生长n+型扩散层(2)、n++型非晶硅薄膜层(3)、TCO薄膜层(6)，TCO薄膜层(6)上设置电极(7)，所述衬底(1)的正面依次生长本征非晶SiOX(0<x<2)层(4)、P型非晶SiOX(0<x<2)层(5)、TCO薄膜层(6)，TCO薄膜层(6)上设置电极(7)。本专利技术提供的异质结太阳能电池，相比传统晶硅电池和HIT电池，具有更高的转换效率和更高的工作稳定性。所述制备方法具有节能、方便实施的特点。【专利说明】
本专利技术属于光伏太阳能电池
，具体涉及。
技术介绍
能源危机和环境污染问题促进了清洁能源的广泛研究与应用开发。太阳能光伏发电具有资源充足、清洁、安全、寿命长等优点，已成为可再生能源技术中发展最快、最具活力的研究领域。日前市场上的光伏太阳能电池主要有晶体硅(包括单晶硅、多晶硅)、非晶硅薄膜、碲化镉薄膜及铜铟硒薄膜太阳电池等。 其中，晶体硅太阳能电池仍占主流，技术也最为成熟，其光电转化效率已达19.5%，但受到制备工艺限制，其转化效率的提高已经达到极限；而非晶硅太阳能电池虽然生产环节原料及能源消耗比较小，但其转换效率比较低，并且稳定性差。 近年来HIT电池得到了迅速的发展，这种异质结结构的电池综合了晶硅电池和非晶硅电池两者的优点，是一种非常有应用前景的技术。在HIT电池研究及其大规模产业化的过程中，日本的Sanyo公司做出了重要贡献，1991年其在Icm2面积上制备出转化效率为20.0%的HIT电池，2003年，Sanyo公司10cm2电池转化效率达到19.5 %，到2006年，其HIT电池的最高转化效率达到21.8%。2009年5月，Sanyo公司又将HIT池的转化效率提高到23%。被Panasonic收购后的2013年，Sanyo HIT太阳能电池实现了 24.7%的实验室转化效率。 为了进一步提高异质结太阳能电池的转化效率及其长时间工作的稳定性，有必要对其结构及制备方法进行进一步的优化。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，所述异质结太阳能电池具有更高的实际功率输出和良好的温度稳定性。所述制备方法具有低温节能、方便实施的优点。 —种异质结太阳能电池，包括衬底、n+型扩散层、n++型非晶硅薄膜层、本征非晶510)(层(0〈x〈2)、P型非晶Si0x(0〈x〈2)层、TCO薄膜层、电极，其中，所述衬底的背面依次生长n+型扩散层、n++型非晶硅薄膜层、TCO薄膜层，TCO薄膜层上设置电极，所述衬底的正面依次生长本征非晶Si0x(0〈x〈2)层、P型非晶Si0x(0〈x〈2)层、TCO薄膜层，TCO薄膜层上设置电极。 上述异质结太阳能电池，所述衬底的材料为η型单晶硅，所述η+型扩散层通过热扩散POCl3形成，所述TCO薄膜层的材料为ΙΤ0，所述电极通过丝网印刷银浆烧结而成。 上述异质结太阳能电池，所述银浆的成份包括银粉80?90wt %、玻璃粉2?5wt%、有机载体10?20wt%。经烧结后电阻率低于2 μ Ω.cm。 上述异质结太阳能电池，所述电极的宽度为30μηι?60μηι,高度为30μηι?50 μ m。具有低的遮光面积和低的电阻。 上述异质结太阳能电池,所述衬底的厚度为100 μ m?150 μ m。检测其电阻率为2Ω.αιι?18Ω.ο?，晶格方向为100，此条件下得到的电池具有高的开路电压、高的短路电流、良好的绒面结构。 上述异质结太阳能电池，所述η+型扩散层的厚度为Inm?1nm, η++型非晶娃薄膜层的厚度为20nm?30nm,本征非晶Si0x(0〈x〈2)层的厚度为Inm?3nm, P型非晶S1x(0<x<2)层的厚度为3nm?8nm, TCO薄膜层的厚度为10nm?150nm。厚度的选择使电池在表面充分钝化的基础上，具有比较高的短路电流和开路电压性能。 所述TCO薄膜层的方阻为10Ω/ □?30Ω/ □，可以尽量降低对电池串联电阻的影响。 本专利技术同时还提供了一种上述异质结太阳能电池的制备方法，操作步骤依次包括: a.对衬底进行制绒和清洗； b.利用扩散炉在衬底背面扩散POCl3形成n+型扩散层； c.利用PECVD在n+型扩散层上生长n++型非晶硅薄膜层； d.利用PECVD在衬底正面生长本征非晶Si0x(0〈x〈2)层； e.利用PECVD在本征非晶Si0x(0〈x〈2)层上生长P型非晶Si0x(0〈x〈2)层； f.利用磁控溅射分别在n++型非晶硅薄膜表面和P型非晶Si0x(0〈x〈2)层表面溅射TCO薄膜层； g.利用丝网印刷分别在衬底正反面的TCO薄膜层表面印刷银浆，并利用烧结炉对银浆进行烧结。在150?250°C的温度下进行5分钟至35分钟烧结。 上述异质结太阳能电池的制备方法，所述步骤a具体操作依次包括:去有机物、制绒、HNO3表面处理、SCl清洗、SC2清洗、酸洗、风干； 所述步骤b中，通入POCl3作为扩散源并配合使用O2和N2进行扩散，POCl3的扩散浓度为 3x10 15 ?5x10 18kg/cm3 ； 在进行步骤c所述操作之前，要对已形成η.型扩散层的衬底进行预处理，预处理的过程依次包括:SC1清洗、SC2清洗、酸洗、风干； 所述步骤c为在150°C?200°C下通入H2进行界面处理，并通入SiH4、PH3、H2生长n++型非晶硅薄膜层； 所述步骤d为在150°C?200°C下通入SiH4、CO2生长本征非晶Si0x(0〈x〈2)层； 所述步骤e为在150°C?200°C下通入SiH4、B2H6, CO2生长P型非晶Si0x(0〈x〈2)层； 所述步骤f为在射频磁控溅射系统中通入Ar气溅射ITO靶材，通过加入02、H2调节TCO薄膜层的掺杂； 所述步骤g中烧结的温度为150°C?250°C，使印刷之后的电极完成固化过程。 ITO 靶材成分为 90% 的 In2O3,10% 的 SnO2,纯度为 99.999%。 通过加入02、H2调节TCO薄膜层的掺杂过程中，O2占总通气量的1% -10%, H2占总通气量的的1% -8%,控制膜层厚度10nm,方阻低于30 Ω / 口。 上述异质结太阳能电池的制备方法，所述步骤a中，除风干外，每步工艺所用溶液及体积浓度分别为10 % -30 % NH4OH和10 % -40 % H2O2的水溶液、1%-10% KOH和5 % -15 %IPA 的水溶液、30% -60% HNO3 和 1% -10% HF 的水溶液、10% -30% NH4OH 和 10% -40%H2O2 的水溶液、10% -30% HCl 和 10% -40% H2O2 的水溶液、I % -5% HCl 1% -5% HF 的水溶液，每步工艺所用时间分别为3分钟、23分钟、0.5分钟、10分钟、10分钟、3分钟、3分钟。 上述异质结太阳能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异质结太阳能电池，包括衬底(1)、n+型扩散层(2)、n++型非晶硅薄膜层(3)、本征非晶SiOX层(0<x<2)(4)、P型非晶SiOX(0<x<2)层(5)、TCO薄膜层(6)、电极(7)，其特征在于，所述衬底(1)的背面依次生长n+型扩散层(2)、n++型非晶硅薄膜层(3)、TCO薄膜层(6)，TCO薄膜层(6)上设置电极(7)，所述衬底(1)的正面依次生长本征非晶SiOX(0<x<2)层(4)、P型非晶SiOX(0<x<2)层(5)、TCO薄膜层(6)，TCO薄膜层(6)上设置电极(7)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李森，雷青松，薛俊明，王燕增，杜国杰，赵学亮，杨鹏飞，王珊珊，
申请(专利权)人：河北汉盛光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13