异质结太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及太阳能电池领域，具体公开了一种异质结太阳能电池，其包括晶体硅片，依次位于晶体硅片的一侧上的第一本征层、第一掺杂非晶硅层、第一透明导电层、及第一电极，以及位于晶体硅片的另一侧的第二电极；其中，第一透明导电层为石墨烯插入三氯化铁层。上述异质结太阳能电池，由于采用石墨烯插入三氯化铁层作为第一透明导电层，在保持高透射率的情况下，其薄膜电阻值大大降低，其导电率大大提高，进而使异质结太阳能电池的转换效率提高。本发明专利技术还公开了一种异质结太阳能电池的制备方法。

Heterojunction solar cell and preparation method thereof

The present invention relates to the field of solar batteries, in particular discloses a heterojunction solar cell, including crystal silicon, crystal silicon side sequentially located on the first intrinsic layer, a first doped amorphous silicon layer, the first transparent conductive layer, and a first electrode, and the other side is located in crystal silicon chip with second electrodes; wherein, the first transparent conductive layer is inserted into the graphene layer of ferric chloride. The heterojunction solar cells, due to the use of graphene into ferric chloride layer as a first transparent conductive layer, while maintaining high transmittance under the condition of the thin film resistance is greatly reduced, its conductivity is greatly improved, and the conversion efficiency of the heterojunction solar cell. The invention also discloses a preparation method of a heterojunction solar cell.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池领域，特别是涉及一种异质结太阳能电池及其制备方法。
技术介绍
异质结太阳能电池(HIT电池)是通过在掺杂非晶硅层与晶体硅衬底之间加入本征层所构建的。异质结太阳能电池既具有晶体硅太阳能电池的高效率和高稳定性，同时由于能耗小，工艺相对简单、温度特性更好，在高温下也能有较高的输出。近年来备受关注，已经成为太阳能电池的主要发展方向之一。由于掺杂非晶硅的导电性较差，所以在异质结太阳能电池的制作过程中，在电极和掺杂非晶硅层之间加一层透明导电层，透明导电层可以有效地增加载流子的收集。透明导电层具有光学透明和导电双重功能，对有效载流子的收集起着关键作用，还可以减少光的反射，起到很好的陷光作用，是很好的窗口层材料。但是，目前的透明导电层的材料一般为金属氧化物，例如氧化铟锡(ITO)、氧化氟锡(FTO)等。在一定的光透射率的要求下，这些材料的导电性还有待提高，以进一步提升光电转化效率。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有的异质结太阳能电池中透明导电层在一定的光透射率的要求下，导电性低，不利于光电转化效率提升的问题，提供一种透明导电层导电率高、光电转化效率高的异质结太阳能电池。一种异质结太阳能电池，包括：晶体硅片，依次位于所述晶体硅片的一侧上的第一本征层、第一掺杂非晶硅层、第一透明导电层、及第一电极，以及位于所述晶体硅片的另一侧的第二电极；其中，所述第一透明导电层为石墨烯插入三氯化铁层。上述异质结太阳能电池，由于采用石墨烯插入三氯化铁层作为第一透明导电层，在保持高透射率(一般在87％左右)的情况下，其薄膜电阻值可降低为15Ω/□，其导电率大大提高，进而使异质结太阳能电池的转换效率提高。在其中一个实施例中，所述第一透明导电层的厚度为1～15nm。在其中一个实施例中，所述第一本征层为非晶硅。在其中一个实施例中，所述晶体硅片为N型晶体硅片，所述第一掺杂非晶硅层为P型非晶硅层。在其中一个实施例中，所述异质结太阳能电池还包括位于所述第二电极与所述晶体硅片之间的加强电场单元；所述加强电场单元包括依次位于所述晶体硅片的另一侧上的第二本征层、及第二掺杂非晶硅层。在其中一个实施例中，所述第二本征层为非晶硅。在其中一个实施例中，所述异质结太阳能电池还包括位于所述第二电极与所述第二掺杂非晶硅层之间的第二透明导电层。本专利技术还提供了一种上述异质结太阳能电池的制备方法。一种异质结太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：在晶体硅片的一侧形成第一本征层；在所述第一本征层上形成第一掺杂非晶硅层；在所述第一掺杂非晶硅层上形成第一透明导电层；所述第一透明导电层为石墨烯插入三氯化铁层；在所述第一透明导电层上形成第一电极；在所述晶体硅片的另一侧形成第二电极。上述制备方法，工艺容易控制，产能大，有利于异质结太阳能电池的工业化大规模生产。在其中一个实施例中，所述第一本征层和/或所述第一掺杂非晶硅层采用等离子体增强化学气相沉积法形成。在其中一个实施例中，所述第一透明导电层通过湿法转移形成。附图说明图1为本专利技术一实施例的异质结太阳能电池的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。参见图1，本专利技术一实施例的异质结太阳能电池100，包括：晶体硅片110，依次位于晶体硅片110的一侧(图1中的上侧)上的第一本征层121、第一掺杂非晶硅层131、第一透明导电层151、及第一电极161；以及依次位于晶体硅片110的另一侧(图1中的下侧)的第二本征层122、第二掺杂非晶硅层132、第二透明导电层152、及第二电极162。第一透明导电层151为石墨烯插入三氯化铁(GraphExeter)层。在本实施例中，异质结太阳能电池100基本呈对称结构，这样可以减少生产过程中热应力和机械应力，同时有利于晶体硅片110的减薄发展。另外，两面均可以吸收光线使发电量增加。在本专利技术中，晶体硅片110与第一掺杂非晶硅层131构成PN结。晶体硅片110与第二掺杂非晶硅层132构成加强电场(亦叫背电场)。通过加强电场可以进一步提高异质结太阳能电池100的开路电压。当然，可以理解的是，也可以不设加强电场，也就是说不设第二掺杂非晶硅层132。在本实施例中，晶体硅片110为N型晶体硅片(n-c-Si)，对应地，第一掺杂非晶硅层131为P型非晶硅层(p-a-Si)，第二掺杂非晶硅层132为N型非晶硅层(n-a-Si)。当然，可以理解的是，并不局限于上述形式，本专利技术的异质结太阳能电池中，还可以是晶体硅片110为P型，对应地，第一掺杂非晶硅层131为N型，第二掺杂非晶硅层132为P型。在本实施例中，晶体硅片110采用N型晶体硅片(n-c-Si)，可使异质结太阳能电池100的性能更加优越，能够克服采用P型的电池光致衰退现象，另外，其高效复合中心的密度远低于P型，使得电子具有更高的寿命及扩散长度。具体地，晶体硅可以是单晶硅或多晶硅。更具体地，本实施例的晶体硅片110为N型单晶硅片。具体地，晶体硅片110的厚度一般小于200μm。优选地，晶体硅片110的厚度为100～200μm。这样既可以节约硅材料的使用，进而降低成本；又可以提高工艺稳定性。优选地，晶体硅片110的表面为绒面；也就是说，对晶体硅进行制绒。这样可以减小电池表面的反射，使得更多的光子能够被晶体硅片110吸收；同时还具有能够去除晶体硅表面损伤的作用。在本实施例中，绒面为金字塔形状绒面，这样更有利于光线斜射到晶体硅片110的内部，降低电池表面的光的反射率，使得光程变大，吸收的光子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异质结太阳能电池，其特征在于，包括：晶体硅片，依次位于所述晶体硅片的一侧上的第一本征层、第一掺杂非晶硅层、第一透明导电层、及第一电极，以及位于所述晶体硅片的另一侧的第二电极；其中，所述第一透明导电层为石墨烯插入三氯化铁层。

【技术特征摘要】
1.一种异质结太阳能电池，其特征在于，包括：晶体硅片，依次位于所述
晶体硅片的一侧上的第一本征层、第一掺杂非晶硅层、第一透明导电层、及第
一电极，以及位于所述晶体硅片的另一侧的第二电极；
其中，所述第一透明导电层为石墨烯插入三氯化铁层。
2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一透明
导电层的厚度为1～15nm。
3.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一本征
层为非晶硅。
4.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述晶体硅片
为N型晶体硅片，所述第一掺杂非晶硅层为P型非晶硅层。
5.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于，所述异质结太
阳能电池还包括位于所述第二电极与所述晶体硅片之间的加强电场单元；所述
加强电场单元包括依次位于所述晶体硅片的另一侧上的第二本征层、及第二掺
杂非晶硅层。
6.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨乐，张闻斌，王琪，
申请(专利权)人：苏州协鑫集成科技工业应用研究院有限公司，协鑫集成科技苏州有限公司，协鑫集成科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32