晶硅柔性电池及其制备方法与流程

文档序号:11136652阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种晶硅柔性电池,其特征在于,所述晶硅柔性电池包括封装膜和设于封装膜内的电池组件,所述电池组件由下至上依次由铝背电极层、单晶硅基底层、圆柱形硅阵列结构层、PN结层、SiNx钝化层和ITO薄膜层组成。

2.根据权利要求1所述的晶硅柔性电池,其特征在于,所述圆柱形硅阵列结构层的阵列单元的直径为1μm~2μm,阵列单元的高为2μm~4μm,相邻阵列单元之间的中心间距为3μm~8μm;和/或,所述PN结层的结深为0.2μm~0.42μm;和/或,所述SiNx钝化层中,Si与N的原子比在0.743与1.014之间,所述SiNx钝化层的厚度为50nm~80nm。

3.根据权利要求1或2所述的晶硅柔性电池,其特征在于,所述单晶硅基底层的厚度为20μm~100μm;和/或,所述ITO薄膜层的光透过率T>90%,电阻率ρ<4×10-4Ω·cm,折射率n为2.1~2.5。

4.一种如权利要求1~3中任一项所述的晶硅柔性电池的制备方法,包括以下步骤:

(1)化学刻蚀:在单晶硅上进行化学刻蚀,刻蚀出圆柱形硅阵列结构,得到圆柱形硅阵列结构层;

(2)扩散:在圆柱形硅阵列结构层上采用扩散工艺制备PN结,得到PN结层;

(3)制备SiNx钝化层:在PN结层上采用PECVD工艺制备SiNx钝化层;

(4)镀ITO薄膜层:在SiNx钝化层上采用PECVD工艺镀ITO薄膜,得到ITO薄膜层;

(5)刻蚀硅背面:在步骤(1)保留的单晶硅背面进行刻蚀剪薄,得到单晶硅基底层;

(6)镀铝背电极:在单晶硅基底层的背面丝网印刷铝浆,经烧结后,得到铝背电极层;

(7)封装:将步骤(1)~(6)分别制备的各结构层组成的电池组件进行封装,得到晶硅柔性电池。

5.根据权利要求4所述的晶硅柔性电池的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,所述扩散工艺包括如下过程:先在O2和N2气氛中于600℃~800℃下氧化3min~5min,然后通POCl3、O2和N2,在扩散温度为800℃~825℃下扩散3min~5min,再升高温度至810℃~835℃,在POCl3、O2和N2气氛中深扩散3min~5min,进一步推深PN结。

6.根据权利要求4所述的晶硅柔性电池的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,所述PECVD工艺的条件为:真空压力为180Pa~230Pa,镀膜温度为430℃~450℃,通入SiH4和NH3,SiH4与NH3的气体流量比为4200∶500,射频功率为3500W~4000W。

7.根据权利要求4~6中任一项所述的晶硅柔性电池的制备方法,其特征在于,所述步骤(6)中,所述烧结过程如下:先将铝浆烘干,烘干温度为100℃~200℃,烘干时间为10min~20min,然后在400℃~450℃下烧结30min~60min,再于600℃~900℃下烧结10min~25min,形成欧姆接触。

8.根据权利要求4~6中任一项所述的晶硅柔性电池的制备方法,其特征在于,所述步骤(7)中,所述封装的材料为聚二甲基硅氧烷。

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