一种硅异质结太阳能电池的制作方法

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种硅异质结太阳能电池。

背景技术：

目前，太阳能电池因其可以将无穷无尽的太阳能转换成电能，满足人们日常的用电需求，而成为目前最有前途的发展方向之一。近年来，硅异质结太阳能电池因制备温度低、转换效率高、低衰减等特点，得到了更加迅速的发展。

在现有技术中，如图1所示，硅异质结太阳能电池包括第一透明电极层10、非晶硅掺杂层20、第一本征层30、晶硅衬底40、第二本征层50、背电场层60、第二透明电极层70、以及第一金属电极80和第一金属电极90。其中，以N型晶硅衬底40为例，非晶硅掺杂层20为P型，因此在晶硅衬底40和非晶硅掺杂层20之间产生了p-n结，形成内建电场，电场方向由N型晶硅衬底40指向P型非晶硅掺杂层20；同时，背电场层60为N型重掺杂非晶硅，因此在背电场层60与晶硅衬底40之间产生了背电场，电场方向由背电场层60指向N型晶硅衬底40；由于内建电场与背电场的电场方向相同，使得开路电压得到了较大地提高，进而提高了硅异质结太阳能电池的光电转换效率。

在硅异质结太阳能电池中，通常将氢化非晶硅a-Si:H材料作为背电场层60，与晶硅衬底40形成背电场，用于提高开路电压，提高硅异质结太阳能电池的光电转化效率。然而，因氢化非晶硅a-Si:H材料电阻率较高，导致与第二透明电极层70的接触效果不佳，影响电池的填充因子，从而影响硅异质结太阳能电池的光电转换效率。

基于此，如何提高背电场层与第二透明电极层的接触性能，进而提高硅异质结太阳能电池的光电转换效率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种硅异质结太阳能电池，用以提高背电场层与第二透明电极层的接触性能。

本实用新型实施例提供的一种硅异质结太阳能电池，包括：晶硅衬底，依次设置于所述晶硅衬底上表面的第一本征非晶硅层、非晶硅掺杂层、第一透明电极层和第一金属电极，以及依次设置于所述晶硅衬底下表面的第二本征非晶硅层、背电场层、第二透明电极层和第二金属电极；其中，

所述背电场层为具有至少两个膜层的层叠结构；

所述背电场层具有的各所述膜层的电阻率沿着从所述第二本征非晶硅层指向所述第二透明电极层的方向呈递减分布。

在一种可能的实施方式中，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述背电场层，具体包括：

与所述第二本征非晶硅层接触的第一背电场层，与所述第二透明电极层接触的第二背电场层。

在一种可能的实施方式中，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述第一背电场层为氢化非晶硅a-Si:H材料；所述第二背电场层为氢化微晶硅μc-Si:H材料、氢化微晶硅锗μc-SiGe:H材料、或氢化微晶锗μc-Ge:H材料。

在一种可能的实施方式中，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述第一背电场层的厚度为5nm-25nm；所述第二背电场层的厚度为5nm-50nm。

在一种可能的实施方式中，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述第一背电场层的电阻率为10欧姆-100欧姆；所述第二背电场层的电阻率为0.1欧姆-0.01欧姆。

在一种可能的实施方式中，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述背电场层，具体包括：

与所述第二本征非晶硅层接触的第一背电场层，与所述第二透明电极层接触的第三背电场层，设置于所述第一背电场层与所述第三背电场层之间的第二背电场层。

在一种可能的实施方式中，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述第一背电场层为氢化非晶硅a-Si:H材料；所述第二背电场层为氢化微晶硅μc-Si:H材料或氢化微晶硅锗μc-SiGe:H材料；所述第三背电场层为氢化微晶锗μc-Ge:H材料。

在一种可能的实施方式中，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述第一背电场层的厚度为5nm-15nm；所述第二背电场层的厚度为5nm-30nm；所述第三背电场层的厚度为5nm-30nm。

在一种可能的实施方式中，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，所述第一背电场层的电阻率为10欧姆-100欧姆；所述第二背电场层的电阻率为1欧姆-0.1欧姆；所述第三背电场层的电阻率为0.01欧姆-0.001欧姆。

在一种可能的实施方式中，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，在所述晶硅衬底为P型晶硅时，各所述背电场层均为P型背电场；

在所述晶硅衬底为N型晶硅时，各所述背电场层均为N型背电场。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型实施例提供的一种硅异质结太阳能电池，包括：晶硅衬底，依次设置于晶硅衬底上表面的第一本征非晶硅层、非晶硅掺杂层、第一透明电极层和第一金属电极，以及依次设置于晶硅衬底下表面的第二本征非晶硅层、背电场层、第二透明电极层和第二金属电极；其中，背电场层为具有至少两个膜层的层叠结构；背电场层具有的各膜层的电阻率沿着从第二本征非晶硅层指向第二透明电极层的方向呈递减分布。因此，通过对背电场层的层叠设置，且各背电场层的电阻率呈递减分布，避免了因背电场层的电阻率过大而导致的与第二透明电极层之间产生较大的接触电阻，较大地提高了背电场层与第二透明电极层之间的接触性能，实现了良好的欧姆接触，进而提高硅异质结太阳能电池的光电转换效率。

附图说明

图1为现有技术中的硅异质结太阳能电池的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种硅异质结太阳能电池的结构示意图之一；

图3为本实用新型实施例提供的一种硅异质结太阳能电池的结构示意图之二；

图4为本实用新型实施例提供的一种硅异质结太阳能电池的结构示意图之三。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的，技术方案，和优点更加清晰，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

当然，附图中指出的各个膜层的厚度不代表任何有关厚度的含义，只是代表该膜层所在的位置。

下面将结合附图详细介绍本实用新型具体实施例提供的硅异质结太阳能电池。

本实用新型实施例提供了一种硅异质结太阳能电池，如图2所示，包括：晶硅衬底400，依次设置于晶硅衬底400上表面的第一本征非晶硅层300、非晶硅掺杂层200、第一透明电极层100和第一金属电极800，以及依次设置于晶硅衬底400下表面的第二本征非晶硅层500、背电场层600、第二透明电极层700和第二金属电极900；其中，

背电场层600为具有至少两个膜层的层叠结构；

背电场层600具有的各膜层的电阻率沿着从第二本征非晶硅层500指向第二透明电极层700的方向呈递减分布。

本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池，为了改善背电场层与第二透明电极层之间的接触性能，避免因背电场层的电阻率过大而导致的与第二透明电极层之间产生较大的接触电阻，将背电场层由单层改进为层叠结构，实现各膜层的电阻率沿着从第二本征非晶硅层指向第二透明电极层的方向呈递减分布，较大地提高了背电场层与第二透明电极层之间的接触性能，形成了良好的欧姆接触，提高了硅异质结太阳能电池的光电转换效率。

需要说明的是，为了便于对太阳能电池结构的理解，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，晶硅衬底400的上表面为入光侧，晶硅衬底400的下表面为背光侧。

在具体实施时，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，背电场层600可以为具有两个膜层的层叠结构，如图3所示，具体包括：与第二本征非晶硅层500接触的第一背电场层601，与第二透明电极层700接触的第二背电场层602。

具体地，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，第一背电场层601可以为氢化非晶硅a-Si:H材料；第二背电场层602可以为氢化微晶硅μc-Si:H材料、氢化微晶硅锗μc-SiGe:H材料、或者是氢化微晶锗μc-Ge:H材料；其中，第一背电场层601还可以是其他氢化非晶材料，第二背电场层602也可以是其他具有较低电阻率的氢化微晶材料，在此不作限定。

具体地，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，第一背电场层601的厚度可以为5nm-25nm；第二背电场层602的厚度可以为5nm-50nm。

较佳地，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，第一背电场层601的电阻率为10欧姆-100欧姆；第二背电场层602的电阻率为0.1欧姆-0.01欧姆。

其中，当第一背电场层601的电阻率为10欧姆-100欧姆时，厚度约为5nm-10nm；当第二背电场层602的电阻率为0.1欧姆-0.01欧姆时，厚度约为10nm-25nm。

在具体实施时，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，背电场层600还可以为具有三个膜层的层叠结构，如图4所示，具体包括：

与第二本征非晶硅层500接触的第一背电场层603，与第二透明电极层700接触的第三背电场层605，设置于述第一背电场层603与第三背电场层605之间的第二背电场层604。

具体地，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，第一背电场层603可以为氢化非晶硅a-Si:H材料；第二背电场层604可以为氢化微晶硅μc-Si:H材料或氢化微晶硅锗μc-SiGe:H材料；第三背电场层605可以为氢化微晶锗μc-Ge:H材料；其中，第一背电场层603还可以是其他氢化非晶材料，第二背电场层604和第三背电场层605也可以是其他具有较低电阻率的氢化微晶材料，在此不作限定。

具体地，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，第一背电场层603的厚度为5nm-15nm；第二背电场层604的厚度为5nm-30nm；第三背电场层605的厚度为5nm-30nm。

较佳地，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，第一背电场层603的电阻率为10欧姆-100欧姆；第二背电场层604的电阻率为1欧姆-0.1欧姆；第三背电场层605的电阻率为0.01欧姆-0.001欧姆。

其中，当第一背电场层603的电阻率为10欧姆-100欧姆时，厚度约为5nm-10nm；当第二背电场层604的电阻率为1欧姆-0.1欧姆时，厚度约为10nm-15nm；当第三背电场层605的电阻率为0.01欧姆-0.001欧姆时，厚度约为10nm-20nm。

具体地，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，不管背电场层600是具有两个膜层的层叠结构，具有三个膜层的层叠结构，还是具有更多膜层的层叠结构，各背电场层厚度的选择同样是非常重要的：首先，各背电场层的厚度越大，相应地将会延长制作工艺时间，降低生产效率；其次，若各背电场层的厚度较小，则会增加各膜层表面的缺陷态密度，增加各膜层之间的接触电阻，进而影响硅异质结太阳能电池的光电转换效率；再次，对于与第二透明电极层700相接触的背电场层，适当的厚度可以使材料达到较好的晶化程度，与第二透明电极层700之间形成良好的欧姆接触，降低接触电阻，提高硅异质结太阳能电池的光电转换效率。

在具体实施时，在本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池中，为了保持背电场的电场方向与内建电场的电场方向相同，提高开路电压，当晶硅衬底400为P型晶硅时，各背电场层均为P型背电场；而当晶硅衬底400为N型晶硅时，各背电场层均为N型背电场；

以背电场层600为具有两个膜层的层叠结构为例，当晶硅衬底400为P型晶硅c-Si(p)材料时，非晶硅掺杂层200为N型氢化非晶硅a-Si:H(n)材料，第一背电场层601为P型氢化非晶硅a-Si:H(p)材料，第二背电场层602可以为P型氢化微晶硅μc-Si:H(p)材料、P型氢化微晶硅锗μc-SiGe:H(p)材料、或者是P型氢化微晶锗μc-Ge:H(p)材料中的任一种材料；当晶硅衬底400为N型晶硅c-Si(n)材料时，非晶硅掺杂层200为P型氢化非晶硅a-Si:H(p)材料，第一背电场层601为N型氢化非晶硅a-Si:H(n)材料，第二背电场层602可以为N型氢化微晶硅μc-Si:H(n)材料、N型氢化微晶硅锗μc-SiGe:H(n)材料、或者是N型氢化微晶锗μc-Ge:H(n)材料中的任一种材料；当然，晶硅衬底400可以为P型晶硅，也可以为N型晶硅，在此不作限定。

本实用新型实施例提供的上述硅异质结太阳能电池，包括：晶硅衬底，依次设置于晶硅衬底上表面的第一本征非晶硅层、非晶硅掺杂层、第一透明电极层和第一金属电极，以及依次设置于晶硅衬底下表面的第二本征非晶硅层、背电场层、第二透明电极层和第二金属电极；其中，背电场层为具有至少两个膜层的层叠结构；背电场层具有的各膜层的电阻率沿着从第二本征非晶硅层指向第二透明电极层的方向呈递减分布。因此，通过对背电场层的层叠设置，且各背电场层的电阻率呈递减分布，避免了因背电场层的电阻率过大而导致的与第二透明电极层之间产生较大的接触电阻，较大地提高了背电场层与第二透明电极层之间的接触性能，实现了良好的欧姆接触，进而提高硅异质结太阳能电池的光电转换效率。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。