具有氢退火TCO导电膜的异质结电池结构及其制备方法与流程

本发明涉及光伏高效电池技术领域，尤其涉及一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构及其制备方法。

背景技术：

随着光伏技术的快速发展，晶体硅太阳电池的转换效率逐年提高。在当前光伏工业界，单晶硅太阳电池的转换效率已达到20%以上，多晶硅太阳电池的转换效率已达18.5%以上。然而大规模生产的、转换效率达22.5%以上的硅基太阳电池仅美国sunpower公司的背接触太阳电池(interdigitatedbackcontact，ibc)和日本松下公司的带本征薄层的非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(hetero-junctionwithintrinsicthinlayer，hjt)。和ibc太阳电池相比，hjt电池具有能耗少、工艺流程简单、温度系数小等诸多优点，这些也是hjt太阳能电池能从众多高效硅基太阳电池方案中脱颖而出的原因。

当前，我国正在大力推广分布式太阳能光伏发电，由于屋顶资源有限，而且分布式光伏发电需求高转换效率的太阳电池组件，正是由于hjt太阳电池具有高效、双面发电的优势，在分布式光伏电站中表现出广阔的应用前景。

如图1所示，为现有技术的hjt电池片的电极结构，现有hjt电池tco的制备方法直接采用多靶同气体流量、同功率制备，整个tco薄膜性质都是一样的。tco薄膜主要作用是在传输载流子、减反射和保护非晶硅膜层。由于非晶硅薄膜的特性，现有技术在制备tco薄膜时都采用低温沉积，完成制备之后，直接印刷银电极，tco薄膜未经过任何处理，tco导电膜的透过与导电是相矛盾的，无法同时获得高透过率和高导电率，这样制备的tco薄膜无法获得较优的透过率与电导率，从而影响hjt太阳能电池的光电性能。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构及其制备方法，使tco导电膜获得较优的透过率及电导率，提升异质结太阳能电池性能。

本发明的目的是这样实现的：

一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构，它包括硅衬底，所述硅衬底的双面均设有非晶硅本征层，所述非晶硅本征层的外侧均设有非晶硅掺杂层，所述非晶硅掺杂层的外侧均设有tco导电膜；所述tco导电膜外侧经氢退火处理形成退火层。

一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构，所述退火层的外侧均设有若干ag电极。

一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构的制备方法，包括以下内容：

选取基材硅衬底进行制绒、清洗处理；

通过pecvd制备双面非晶硅本征层；

使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层；

使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层；

使用pvd方法沉积双面的tco导电膜，厚度为100nm；

在氢气环境中进行退火；

通过丝网印刷形成正背面ag电极；

固化使得银栅线与tco导电膜之间形成良好的欧姆接触；

进行测试电池的电性能。

一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构的制备方法，退火温度为160~200℃。

一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构的制备方法，退火时间为10~20min。

一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构的制备方法，退火气压为120~300pa。

一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构的制备方法，所述非晶硅本征层厚度为5~10nm。

一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构的制备方法，所述n型非晶硅掺杂层厚度为4~8nm，所述p型非晶硅掺杂层的厚度为7~15nm。

一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构的制备方法，所述tco导电膜的膜厚为70~110nm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在双面沉积完tco导电薄膜之后进行氢气环境退火，可以有效解决低温制备tco薄膜的透过率与电导率相矛盾的问题，使tco导电膜获得较优的透过率及电导率，从而提升hjt太阳能电池的光电性能。

附图说明

图1为现有异质结太阳能电池的结构示意图。

图2为本发明异质结太阳能电池的结构示意图。

其中：

硅衬底1、非晶硅本征层2、非晶硅掺杂层3、tco导电膜4、ag电极5、退火层6。

具体实施方式

实施例1：

参见图2，本发明涉及的一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构，它包括硅衬底1，所述硅衬底1的双面均设有非晶硅本征层2，所述非晶硅本征层2的外侧均设有非晶硅掺杂层3，所述非晶硅掺杂层3的外侧均设有tco导电膜4，所述tco导电膜4外侧经氢退火处理形成退火层6，所述退火层6的外侧均设有若干ag电极5。

所述氢退火处理的退火温度为170℃，退火时间为18min，退火气压为160pa。

本发明涉及的一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构的制备方法，包括以下几个步骤：

（1）对尺寸为156.75mm、厚度为180um的硅衬底1进行制绒、清洗处理；

（2）通过pecvd制备双面本征非晶硅层2，厚度为6nm；

（3）使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层，厚度为6nm；

（4）使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层，总厚度为10nm；

（5）使用pvd方法沉积双面的tco导电膜4，厚度为100nm；

（6）在氢气环境中进行退火，退火温度为170℃，退火时间为18min，退火气压为160pa；

（7）通过丝网印刷形成正背面ag电极5；

（8）固化使得银栅线与tco导电膜4之间形成良好的欧姆接触；

（9）进行测试电池的电性能。

实施例2：

参见图2，本发明涉及的一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构，它包括硅衬底1，所述硅衬底1的双面均设有非晶硅本征层2，所述非晶硅本征层2的外侧均设有非晶硅掺杂层3，所述非晶硅掺杂层3的外侧均设有tco导电膜4，所述tco导电膜4外侧经氢退火处理形成退火层6，所述退火层6的外侧均设有若干ag电极5。

所述氢退火处理的退火温度为185℃，退火时间为14min，退火气压为210pa。

本发明涉及的一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构的制备方法，包括以下几个步骤：

（1）对尺寸为156.75mm、厚度为180um的硅衬底1进行制绒、清洗处理；

（2）通过pecvd制备双面本征非晶硅层2，厚度为6nm；

（3）使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层，厚度为6nm；

（4）使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层，总厚度为10nm；

（5）使用pvd方法沉积双面的tco导电膜4，厚度为100nm；

（6）在氢气环境中进行退火，退火温度为185℃，退火时间为14min，退火气压为210pa；

（7）通过丝网印刷形成正背面ag电极5；

（8）固化使得银栅线与tco导电膜4之间形成良好的欧姆接触；

（9）进行测试电池的电性能。

实施例3：

参见图2，本发明涉及的一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构，它包括硅衬底1，所述硅衬底1的双面均设有非晶硅本征层2，所述非晶硅本征层2的外侧均设有非晶硅掺杂层3，所述非晶硅掺杂层3的外侧均设有tco导电膜4，所述tco导电膜4外侧经氢退火处理形成退火层6，所述退火层6的外侧均设有若干ag电极5。

所述氢退火处理的退火温度为200℃，退火时间为10min，退火气压为250pa。

本发明涉及的一种具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构的制备方法，包括以下几个步骤：

（1）对尺寸为156.75mm、厚度为180um的硅衬底1进行制绒、清洗处理；

（2）通过pecvd制备双面本征非晶硅层2，厚度为6nm；

（3）使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层，厚度为6nm；

（4）使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层，总厚度为10nm；

（5）使用pvd方法沉积双面的tco导电膜4，厚度为100nm；

（6）在氢气环境中进行退火，退火温度为200℃，退火时间为10min，退火气压为250pa；

（7）通过丝网印刷形成正背面ag电极5；

（8）固化使得银栅线与tco导电膜4之间形成良好的欧姆接触；

（9）进行测试电池的电性能。

将本发明的实施例数据与未经氢退火处理的tco导电膜异质结电池结构的现有技术对比，本发明与现有技术的电性能对比参见下表，主要从开路电压voc、短路电流isc和填充因子ff体现，可以得到本发明的太阳能电池电性能参数的提升，使太阳能电池的转换效率eta有绝对0.15%的提升。

。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。