一种异质结太阳能电池的制造方法及异质结太阳能电池的制作方法

文档序号:8284134阅读:450来源:国知局
一种异质结太阳能电池的制造方法及异质结太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及新能源领域,具体涉及一种异质结太阳能电池的制造方法及异质结太阳能电池。
【背景技术】
[0002]太阳能电池也可以称之为光伏电池,其一种利用光生伏特效应将太阳光辐射直接转换为电能的新型发电技术。因其具有原材料充足、清洁、安全、寿命长等优点,被认为是最有前途的可再生的能源技术之一。
[0003]目前晶体硅太阳能电池包括单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和高效晶体硅太阳能电池等。
[0004]单晶硅太阳能电池的转换效率很高,技术较为成熟,但是由于其需要以高纯的单晶硅棒为原料,使得电池的制造成本较大,难以大规模推广应用。
[0005]多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多,其在制造成本上,比单晶硅太阳能电池低。然而,多晶硅太阳能电池的光电转换效率相比单晶硅太阳能电池则较低,以及多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。
[0006]高效晶体娃太阳能电池包括:HIT(Hetero-junct1n with Intrinsic Thinlayer,非晶娃/晶娃异质结)电池、IBC(Interdigitated back contact,全背电极接触晶硅)电池等;其中,HIT太阳能电池是一种利用晶体硅基板和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池,其结合单晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池的优势。该HIT太阳能电池具有制备工艺温度低、转换效率高、高温特性好等特点,是一种低价高效电池,因此,HIT太阳能电池成为目前主流的几种高效太阳能电池技术之一。
[0007]所谓非晶娃/晶娃异质结太阳能电池(HIT:Hetero-junct1n with intrinsicThin layer)结构就是在P型氢化非晶硅与n型硅衬底之间,以及n型氢化非晶硅与n型硅衬底之间分别增加一层本征氢化非晶硅薄膜。采取该工艺措施后,改变了 PN结的性能。因而使转换效率达到25.57%,开路电压达到740mV,并且全部工艺可以在230°C以下实现。
[0008]由此可见,HIT电池之所以能取得这样高的光电转换效率是由于在太阳电池的p-n结中插入一个本征非晶硅层,该本征非晶硅层对晶硅表面的钝化作用使其界面特性得以改善。因此,本征非晶硅层需要具有一定厚度和较宽的光学带隙,使尽可能多的光照可以透射到晶硅区域,进而达到高性能的HIT电池。但是,本征非晶硅层的厚度是影响HIT电池性能重要因素,一方面,由于本征非晶硅层本身导电率较低,因此,本征非晶硅层太厚将会增大电池的串联电阻,使填充因子相应减小,进而使电池转换效率降低;为使晶硅具有良好的陷光效果,需要对晶硅进行制绒处理,由于晶硅制绒处理后其表面粗糙度增加,如果本征非晶硅层太薄,其难以均匀沉积在晶硅表面上,进而不能对异质结界面起到良好的钝化效果,也就无法减小因界面复合而引起的电池效率损失;另一方面,由于本征非晶硅层直接在晶硅表面上沉积形成,会引起晶硅外延生长和混合相生长,导致硅原子结构中产生高缺陷态密度,进而导致界面质量较低。
[0009]基于上述,如何提供一种异质结太阳能电池的制造方法及异质结太阳能电池,能够减小本征非晶硅层厚度对电池性能的影响,并防止本征非晶硅层在晶硅上外延生长和混成相生长,成为亟待解决的技术问题。

【发明内容】

[0010]本申请提供一种异质结太阳能电池的制造方法,以解决上述技术问题。
[0011]本申请提供一种异质结太阳能电池的制造方法,包括:提供基片;在所述基片一侧或两侧形成第一本征缓冲层;在具有所述第一本征缓冲层的基片的两侧形成第二本征缓冲层;在具有所述第二本征缓冲层的基片的两侧形成掺杂层,称为第一掺杂层和第二掺杂层;在具有所述掺杂层的基片的两侧分别形成透明导电层;或在具有所述掺杂层的基片的一侧形成透明导电层,另一侧形成透明导电氧化物/金属复合层。
[0012]优选地,所述第一本征缓冲层和/或第二本征缓冲层设置为单层或多层,并采用化学气相沉积法、热丝气相化学沉积或者热氧化法沉积形成。
[0013]优选地,所述第一本征缓冲层为a-S1x:H本征层,沉积条件为:选用的反应气体为SiHJP CO 2;沉积温度范围大于等于200°C,小于等于230°C ;沉积压力范围为大于等于0.2mbar,小于等于0.8mbar ;SiHji量为范围为大于等于200sccm,小于等于800sccm ;CO 2流量范围为大于等于20sccm,小于等于50sccm ;40MHz甚高频功率密度范围为大于等于0.012W/cm2,小于等于 0.025ff/cm2o
[0014]优选地,所述第一本征缓冲层的厚度范围大于等于lnm,小于等于25nm。
[0015]优选地,所述第二本征缓冲层为a-S1: H本征层,沉积条件为:选用的反应气体为SiH4,沉积温度为范围为大于等于220°C,小于等于230°C,沉积压力为范围为大于等于0.5,小于等于0.7mbar,SiH4流量范围为大于等于400sccm,小于等于800sccm,40MHz甚高频功率密度范围为大于等于0.012W/cm2,小于等于0.025W/cm2。
[0016]优选地,所述第二本征缓冲层的厚度范围为大于等于lnm,小于等于25nm。
[0017]优选地,所述第一掺杂层为P型掺杂层,第二掺杂层为N型掺杂层;或第一掺杂层为N型掺杂层,第二掺杂层为P型掺杂层。
[0018]优选地,所述第一掺杂层为掺杂磷烷的非晶硅层,所述第二掺杂层为掺杂三甲基硼的非晶硅层。
[0019]优选地,在所述透明导电层的沉积材料为氧化铟锡;所述透明导电氧化物/金属复合层的沉积材料为氧化铟锡/银。
[0020]本申请还提供一种异质结太阳能电池,包括:基片;在所述基片的一侧或两侧设置第一本征缓冲层;在具有所述第一本征缓冲层的基片的两侧形成第二本征缓冲层;在具有所述第二本征缓冲层的基片的两侧设置掺杂层;在具有所述掺杂层的基片的两侧分别设置透明导电层;或在具有所述掺杂层的基片的一侧设置透明导电层,另一侧形成透明导电氧化物/金属复合层。
[0021]优选地,所述第一本征缓冲层和/或第二本征缓冲层设置为单层或多层结构。
[0022]优选地,所述第一掺杂层为P型掺杂层,第二掺杂层为N型掺杂层;或第一掺杂层为N型掺杂层,第二掺杂层为P型掺杂层。
[0023]与现有技术相比,本申请具有以下优点:通过在基片上先沉积第一本征缓冲层,以提供较高的禁带宽度,使得光照可以投射到基片内,提升光电转换效率;再在具有该第一本征缓冲层的基片的两侧形成第二本征缓冲层,从而防止第二本征缓冲层在基片上外延生长或混合生长;因此,本申请提供的异质结太阳能电池侧制造方法能够避免电池受到本征层厚度以及外延生长等因素的影响,而导致的光电转换效率下降,从而提升电池性能。
【附图说明】
[0024]图1是本申请提供的一种异质结太阳能电池制造方法的流程图;
[0025]图2是本申请提供的一种异质结太阳能电池制造方法的第一实施例流程图;
[0026]图3是本申请提供的一种异质结太阳能电池制造方法的第二实施例流程图;
[0027]图4是本申请提供的一种异质结太阳能电池的第一实施例的结构示意图;
[0028]图5是本申请提供的一种异质结太阳能电池的第二实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
[0030]异质结太阳能电池(HIT)要求对异质结界面具有良好的钝化效果,从而减小因界面复合而引起的电池效率损失。而在基片上沉积本征层时,需要本征层具有适合的厚度
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