一种异质结太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种异质结太阳能电池。
【背景技术】
[0002]随着光伏产业的迅速发展，市场迫切需求一种工艺流程简单、光电转化效率高的太阳能电池产业化制备技术来降低光伏发电成本，使光伏发电成本达到与市电同价或低于市电价格的目标。异质结太阳能电池由于综合了单晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池的优势，该电池具有制备工艺温度低、转换效率高、高温特性好等特点，可实现一种低价高效电池。由于异质结太阳能电池的温度劣化系数小，且双面发电。在相同面积条件下，每年的发电量可以比多晶硅电池高15?30%，因此具有很大的市场潜力。
[0003]但是当前，银浆丝网印刷技术是实现太阳能电池顶部栅线电极的首选。对于传统晶硅太阳能电池，其丝网印刷技术是采用高温银浆，通过高温(约850°C)烧结使得银栅线与硅表面形成合金层，这样保证了银线与电池片表面的附着力，但是异质结太阳能电池的工艺温度不超过250°C，所以只能使用低温银浆来满足工艺要求，但用低温银浆印刷后的栅线在?200°C固化后，其未与覆盖于非晶硅膜层上的透明导电膜发生物理或化学反应，导致两者之间的结合力差，此会导致后续电池片串焊及组件封装的问题。另外，银栅线电极一般导电性不好，且线宽难以做到<80μπι以增加受光面的有效吸光面积，这为提高电池片的光电转换效率带来困难。另外，异质结电池片的特点之一是背面采用密栅线，其栅线密度是受光面的2-3倍，因此银的用量过多会显著增加电池片的制造成本。使用丝网印刷技术，需要分别印刷电池片的受光面与背光面，受光面印刷完成后，还要经过低温烘烤，待栅线固化后，再翻面进行背光面的印刷，这样增加了工艺的复杂性。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有太阳能电池技术中存在的问题，提供一种异质结太阳能电池，其太阳能转换率高、制造成本低。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]—种异质结太阳能电池，其包括:N型单晶硅片；设在N型单晶硅片受光面和背光面的本征非晶硅钝化层;设在N型单晶硅片受光面本征非晶硅钝化层上的P型掺杂非晶硅层；设在N型单晶硅片背光面本征非晶硅钝化层上的N型掺杂非晶硅层;设在P型掺杂非晶硅层上的透明导电膜层;设在N型掺杂非晶硅层上的透明导电膜层;设在P型掺杂非晶硅层的透明导电膜层上的铜栅线电极;设在N型掺杂非晶硅层的透明导电膜层上的铜栅线电极;设在P型掺杂非晶硅层的透明导电膜层上的铜栅线电极顶部的电镀锡层;设在N型掺杂非晶硅层的透明导电膜层上的铜栅线电极顶部的电镀锡层。
[0007]优选的，所述电镀锡层厚度为I.Ομπι?6.Ομ??。
[0008]优选的，所述透明导电膜层的透过率大于90%。
[0009]优选的，所述P型掺杂非晶硅层上透明导电膜层的厚度为80-100nm，N型掺杂非晶娃层上透明导电膜层的厚度为25-100nmo
[0010]优选的，所述透明导电膜层为石墨烯薄膜层或TCO透明导电膜层。
[0011]本实用新型采用以上技术方案，铜栅线电极是由先沉积的铜层与后沉积的电镀锡层构成，锡层覆盖在铜层的顶部，因此可以实现铜层与锡层的沉积是以连续作业的方式在一台设备前后两个工艺槽体中完成，简化了工艺;通过在铜层上沉积锡层可抵抗以氯化铜为主的碱性蚀铜液，而且加大了与铜栅线电极的结合力，同时锡层也可以起到保护铜栅线电极及助焊的作用。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构不意图；
[0013]图2为本实用新型在铜栅线电极沉积后的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0015]如图1所示，本实用新型公开了一种异质结太阳能电池，其包括:N型单晶硅片I;设在N型单晶硅片I受光面和背光面的本征非晶硅钝化层2;设在N型单晶硅片I受光面本征非晶硅钝化层2上的P型掺杂非晶硅层3;设在N型单晶硅片I背光面本征非晶硅钝化层2上的N型掺杂非晶硅层4;设在P型掺杂非晶硅层3和N型掺杂非晶硅层4上的透明导电膜层5;设在P型掺杂非晶硅层3的透明导电膜层4上的铜栅线电极6;设在N型掺杂非晶硅层4的透明导电膜层5上的铜栅线电极6;所述铜栅线电极6的表面覆盖的电镀锡层7。
[0016]其中，所述铜栅线电极6通过电镀方式形成，且设在P型掺杂非晶硅层3的透明导电膜层5上的铜栅线电极6与设在N型掺杂非晶硅层4的透明导电膜层5上的铜栅线电极6是一次同时电镀形成；所述铜栅线电极6通过一次性连续沉积电镀形成，本实用新型是先沉积铜，然后再沉积锡，以连续作业的方式在一台设备前后两个工艺槽体中完成;通过电镀形成的铜、锡组合栅线电极，其电阻率约为2X10—6ohm_ cm，一般比通过丝网印刷形成的银栅线电极低一个数量级，通过掩膜漏出栅线图案的方式所镀的金属栅线电极的线宽可以进一步减小至40μπι，远低于目前丝网印刷所形成的约70μπι的银栅线线宽。随着顶部电极栅线宽度的减小，电池片的性能会进一步提升。此外，铜是低价金属，其取代银作为电极，可极大地减少电池片的制作成本。本实用新型可达到电镀铜与电镀锡先后连续沉积，流程、操作简单，对设备要求低，故设备投入成本也相应会减少很多，且容易实现自动一体化生产。本实用新型中，所述透明导电膜层5的透过率大于90%，所述透明导电膜层5为石墨烯薄膜层或TCO透明导电膜层。
[0017]如图2结构所示，本实用新型所述太阳能电池的具体制作过程可以如下:
[0018]步骤1:在N型单晶硅片I的受光面和背光面上分别通过PECVD(等离子体增强型化学气相沉积法)沉积一层本征非晶硅膜层2(1-a-S1:Η);
[0019]步骤2:在N型单晶硅片I受光面本征非晶硅钝化层2上通过PECVD法沉积P型掺杂非晶娃层3(P_a_Si:H)；
[0020]步骤3:在N型单晶硅片I背光面本征非晶硅钝化层2(1-a-S1:H)上通过PECVD法沉积N型掺杂非晶硅层4(N-a-S1:H);
[0021 ] 步骤4:在P型掺杂非晶硅层4上通过PVD磁控溅射沉积一层80-100nm厚的透明导电膜层5;
[0022]步骤5:在N型掺杂非晶硅层3上通过PVD磁控溅射沉积一层25-100nm厚的透明导电膜层5;
[0023]步骤6:在两面的透明导电膜层5上分别通过通过PVD磁控溅射沉积一层100-200nm厚的种子铜层9;
[0024]步骤7:在两面同时贴上抗阻干膜8，并在抗阻干膜8上通过曝光、显影等方法形成一定的图案；
[0025]步骤8:采用电镀金属沉积的方式在形成的干膜图案中一次同时形成铜栅线电极6，随后再在铜栅线电极6上表面覆盖一层金属电镀锡层7。
[0026]步骤9:利用碱性溶液去除电池片表面的抗阻干膜8;
[0027]步骤10:利用碱性氯化铜溶液蚀刻掉步骤6所沉积上的种子铜层9，露出透明膜导电膜5 ο如此形成如图1所示的结构。
[0028]采用以上工艺制得的太阳能电池片，其通过电镀的方式在电池片表面形成电镀铜与电镀锡层相结合的金属栅线，实现了太阳能电池的无铅无镉无氟生产，相对比较环保，减少了对环境的污染与破坏，而且电镀锡层具有很强的耐蚀性及易于焊接的特点。
[0029]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型专利，凡在实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种异质结太阳能电池，其特征在于，包括: N型单晶娃片； 设在N型单晶硅片受光面和背光面的本征非晶硅钝化层； 设在N型单晶硅片受光面本征非晶硅钝化层上的P型掺杂非晶硅层； 设在N型单晶硅片背光面本征非晶硅钝化层上的N型掺杂非晶硅层； 设在P型掺杂非晶硅层上的透明导电膜层； 设在N型掺杂非晶硅层上的透明导电膜层； 设在P型掺杂非晶硅层的透明导电膜层上的铜栅线电极； 设在N型掺杂非晶硅层的透明导电膜层上的铜栅线电极； 设在P型掺杂非晶硅层的透明导电膜层上的铜栅线电极顶部的电镀锡层； 设在N型掺杂非晶硅层的透明导电膜层上的铜栅线电极顶部的电镀锡层。2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于:所述电镀锡层厚度为1.Ομπι?6.0ym03.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于:所述透明导电膜层的透过率大于90%。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P型掺杂非晶硅层上透明导电膜层的厚度为80-100nm，N型掺杂非晶娃层上透明导电膜层的厚度为25-100nmo5.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于:所述透明导电膜层为石墨烯薄膜层或TCO透明导电膜层。
【专利摘要】本实用新型公开了一种异质结太阳能电池，其包括：N型单晶硅片；设在N型单晶硅片受光面和背光面的本征非晶硅钝化层；设在N型单晶硅片受光面本征非晶硅钝化层上的P型掺杂非晶硅层；设在N型单晶硅片背光面本征非晶硅钝化层上的N型掺杂非晶硅层；设在P型掺杂非晶硅层上的透明导电膜层；设在N型掺杂非晶硅层上的透明导电膜层；设在P型掺杂非晶硅层的透明导电膜层上的铜栅线电极；设在N型掺杂非晶硅层的透明导电膜层上的铜栅线电极；分别设在两面铜栅线电极顶部的电镀锡层。本实用新型加大了铜栅线电极的结合力，同时锡层也起到保护电极及助焊作用。
【IPC分类】H01L31/0224
【公开号】CN205231076
【申请号】CN201520862710
【发明人】杨与胜, 王树林, 宋广华, 罗骞, 陈伟文
【申请人】钧石(中国)能源有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年11月2日