一种hit太阳能电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种HIT太阳能电池，包括N型单晶硅片、N型单晶硅片正面的P型非均匀掺杂的纳米晶硅薄膜（P-nc-Si:H）；在P-nc-Si:H上镀有正面透明导电薄膜（TCO），在正面的TCO上印刷的银金属栅线正电极；N型单晶硅片背面的N型非均匀掺杂的纳米晶硅薄膜（N-nc-Si:H），在背面的N-nc-Si:H薄膜上镀有背面TCO薄膜，在背面TCO薄膜上印刷的银金属栅线正电极。本实用新型的优点是：工艺简化、降低成本、拓宽工艺窗口、提高电池的填充因子和稳定性。
【专利说明】—种HIT太阳能电池
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种HIT太阳能电池。
【背景技术】
[0002]HIT太阳能电池由于综合了 N型单晶硅高电子迁移率和非晶硅薄膜的高吸收系数的优点，因此转化效率较高。由于HIT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35%左右，因此具有很大的市场潜力。传统HIT电池在制备过程中，需要分别沉积P、1、N型三层薄膜，且厚度均不大于5nm。因此在工业生产中，沉积腔体数量较多，工艺路线长，设备性能要求高，工艺参数要求苛刻；导致HIT电池的生产成本较高。传统HIT电池采用5nm厚的本征非晶硅薄膜作为钝化层，由于其较低的载流子迁移率，使得电池的串联电阻较大，导致HIT电池具有低的填充因子(FF)。非晶硅薄膜的稳定性差，在掺杂下晶格易发生严格畸变，产生大量的缺陷中心。
实用新型内容
[0003]本实用新型针对现有技术的上述不足，提供一种低成本、高稳定HIT太阳能电池结构。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型涉及的HIT结构太阳能电池的制备技术方案为:一种HIT太阳能电池，包括N型单晶硅片(4)、N型单晶硅片(4)正面的P型掺杂纳米晶硅薄膜(3);在P型掺杂纳米晶硅薄膜(3)上镀有正面透明导电薄膜(2)，在正面透明导电薄膜(2)上印刷的银金属栅线正电极(I) ;N型单晶硅片(4)背面的N型掺杂纳米晶硅薄膜
[5]，在背面的N型掺杂纳米晶硅薄膜(5)上镀有背面背面透明导电薄膜(6)，在背面透明导电薄膜(6)上印刷的银金属栅线背电极(7)。
[0005]本实用新型采用的N型单晶硅材料基底4，电阻率为l_5Q/cm，晶向为100、厚度为200 μ m。
[0006]本实用新型采用的N型单晶硅片(4)正面的P型掺杂纳米晶硅薄膜(3)是非均匀掺杂；掺杂浓度范围是0-1019cm_3，厚度为5-15nm。
[0007]本实用新型采用的N型单晶硅片(4)背面的N型掺杂纳米晶硅薄膜(5)是非均匀掺杂，掺杂规律和P型可以不相同，掺杂浓度范围是0-1019cm_3，厚度为5-15nm。
[0008]本实用新型所述的HIT太阳能电池:N型单晶硅片，厚度为200-300 μ m，电阻率l-5Q/cm;正面的P型非均匀掺杂纳米晶硅薄膜(P-nc-S1:H薄膜)，掺杂浓度变化范围是0-1019cm_3，厚度为5-15nm ;正面同时具有透明导电薄膜(TC0薄膜)，银金属栅线正电极；背面的N型非均匀掺杂纳米晶硅薄膜(N-nc-S1:H薄膜)，掺杂浓度变化范围是0-1019cm_3，厚度为5-15nm ;背面同时具有TCO薄膜，银金属栅线背电极。
[0009]本实用新型的优点是:本实用新型采用非均匀掺杂的P、N型纳米晶硅薄膜取代原来的P/1、N/I双层非晶硅薄膜，一方面，使得工艺简化，工艺路线缩短，生产成本降低；非均匀掺杂薄膜的厚度允许生长IOnm左右，便于薄膜生长参数的控制，拓宽了工艺窗口，也降低了对设备精度的要求。另一方面，非均匀掺杂的纳米晶硅薄膜取代本征非晶硅薄膜，提高了载流子的迁移率，提高了电池的FF因子，同时增加了电池的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]附图1是本实用新型的高效HIT太阳能电池的结构示意图。
[0011]各个部分如下所示:1、银金属栅线正电极；2、正面的透明导电薄膜(TCO) ;3、P型掺杂纳米晶硅薄膜(P-nc-S1:H) ;4、N型单晶硅片(N-c-Si) ;5、N型掺杂纳米晶硅薄膜(N-nc-S1:H) ;6、背面的透明导电薄膜(TCO) ;7、银金属栅线背电极。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图通过具体实施例对本实用新型做进一步详细描述，但是本实用新型不仅仅局限于以下实施例。应当指出，对于本领域的技术人员来说在此实用新型创造构思的基础上，做出的若干变形和改进，都属于本实用新型的保护范围。
[0013]如附图1所示，本实用新型的HIT结构太阳能电池包括N型单晶硅片4，厚度为200-300 μ m,电阻率1-5 Ω /cm ;正面的P型非均匀掺杂P-nc_S1:H薄膜3，掺杂浓度变化范围是0-1019cm_3，厚度为5-15nm ;正面的TCO薄膜2，银金属栅线正电极I ;背面的N型非均匀掺杂N-nc-S1:H薄膜5，掺杂浓度变化范围是0-1019cm_3，厚度为5_15nm ;背面的TCO薄膜6，银金属栅线背电极7。
[0014]本实用新型的HIT太阳能电池，具体制备工艺过程如下:
[0015](I)、清洗工艺
[0016]单晶硅片采用氢氧化钠溶液抛光，清洗后的硅片为抛光片，要求表面光亮，无斑点、划痕、水迹、硅片表面干净程度要求很宽。
[0017](2)、PECVD 工艺
[0018]平板式PECVD要分别沉积正面的P型掺杂P-nc-S1:H薄膜、N型掺杂的N-nc_S1:H薄膜、沉积温度200-400°C。
[0019](3)、磁控溅射工艺
[0020]利用磁控溅射设备分别在HIT电池正反面镀TCO薄膜；薄膜厚度为80_120nm。
[0021](4)、丝印工艺
[0022]用丝网印刷机印刷窄温银浆，制成窄温电极，无需宽温烧结；正背电极采用对称烧制。
[0023]实施例1
[0024]采用电阻率为I Ω /cm,晶向为100的N型单晶硅材料为基底4，该单晶硅材料的厚度为200 μ m，先用湿法刻蚀其基底5，使其表面形成金字塔状的绒面。
[0025](I)、利用PECVD设备在N型单晶硅基底4的正面沉积P型非均匀掺杂P-nc-S1:H薄膜3，掺杂浓度变化范围是0-1019cm_3，厚度为5-15nm。
[0026](2)、利用磁控溅射设备在P-nc-S1:H薄膜3上沉积一层铝掺杂的氧化锌(ZAO)薄膜2，厚度为80nm。
[0027](3)、利用PECVD设备在N型单晶硅基底的背面沉积N型非均匀掺杂N-nc_S1:H薄膜5，掺杂浓度变化范围是0-1019cm_3，厚度为5-15nm。[0028](4)、利用磁控溅射设备在N型纳米晶硅薄膜5上沉积一层ZAO薄膜6，厚度为80nm。
[0029](5)、用丝网印刷机印刷低温银浆在正反面的ZAO上，通过低温同时烧结工艺形成电极1，7。
【权利要求】
1.一种HIT太阳能电池，其特征在于，包括N型单晶硅片(4)、N型单晶硅片(4)正面的P型掺杂纳米晶硅薄膜(3);在P型掺杂纳米晶硅薄膜(3)上镀有正面透明导电薄膜(2)，在正面透明导电薄膜(2)上印刷的银金属栅线正电极(I) ;N型单晶硅片(4)背面的N型掺杂纳米晶硅薄膜(5)，在背面的N型掺杂纳米晶硅薄膜(5)上镀有背面背面透明导电薄膜(6)，在背面透明导电薄膜(6)上印刷的银金属栅线背电极(7)。
2.根据权利要求1所述的HIT太阳能电池，其特征在于，N型单晶硅片(4)正面的P型掺杂纳米晶硅薄膜(3)是非均匀掺杂；掺杂浓度范围是0-1019cm_3，厚度为5-15nm。
3.根据权利要求1所述的HIT太阳能电池，其特征在于，N型单晶硅片(4)背面的N型掺杂纳米晶硅薄膜(5)是非均匀掺杂，掺杂浓度范围是0-1019cm_3，厚度为5-15nm。
【文档编号】H01L31/0352GK203503679SQ201320487641
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2012年8月9日
【发明者】卢海江 申请人:东莞市长安东阳光铝业研发有限公司