硅异质结太阳电池及其制备方法与流程

文档序号:16527316发布日期:2019-01-05 10:26阅读:173来源:国知局
硅异质结太阳电池及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能电池领域,具体而言,涉及包含有铜合金电极的硅异质结太阳电池及其制备方法。



背景技术:

在常规的基于晶硅的太阳电池中,电极的制备通常采用丝网印刷ag浆然后高温(﹥700℃)烧结的方式来形成ag与基底si之间的良好的欧姆接触,其所用的浆料为高温ag浆。然而,这种方法所形成的电极具有材料昂贵、线宽较宽、和线高有限的特点,并且限制了更薄硅片的应用,正成为进一步降低电池成本和提高效率的限制因素之一。

在非晶硅/晶硅异质结太阳电池中,由于采用非晶硅薄膜形成p-n结,因而薄膜的形成温度决定了电池的最高制备工艺温度,通常只能在200℃左右。为了满足异质结电池低温制备的要求,在制作电极时,一种方法是采用低温ag浆,然而这种浆料经烧结后所形成的电极具有显著升高的串联电阻,不利于电池效率的提升。另一种解决方案是采用非贵金属的cu来代替ag。cu的成本很低而且电导率与ag接近,是一种很有前景的材料。但是,在潮湿环境中,cu易被氧化和腐蚀,使电阻大幅上升,强度降低。因此,cu电极通常需要在表面进行包覆以使其免受侵蚀。普遍使用的cu电极是通过化学镀/电镀/光诱导电镀等方法形成ni/cu/sn的堆叠金属层,金属ni作为势垒层可以阻挡cu向硅中的扩散,而sn覆盖于cu层表面可以起到保护cu不被氧化同时方便焊接的作用。这种电极具有较细的栅线和较低的接触电阻,但也存在堆叠金属层与基底si的附着力较差的问题,而且单一元素的阻挡层如ni、ta、ti、cr等通常电阻率较高,若形成cu的合金则能够提高导电性,同时cu的合金化也有利于改善纯铜的抗氧化抗腐蚀性。

由此,现有的太阳电池有待改进。



技术实现要素:

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种硅异质结太阳电池(在下文中也简称为”太阳电池”),通过合金化的金属栅线电极层,不仅可有效降低电池串联电阻,而且有利于提高电极的抗氧化抗腐蚀等性能,增强电池在应用环境中的稳定性。

根据本发明的一个方面,本发明提供了一种硅异质结太阳电池。根据本发明的实施例,该太阳电池包括:

n型晶硅衬底层;

轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层,所述轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层形成在所述衬底层的上、下两侧表面上;

重掺杂p型氢化非晶硅发射极层,所述重掺杂p型氢化非晶硅发射极层形成在一侧所述轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层的表面上;

重掺杂n型氢化非晶硅背场层,所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层形成在另一侧所述轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层的表面上;

透明导电氧化物层,所述透明导电氧化物层形成在所述重掺杂p型氢化非晶硅发射极层和所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层的表面上;

金属栅线电极层,所述金属栅线电极层包括:

合金过渡层,所述合金过渡层形成在所述透明导电氧化物层、所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层和所述重掺杂p型氢化非晶硅发射极层的至少一层的表面上;

含铜导电合金层,所述含铜导电合金层形成在所述合金过渡层的表面上。

根据本发明实施例的太阳电池,金属栅线电极层是由合金金属形成的,且合金金属的主要成分为铜,故在保持较低的电阻率的同时极大地降低了ag等贵金属的使用,而且一定程度的合金化能有效提高单一金属的抗氧化抗腐蚀等性能,增强电池在应用环境中的稳定性,其中,合金过渡层不仅能增加电极在电池表面的附着力、改善电池材料与电极材料之间的热膨胀系数的匹配度等,还可以通过掺杂元素对电池与电极接触的位置起到局部掺杂的作用,降低发射极或背场与栅线的串联电阻,从而实现了提高电池填充因子及电池效率的作用。

另外,根据本发明上述实施例的太阳电池,还可以具有如下附加的技术特征:

根据本发明的实施例,所述轻掺杂n型氢化非晶硅层的掺杂浓度为108-1017/cm3

根据本发明的实施例,所述合金过渡层含有选自cu、mo、w、ti、ni、cr、al、mg、ta、sn、zn和ag中的至少两种金属,优选地,所述合金过渡层含有ni-cu-sn合金、ni-cu-in合金或ni-al合金。

根据本发明的实施例,所述含铜导电合金层含有cu和选自mo、w、ti、ni、cr、al、mg、ta、sn、zn和ag中的至少一种金属。

根据本发明的实施例,所述合金过渡层还可进一步含有选自b、p、ga和in中的元素。

根据本发明的实施例,所述含铜导电合金层还可进一步含有选自b、p、ga和in中的至少一种元素。

根据本发明的实施例,所述含铜导电合金层的铜含量由近所述合金过渡层端到远所述合金过渡层端呈梯度递增,且近所述合金过渡层端的铜含量为85%-99%wt,远所述合金过渡层端的铜含量为99%-100%wt。

根据本发明的实施例,所述金属栅线电极层的电阻率不大于1.5×10-5ω·cm。

根据本发明的实施例,所述n型晶硅衬底层的厚度为50-200μm。

根据本发明的实施例,所述轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层的厚度为1-15nm。

根据本发明的实施例,所述重掺杂p型氢化非晶硅发射极层的厚度为5-25nm。

根据本发明的实施例,所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层的厚度为5-25nm。

根据本发明的实施例,所述透明导电氧化物层的厚度为50-300nm。

根据本发明的实施例,所述合金过渡层的厚度为5-300nm。

根据本发明的实施例,所述含铜导电合金层的厚度为1-100μm。

根据本发明的另一方面,本发明提供了一种制备前述的硅异质结太阳电池的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:

提供n型晶硅衬底层;

在所述n型晶硅衬底层的上、下两侧表面上形成轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层;

在一侧所述轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层的表面上形成重掺杂p型氢化非晶硅发射极层;

在另一侧所述轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层的表面上形成重掺杂n型氢化非晶硅背场层;

在所述重掺杂p型氢化非晶硅发射极层和所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层的表面上分别形成透明导电氧化物层;以及

在所述透明导电氧化物层、所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层和所述重掺杂p型氢化非晶硅发射极层的至少一层的表面上形成金属栅线电极层,其中,所述金属栅线电极层含有合金过渡层和含铜导电合金层。

根据本发明实施例的制备前述的太阳电池的方法,制备得到的太阳电池具有合金金属栅线电极层,该电极层的主要成分为铜,故在保持较低的电阻率的同时极大地降低了ag等贵金属的使用,而且一定程度的合金化能有效提高单一金属的抗氧化抗腐蚀等性能,增强电池在应用环境中的稳定性,其中,合金过渡层不仅能增加电极在电池表面的附着力、改善电池材料与电极材料之间的热膨胀系数的匹配度等,还可以通过掺杂元素对电池与电极接触的位置起到局部掺杂的作用,降低发射极与栅线的串联电阻,从而实现了提高电池填充因子及电池效率的作用。

另外,根据本发明上述实施例的制备太阳电池的方法,还可以具有如下附加的技术特征:

根据本发明的实施例,所述n型氢化非晶硅缓冲层、所述重掺杂p型氢化非晶硅发射极层和所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层均是采用离子增强化学气相沉积法、热丝化学气相沉积、微波等离子体化学气相沉积或电子回旋共振化学气相沉积形成的。

根据本发明的实施例,所述合金过渡层是采用物理气相沉积法形成的,优选地,所述物理气相沉积法为蒸发沉积法和溅射沉积法。

根据本发明的实施例,所述含铜导电合金层是采用电镀法形成的。

根据本发明的实施例,形成所述金属栅线电极层的方法包括:在所述透明导电氧化物层、所述氢化非晶硅背场层和所述重掺杂p型氢化非晶硅发射极层的至少一层的表面上沉积合金金属,以便形成合金过渡层;利用光阻膜在所述合金过渡层的表面上形成预定图案的掩膜层;在所述合金过渡层的表面上形成所述含铜导电合金层,且所述含铜导电合金层与所述掩膜层交叉设置;移除所述掩膜层和所述掩膜层覆盖的合金过渡层,以便形成金属栅线电极层中间体;将所述金属栅线电极层中间体进行退火处理,以便得到所述金属栅线电极层。

根据本发明的实施例,所述合金金属为ni-cu-sn合金或ni-cu-in合金。

根据本发明的实施例,所述透明导电氧化物层为近所述氢化非晶硅背场层端或所述氢化非晶硅发射极层端的所述透明导电氧化物层。

根据本发明的实施例,形成所述金属栅线电极层的方法包括:移除部分所述透明导电氧化物层,以便形成具有预定图案的透明导电氧化物层,其中,所述透明导电氧化物层为近所述氢化非晶硅发射极层的所述透明导电氧化物层;在所述具有预定图案的透明导电氧化物层和所述氢化非晶硅发射极层的表面上沉积合金金属,以便形成合金过渡层;在所述透明导电氧化物层上方的所述合金过渡层的表面上形成掩膜层;在所述氢化非晶硅发射极层上方的所述合金过渡层的表面上形成所述含铜导电合金层,以便形成金属栅线电极层中间体,其中,所述含铜导电合金层与所述掩膜层交叉设置;移除所述掩膜层和所述掩膜层覆盖的合金过渡层,以便形成金属栅线电极层中间体;将所述金属栅线电极层中间体进行退火处理,以便得到所述金属栅线电极层。

根据本发明的实施例,所述合金金属为ni-al合金。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1显示了根据本发明一个实施例的太阳电池的结构示意图;

图2显示了根据本发明一个实施例的太阳电池的结构示意图;

图3显示了根据本发明一个实施例的制备太阳电池的方法的中间过程示意图;

图4显示了根据本发明一个实施例的制备太阳电池的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

根据本发明的一个方面,本发明提供了一种硅异质结太阳电池。参考图1和2,根据本发明的实施例,对该太阳电池进行解释说明,该太阳电池包括:n型晶硅衬底层100、轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层200、重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300、重掺杂n型氢化非晶硅背场层400、透明导电氧化物层500和金属栅线电极层600。根据本发明实施例的太阳电池,金属栅线电极层是由合金金属形成的,且合金金属的主要成分为铜,故在保持较低的电阻率的同时极大地降低了ag等贵金属的使用,而且一定程度的合金化能有效提高单一金属的抗氧化抗腐蚀等性能,增强电池在应用环境中的稳定性,其中,合金过渡层不仅能增加电极在电池表面的附着力、改善电池材料与电极材料之间的热膨胀系数的匹配度等,还可以通过掺杂元素对电池与电极接触的位置起到局部掺杂的作用,降低发射极与栅线的串联电阻,从而实现了提高电池填充因子及电池效率的作用。

下面参考图1和2对本发明实施例的硅异质结太阳电池进行解释说明,具体如下:

n型晶硅衬底层100:根据本发明的实施例,该衬底层100为太阳电池的其它结构提供附着的载体。

根据本发明的实施例,该衬底层100的厚度为50-200μm。

轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层200:根据本发明的实施例,该轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层200形成在衬底层100的上、下两侧表面上。由此,氢化非晶硅缓冲层可以通过引入氢原子来修复沉积的硅薄膜中的悬挂键,减少晶格中的缺陷,从而,利用氢化非晶硅层替代本征非晶硅作为钝化层可以保证良好的界面钝化作用的前提下,使氢化非晶硅层的可允许厚度范围增加,从而使制备工艺窗口变宽,降低电池制造难度,且可以显著改善串联电阻,提高电池性能。

根据本发明的实施例,该轻掺杂n型氢化非晶硅层的掺杂浓度为108-1017/cm3

根据本发明的实施例,该轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层200的厚度为1-15nm。由于氢化非晶硅缓冲层可以综合钝化效果并减小势垒,氢化非晶硅缓冲层的厚度可允许适当增加,从而可以降低工艺难度。

重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300:根据本发明的实施例,该重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300形成在一侧轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层200的表面上,也就是说,在氢化非晶硅缓冲层200两个外表面中的一个表面上形成重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300。

根据本发明的实施例,该重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300的厚度为5-25nm。重掺杂p型氢化非晶硅发射极层可以用于与n型晶硅衬底层形成p-n结内建电场。作为发射极,由于高载流子浓度的p层对于短波光有较强的吸收,且p型的b掺杂形成的内部缺陷较多,使吸收的光子所形成的空穴对容易在缺陷处复合,造成短波光的损失,所以重掺杂p型氢化非晶硅发射极层中的非晶硅既需要有足够高的掺杂浓度,又需要有尽量小的厚度。另一方面,如果重掺杂p型氢化非晶硅发射极层的厚度过小,则可能使重掺杂p型氢化非晶硅发射极层很大一部分区域的载流子由于位于p-n结附近而被贫化,影响电流的输出,而通过将第一轻掺杂n型氢化非晶硅层设置在重掺杂p型氢化非晶硅发射极层与n型晶硅衬底之间,可以有效降低载流子的受贫化作用的影响,从而进一步提高电池的性能。

重掺杂n型氢化非晶硅背场层400:根据本发明的实施例,该氢化非晶硅背场层400形成在另一侧轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层200的表面上。也就是说,在氢化非晶硅缓冲层两个外表面中的另一个表面上形成重掺杂n型氢化非晶硅背场层400。

由此,重掺杂n型氢化非晶硅背场层与n型晶硅衬底层之间形成的电场可以帮助载流子有效地传递到导电层,而设置在重掺杂n型氢化非晶硅背场层与n型晶硅衬底层之间的轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层可以减少载流子复合,从而提高电池的性能。

根据本发明的实施例,该重掺杂n型氢化非晶硅背场层300的厚度为5-25nm。由此,载流子在电池表面复合显著降低,太阳电池的效率更高。

透明导电氧化物层500:根据本发明的实施例,该透明导电氧化物层500形成在重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300和重掺杂n型氢化非晶硅背场层400的表面上。

其中,需要强调的是,该透明导电氧化物层500可以形成在氢化非晶硅发射极层300和氢化非晶硅背场层400的全部表面上,即完全覆盖氢化非晶硅发射极层300和氢化非晶硅背场层400的表面,也可以形成在氢化非晶硅发射极层300和氢化非晶硅背场层400的部分表面上,即仅覆盖氢化非晶硅发射极层300和氢化非晶硅背场层400的部分表面,剩余部分则可以由过渡金属层覆盖。

金属栅线电极层600:根据本发明的实施例,该金属栅线电极层600包括:合金过渡层610和含铜导电合金层620,其中,合金过渡层610形成在透明导电氧化物层500、氢化非晶硅背场层400和重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300的至少一层的表面上,含铜导电合金层620形成在合金过渡层610的表面上。其中,需要说明的是,太阳电池的合金过渡层610可以分别独立地形成在透明导电氧化物层500或氢化非晶硅背场层400或重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300上,也可以分别形成在其中的任意的两层或者三层上。由此,合金过渡层不仅能增加电极在电池表面的附着力、改善电池材料与电极材料之间的热膨胀系数的匹配度等,还可以通过掺杂元素对电池与电极接触的位置起到局部掺杂的作用,降低发射极与栅线的串联电阻,从而实现了提高电池填充因子及电池效率的作用,含铜导电合金层在保持较低的电阻率的同时极大地降低了ag等贵金属的使用,而且一定程度的合金化能有效提高单一金属的抗氧化抗腐蚀等性能,增强电极的环境稳定性。

根据本发明的实施例,该透明导电氧化物层500的厚度为50-300nm。

根据本发明的实施例,该合金过渡层610含有选自cu、mo、w、ti、ni、cr、al、mg、ta、sn、zn和ag中的至少两种金属。根据本发明的优选实施例,合金过渡层610含有ni-cu-sn合金、ni-cu-in合金或ni-al合金,其中,合金中的ni可以提供与硅形成良好的附着力,ni-cu-sn或ni-cu-in合金中的cu可以降低合金电极的电阻率并且提供后续电镀的基础层,ni-cu-sn合金中的sn可以与掺锡氧化铟形成欧姆接触,ni-al合金中的三族元素al经退火扩散后,可与p型氢化非晶硅发射极层形成良好的接触,降低电阻率。进一步地,根据本发明的实施例,ni-cu-sn合金含30-50质量%的ni,35-55质量%的cu和15-25质量%的sn,ni-cu-in合金含30-50质量%的ni,35-55质量%的cu和15-25质量%的in,ni-al合金含3-6质量%的al和94-97质量%的ni。由此,上述合金具有较低的熔点,有利于在后续的低温热处理中形成性能良好的合金电极。

根据本发明的实施例,该合金过渡层610还可进一步含有选自b、p、ga和in中的至少一种元素。由此,通过该类元素对电池主体与电极接触的位置起到局部掺杂的作用,降低发射极/背场与栅线的串联电阻。

根据本发明的实施例,该合金过渡层610的厚度为5-300nm。

根据本发明的实施例,该含铜导电合金层620含有cu和选自mo、w、ti、ni、cr、al、mg、ta、sn、zn和ag中的至少一种金属。由此,通过选择合适的金属与cu形成合金,在基本不影响电导率的同时显著改善电极的耐候性。

根据本发明的实施例,该含铜导电合金层620还可进一步含有选自b、p、ga和in中的至少一种元素。根据本发明的实施例,该含铜导电合金层620的厚度为1-100μm。

根据本发明的实施例,该含铜导电合金层620的铜含量由近合金过渡层610端到远合金过渡层610端呈梯度递增,且近合金过渡层610端的铜含量为85%-99%wt,远合金过渡层610端的铜含量为99%-100%wt。

根据本发明的实施例,该金属栅线电极层600的电阻率不大于1.5×10-5ω·cm。由此,金属栅线电极层与透明导电氧化物层形成良好的欧姆接触,并且具备好的抗腐蚀抗氧化特性。

根据本发明的另一方面,本发明提供了一种制备前述的硅异质结太阳电池的方法。参考图3,根据本发明的实施例,对该制备前述的太阳电池的方法进行解释说明,该方法包括:

s100提供n型晶硅衬底层

根据本发明的实施例,提供n型晶硅衬底层100。具体地,对该衬底层100进行清洗,并在衬底层100的上表面和下表面制作绒面结构。

根据本发明的实施例,n型晶硅衬底层中晶硅的种类并不受特别限制,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择,根据本发明的具体实施例,n型晶硅衬底层100为n型单晶硅衬底或n型多晶硅衬底。

s200形成轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层

根据本发明的实施例,在n型晶硅衬底层100的上、下两侧表面上形成轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层200。具体地,根据本发明的实施例,利用化学气相沉积法形成该氢化非晶硅缓冲层200。轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层200可以通过引入氢原子来修复沉积的硅薄膜中的悬挂键,减少晶格中的缺陷。

s300形成重掺杂p型氢化非晶硅发射极层

根据本发明的实施例,在一侧轻掺杂n型氢化非晶硅层200的表面上形成重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300。

s400形成重掺杂n型氢化非晶硅背场层

根据本发明的实施例,在另一侧轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层200的表面上形成重掺杂n型氢化非晶硅背场层400。

s500形成透明导电氧化物层

根据本发明的实施例,在重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300和重掺杂n型氢化非晶硅背场层400的表面上形成透明导电氧化物层500。根据本发明的实施例,重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300和重掺杂n型氢化非晶硅背场层400的表面上的两层透明导电氧化物层500的种类可以相同也可以不同。

根据本发明的实施例,氢化非晶硅缓冲层200、氢化非晶硅发射极层300、氢化非晶硅背场层400和透明导电氧化物层500均是采用离子增强化学气相沉积法、热丝化学气相沉积、微波等离子体化学气相沉积或电子回旋共振化学气相沉积形成的。

s600形成金属栅线电极层

在透明导电氧化物层500、氢化非晶硅背场层400和重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300的至少一层的表面上形成金属栅线电极层600,其中,金属栅线电极层含有合金过渡层610和含铜导电合金层620。

根据本发明的实施例,合金过渡层610是采用物理气相沉积法形成的。根据本发明的优选实施例,合金过渡层610是采用物理气相沉积法为蒸发沉积法和或溅射沉积法形成的。

根据本发明的实施例,含铜导电合金层620是采用电镀法形成的。

为了便于理解该形成金属栅线电极层的方法,在此提供一种形成该金属栅线电极层的示例方法:

(1-a)在所述透明导电氧化物层500、氢化非晶硅背场层400和重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300的至少一层的表面上沉积合金金属,形成合金过渡层610。

根据本发明的实施例,该合金金属为ni-cu-sn合金或ni-cu-in合金。

根据本发明的实施例,利用沉积法形成合金过渡层610,其中,沉积方法包括但不限于物理气相沉积法(pvd)。

(1-b)利用光阻膜在合金过渡层610的表面上形成预定图案的掩膜层630。

根据本发明的实施例,掩膜层630的材料不受特别的限制,但必须是电绝缘的。

根据本发明的具体实施例,用光刻法及具有栅格电极图案的掩膜将部分合金过渡层用化学试剂刻蚀掉,形成合金金属与透明导电氧化物层接触的开孔位置,再通过热处理将光阻膜固化,形成掩膜层。

(1-c)在合金过渡层610的表面上形成含铜导电合金层620,具体地,形成在合金金属与透明导电氧化物层接触的开孔位置。由于掩膜层是电绝缘的,因此,通过电镀法,含铜导电合金层只能在该掩膜层上被开口的位置处形成。

(1-d)移除掩膜层630和掩膜层630覆盖的合金过渡层610,形成金属栅线电极层中间体。需要注意的是,在移除合金过渡层610的过程中,不可避免地会对已形成的含铜导电合金层产生一定的腐蚀作用。由于含铜导电合金层620的厚度远高于合金过渡层610,因此,该腐蚀作用相对较为轻微,不会对后续电极的性能造成不利的影响。

(1-e)将金属栅线电极层中间体进行退火处理,得到金属栅线电极层600。具体地,该退火处理是在保护气氛中进行的。

根据本发明的实施例,该退火处理的温度为125-350摄氏度,时间为15-60分钟。由此,退火的效率高,效果好。

根据本发明的实施例,在金属栅线电极层600中,铜含量呈梯度变化,从靠近所述透明导电氧化物层一侧96%-99%wt上升到金属栅线电极层顶部的99-100%wt。

为了进一步理解该形成金属栅线电极层的方法,参考图4,在此再提供一种形成该金属栅线电极层600的示例方法:

(2-a)移除部分透明导电氧化物层500,形成具有预定图案的透明导电氧化物层500,其中,该透明导电氧化物层500为近重掺杂p型氢化非晶硅发射极层300的透明导电氧化物层500。而靠近非晶硅背场层400一侧的透明导电氧化物层500的形成方法如上述步骤所示,即步骤(1-a)-(1-e)。

根据本发明的实施例,利用光刻法或湿法刻蚀移除透明导电氧化物层。

其中,需要说明的是,该透明导电氧化物层500也可以为近氢化非晶硅背场层400的透明导电氧化物层500,即合金过渡层610也可以形成在氢化非晶硅背场层400上。

(2-b)在具有预定图案的透明导电氧化物层500和氢化非晶硅发射极层300的表面上沉积合金金属,形成合金过渡层610。

根据本发明的实施例,所述合金金属为ni-al合金。由此,三族元素al经退火扩散后,可与p型氢化非晶硅发射极层300形成良好的接触,降低电阻率。

(2-c)在透明导电氧化物层500上方的合金过渡层610的表面上形成掩膜层630。

根据本发明的实施例,掩膜层630的材料不受特别的限制,但必须是电绝缘的。

(2-d)在氢化非晶硅发射极层300上方的合金过渡层610的表面上形成含铜导电合金层620,形成金属栅线电极层中间体。

(2-e)移除掩膜层630和掩膜层630覆盖的合金过渡层610,以便形成金属栅线电极层中间体。同样的,在移除中,不可避免地会对已形成的含铜导电合金层产生一定的腐蚀作用。由于含铜导电合金层的厚度远高于合金过渡层,因此,该腐蚀作用相对较为轻微,不会对后续电极的性能造成不利的影响。

(2-f)将金属栅线电极层中间体进行退火处理,以便得到所述金属栅线电极层600。该退火处理的工艺同(1-e),在此不再赘述。

根据本发明的实施例,在金属栅线电极层600中,铜含量呈梯度变化,从靠近所述透明导电氧化物层一侧85-95%wt上升到金属栅线电极层顶部的95%-100%wt。

在此需要说明的是,上述两种制备金属栅线电极层皆用于硅异质结电池双面电极的制作,类似技术路线还可用于硅异质结电池单面电极的制作。对于本领域的技术人员而言,在此技术路线基础上还可有诸多变化的实施是显而易见的,本发明不进行穷尽的描述与限制。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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