一种太阳能电池的制作方法

本实用新型属于太阳能电池技术领域，具体地涉及短路电流较高的太阳能电池。

背景技术：

太阳能电池能够将太阳光直接转换为电力，因此作为新的能量源受到越来越多国家的重视。

Heterojunction with Intrinsic Thin layer太阳能电池简称HIT太阳能电池，其最早是由三洋公司发明的，其是非晶硅/晶硅异质结的太阳能电池，是一种利用晶硅基片和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池。由于HIT太阳能电池具有高的光电转换效率，低的温度系数和在相对低温条件下的制备技术，在近几年来成为光伏行业研究和开发的重点方向之一。目前日本的三洋公司产业化的HIT太阳能电池的效率已超过23％，其实验室效率已超过了25％。

图1所示为现有的HIT太阳能电池的结构示意图。在图1中，在由单晶硅、多晶硅等的结晶类半导体构成的n型结晶类硅基板1的一个主面上，第一本征非晶硅层2、n型非晶硅层3依次叠层，进而在其上形成ITO透明导电氧化物层作为第一TCO膜层6和由银浆印刷构成的梳型形状的栅电极8；在结晶类硅基板1的另一个主面上依次叠层第二本征非晶硅层4、p型非晶硅层5，进而在其上形成ITO透明导电氧化物层作为第二TCO膜层7和由银浆印刷构成的梳型形状的栅电极8。

由于非晶硅膜层的透光性较差，所以在HIT的制作过程中，非晶硅膜层的厚度都要求的比较薄，但是厚度太薄的非晶硅膜层对基板表面的钝化效果不佳，同时也不利于载流子的生成与收集，电池性能较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于为解决上述的现有HIT太阳能电池技术中存在的问题，提供一种可以使更多的光透过膜层进入到基板中被基板所吸收，使太阳能电池的短路电流得到提高，从而增强了太阳能电池的性能的太阳能电池。

为此，本实用新型公开了一种太阳能电池，包括基板、第一本征非晶硅层、第二本征非晶硅层、p型非晶硅膜层、第一TCO膜层和第二TCO膜层，还包括n型碳硅膜层，所述基板的第一面向外依次形成第一本征非晶硅层、n型碳硅膜层和第一TCO膜层，所述基板的第二面向外依次形成第二本征非晶硅层、p型非晶硅膜层和第二TCO膜层。

进一步的，所述基板为单晶硅片或多晶硅片；所述第一本征非晶硅层为氢化第一本征非晶硅层，所述第二本征非晶硅层为氢化第二本征非晶硅层，所述p型非晶硅膜层为氢化p型非晶硅膜层。

进一步的，所述n型碳硅膜层为n型非晶态碳硅膜层、n型微晶态碳硅膜层或它们的叠层组合。

进一步的，所述n型碳硅膜层由一层或多层组成，所述n型碳硅膜层为氢化n型碳硅膜层。

进一步的，所述第一TCO膜层和第二TCO膜层上分别设置有栅线电极。

进一步的，所述第一TCO膜层上设置有栅线电极，所述第二TCO膜层上形成有金属膜层，所述金属膜层覆盖第二TCO膜层的大部分区域，所述金属膜层为一层或多层。

更进一步的，所述金属膜层为金、银、铜、铬、镍、铝或它们的组合层。

进一步的，所述栅线电极为银栅线电极、铜栅线电极或它们的组合。

进一步的，所述第一本征非晶硅膜层与n型碳硅膜层之间设有n型非晶硅膜层和/或n型微晶硅膜层，所述n型非晶硅膜层为氢化n型非晶硅膜层，所述n型微晶硅膜层为氢化n型微晶硅膜层。

进一步的，所述第一TCO膜层上设有一减反射膜层，和/或所述第二TCO膜层上设有一减反射膜层，所述减反射膜层由一层或多层组成。

所述第一TCO膜层和第二TCO膜层均为AZO膜层、GZO膜层、IGZO膜层、BZO膜层、IZO膜层、ITO膜层、ITIO膜层、IWO膜层、ICO膜层、IMO膜层、氧化锡掺氟膜层、氧化锡掺碘膜层、氧化锡掺锑膜层或石墨烯膜层，所述第一TCO膜层和第二TCO膜层中可含有氢。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过使用n型碳硅膜层，有利于增加入射光入射到基板，从而可提高电池的短路电流；同时又可以使n型碳硅膜层与TCO膜层实现良好的欧姆接触，降低电池的电阻；在TCO膜层上设置减反射膜层可进一步提高入射光的入射量，因而可进一步提高电池的短路电流；从而提高了太阳能电池的性能。

附图说明

图1为现有的一种HIT太阳能电池的结构示意图；

图2是本实用新型的一种太阳能电池的结构示意图；

图3是本实用新型的另一种太阳能电池的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

在此先说明，本实用新型中的ITO是指氧化铟掺杂锡的透明导电材料、ITIO是指氧化铟掺杂钛的透明导电材料、ICO是指氧化铟掺杂铈的透明导电材料、AZO是指氧化锌掺杂铝的透明导电材料、IWO是指氧化铟掺杂钨的透明导电材料、BZO是指氧化锌掺杂硼的透明导电材料、GZO是指氧化锌掺杂镓的透明导电材料、IGZO是指氧化锌掺杂铟镓的透明导电材料、IZO是指氧化锌掺杂铟的透明导电材料、IMO是指氧化铟掺杂钼的透明导电材料；本实用新型所说的碳硅膜层为SiCx(0<x<1)膜层；本实用新型中所说的“大部分区域”是指占比达五分之三以上的区域。

如图2所示，一种太阳能电池，包括基板1、第一本征非晶硅层2、第二本征非晶硅层4、p型非晶硅膜层5、第一TCO膜层6、第二TCO膜层7和n型碳硅膜层31，所述基板1的第一面向外依次叠层有第一本征非晶硅层2、n型碳硅膜层31和第一TCO膜层6，所述基板1的第二面向外依次叠层有第二本征非晶硅层4、p型非晶硅膜层5和第二TCO膜层7，所述第一TCO膜层6和第二TCO膜层7上分别设置有栅线电极8。

当然，在其它实施例中，也可以是所述第一TCO膜层6上设置有栅线电极8，所述第二TCO膜层7上形成有金属膜层，所述金属膜层覆盖第二TCO膜层7的大部分区域，所述金属膜层可以为一层或多层结构。所述金属膜层可以为金、银、铜、铬、镍、铝或它们的组合层。

具体的，所述n型碳硅膜层31为n型非晶态碳硅膜层，当然，在其它实施例中，n型碳硅膜层31也可以是n型微晶态碳硅膜层或由n型非晶态碳硅膜层和n型微晶态碳硅膜层叠层构成的复合层，如图3所示，n型碳硅膜层31包括层叠设置的n型非晶态碳硅膜层311和n型微晶态碳硅膜层312。

所述n型碳硅膜层31可以是由一层或多层组成，所述n型碳硅膜层31由多层组成时其各个层的含碳量不同，所述n型碳硅膜层31可为氢化n型碳硅膜层。

具体的，所述基板1为单晶硅片或多晶硅片；所述第一本征非晶硅层2为氢化第一本征非晶硅层，所述第二本征非晶硅层4为氢化第二本征非晶硅层，所述p型非晶硅膜层5为氢化p型非晶硅层。

具体的，所述栅线电极8为银栅线电极、铜栅线电极或它们的组合，所述第一TCO膜层6和第二TCO膜层7为AZO膜层、GZO膜层、IGZO膜层、BZO膜层、IZO膜层、ITO膜层、ITIO膜层、IWO膜层、ICO膜层、IMO膜层、氧化锡掺氟膜层、氧化锡掺碘膜层、氧化锡掺锑膜层或石墨烯膜层，所述第一TCO膜层6和第二TCO膜层7中可含有氢。

进一步的，在其它实施例中，所述第一本征非晶硅膜层2与n型碳硅膜层31之间可以设有n型非晶硅膜层和/或n型微晶硅膜层，所述n型非晶硅膜层为氢化n型非晶硅膜层，所述n型微晶硅膜层为氢化n型微晶硅膜层。

进一步的，在其它实施例中，所述第一TCO膜层6上还设有一减反射膜层，和/或所述第二TCO膜层7上还设有一减反射膜层，所述减反射膜层由一层或多层组成。

第一本征非晶膜层2、第二本征非晶硅膜层4、p型非晶硅膜层5、n型非晶硅膜层、n型碳硅膜层31可以采用PECVD法、热丝CVD法等方法沉积，第一TCO膜层6、第二TCO膜层7及减反射膜层可以采用PVD法、RPD法、蒸镀法、ALD法、化学气相沉积法等方法沉积，晶硅基板1在沉积膜层之前是要经过酸、碱等溶液的处理使晶硅基板1的表面形成绒面。

下面将通过几个具体实施例来说明本实用新型的太阳能电池。以下实施例中，均是在制绒后干净的晶硅基板表面上依次沉积上各膜层。

实施例1

准备N型单晶硅片1，厚度为180μm，接着在N型单晶硅片1的第一面上采用PECVD法依次沉积8nm的第一本征非晶硅膜层2和10nm的n型非晶SiC0.5膜层31；接着在N型单晶硅片1的第二面上采用PECVD法依次沉积8nm的第二本征非晶硅膜层4、15nm的p型非晶硅膜层5；接着采用溅射法在n型非晶SiC0.5膜层31上沉积100nm的ITO膜层作为第一TCO膜层6；接着采用溅射法在p型非晶硅膜层5上沉积100nm的ITO膜层作为第二TCO膜层7；接着采用丝网印刷法在第一TCO膜层6和第二TCO膜层7上印刷金属栅电极8，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的栅电极8进行退火处理，由此制得太阳能电池。最后对太阳能电池进行测试，测得其短路电流为39.1mA/cm²。太阳能电池结构如图2所示。

实施例2

准备N型单晶硅片1，厚度为180μm，接着在N型单晶硅片1的第一面上采用PECVD法依次沉积5nm的第一本征非晶硅膜层2、4nm的n型非晶SiC0.3膜层311和6nm的n型微晶SiC0.7膜层312；接着在N型单晶硅片1的第二面上采用PECVD法依次沉积8nm的第二本征非晶硅膜层4、15nm的p型非晶硅膜层5；接着采用RPD法在n型微晶SiC0.6膜层312上沉积100nm的IWO膜层作为第一TCO膜层6；接着采用RPD法在p型非晶硅膜层5上沉积100nm的IWO膜层作为第二TCO膜层7；接着采用丝网印刷法在第一TCO膜层6和第二TCO膜层7上印刷金属栅电极8，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的栅电极8进行退火处理，由此制得太阳能电池。最后对太阳能电池进行测试，测得其短路电流为39.7mA/cm²。太阳能电池结构如图3所示。

实施例3

准备N型单晶硅片1，厚度为150μm，接着在N型单晶硅片1的第一面上采用PECVD法依次沉积10nm的第一本征非晶硅膜层2、5nm的n型非晶SiC0.1膜层31和6nm的n型非晶SiC0.9膜层31；接着在N型单晶硅片1的第二面上采用PECVD法依次沉积10nm的第二本征非晶硅膜层4、20nm的p型非晶硅膜层5；接着采用RPD法在n型非晶SiC0.9膜层31上沉积100nm的IWO膜层作为第一TCO膜层6；接着采用RPD法在p型非晶硅膜层5上沉积100nm的IWO膜层作为第二TCO膜层7；接着采用丝网印刷法在第一TCO膜层6和第二TCO膜层7上印刷金属栅电极8，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的栅电极8进行退火处理，由此制得太阳能电池。最后对太阳能电池进行测试，测得其短路电流为38.9mA/cm²。

实施例4

准备N型单晶硅片1，厚度为150μm，接着在N型单晶硅片1的第一面上采用PECVD法依次沉积5nm的第一本征非晶硅膜层2、5nm的n型非晶硅膜层和6nm的n型非晶SiC0.7膜层31；接着在N型单晶硅片1的第二面上采用PECVD法依次沉积5nm的第二本征非晶硅膜层4、20nm的p型非晶硅膜层5；接着采用溅射法在n型非晶SiC0.7膜层31上沉积100nm的ITIO膜层作为第一TCO膜层6；接着采用溅射法在p型非晶硅膜层5上沉积100nm的ITIO膜层作为第二TCO膜层7；接着采用丝网印刷法在第一TCO膜层6和第二TCO膜层7上印刷金属栅电极8，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的栅电极8进行退火处理，由此制得太阳能电池。最后对太阳能电池进行测试，测得其短路电流为39.4mA/cm²。

实施例5

准备P型单晶硅片1，厚度为180μm，接着在P型单晶硅片1的第一面上采用PECVD法依次沉积8nm的第一本征非晶硅膜层2和12nm的n型微晶SiC0.4膜层31；接着在P型单晶硅片1的第二面上采用PECVD法依次沉积8nm的第二本征非晶硅膜层4、20nm的p型非晶硅膜层5；接着采用溅射法在n型微晶SiC0.4膜层31上沉积100nm的ITO膜层作为第一TCO膜层6；接着采用溅射法在p型非晶硅膜层5上沉积100nm的ITO膜层作为第二TCO膜层7；接着采用丝网印刷法在第一TCO膜层6和第二TCO膜层7上印刷金属栅电极8，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的栅电极8进行退火处理，由此制得太阳能电池。最后对太阳能电池进行测试，测得其短路电流为38.3mA/cm²。

对比实施例1

准备N型单晶硅片1，厚度为180μm，接着在N型单晶硅片1的第一面上采用PECVD法依次沉积8nm的第一本征非晶硅膜层2和10nm的n型非晶硅膜层3；接着在N型单晶硅片1的第二面上采用PECVD法依次沉积8nm的第二本征非晶硅膜层4、15nm的p型非晶硅膜层5；接着采用溅射法在n型非晶硅膜层3上沉积100nm的ITO膜层作为第一TCO膜层6；接着采用溅射法在p型非晶硅膜层5上沉积100nm的ITO膜层作为第二TCO膜层7；接着采用丝网印刷法在第一TCO膜层6和第二TCO膜层7上印刷金属栅电极8，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的栅电极8进行退火处理，由此制得太阳能电池。最后对太阳能电池进行测试，测得其短路电流为37.5mA/cm²。太阳能电池结构如图1所示。

从上述实施例与对比例1的比较可以看出，本实用新型可提升太阳能电池的短路电流，因而可提高太阳能电池的性能。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。