一种提高高效晶硅异质结太阳能电池短路电流的方法与流程

本发明涉及光伏高效电池
技术领域：
，尤其涉及一种提高高效晶硅异质结太阳能电池短路电流的方法。
背景技术：
：随着光伏技术的快速发展，晶体硅太阳电池的转换效率逐年提高。在当前光伏工业界，单晶硅太阳电池的转换效率已达到20%以上，多晶硅太阳电池的转换效率已达18.5%以上。然而大规模生产的、转换效率达22.5%以上的硅基太阳电池仅美国sunpower公司的背接触太阳电池(interdigitatedbackcontact，ibc)和日本松下公司的带本征薄层的非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(hetero-junctionwithintrinsicthinlayer，hjt)。和ibc太阳电池相比，hjt电池具有能耗少、工艺流程简单、温度系数小等诸多优点，这些也是hjt太阳能电池能从众多高效硅基太阳电池方案中脱颖而出的原因。当前，我国正在大力推广分布式太阳能光伏发电，由于屋顶资源有限，而且分布式光伏发电需求高转换效率的太阳电池组件，正是由于hjt太阳电池具有高效、双面发电的优势，在分布式光伏电站中表现出广阔的应用前景。其中硅基异质结（hjt)太阳电池的高转化效率、高开路电压、低温度系数、无光致衰减（lid）、无电致衰减（pid）、低制程工艺温度等优势成为了最热门研究方向之一。hjt太阳电池制备过程中，制绒清洗是第一道工序，为pecvd制备良好的非晶硅层提供洁净的晶硅表面，所以制绒清洗对于hjt电池的转换效率有巨大的影响，其中水洗方式对于电池的效率的高低和稳定性至关重要。参见图1，目前hjt的清洗制绒的主流工艺流程如下，先经过预清洗把硅片表面的有机物等污染物清除，再通过粗抛把切割损伤层去除，再制绒形成“金字塔”绒面，起到降低反射率，提高陷光效果的目的，在通过后续酸碱洗完成整个制绒清洗工艺流程。其中，有一步是修正，修正指的是通过hf/hno3或者hf/o3或者koh等体系能对硅进行化学腐蚀的方式，其目的是使尖锐的金字塔通过化学腐蚀变得圆润，参见图2，从而有利于下一道工序cvd沉积的非晶硅薄膜更加均匀，但是带来的问题是反射率会上升0.5%以上，导致hjt电池的短路电流降低。技术实现要素：本发明的目的在于克服上述不足，提供一种提高高效晶硅异质结太阳能电池短路电流的方法，改善短路电流来提高hjt电池的转换效率，提升异质结太阳能电池性能。本发明的目的是这样实现的：一种提高高效晶硅异质结太阳能电池短路电流的方法，它包括以下内容：（1）对尺寸为156.75mm、厚度为180um的n型硅衬底进行制绒、清洗处理；（2）通过pecvd制备双面本征非晶硅层；（3）选取n型非晶硅膜为受光面掺杂层，使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层；（4）使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层；（5）使用pvd、rpd方法沉积tco导电膜；（6）通过丝网印刷形成正背面ag电极；（7）固化使得银栅线与tco导电膜之间形成良好的欧姆接触；（8）进行测试电池的电性能；进料后，先经过预清洗把硅片表面的有机物等污染物清除，再通过粗抛把切割损伤层去除，水洗后再制绒，再水洗然后碱洗，再经过两道水洗和酸洗，最后烘干后出料。进一步地，pecvd制备双面本征非晶硅层的沉积功率为18~20mw/cm²，沉积速率为2~3a/s。进一步地，所述非晶硅本征层（2）厚度为5~10nm。进一步地，所述n型非晶硅掺杂层厚度为4~8nm，所述p型非晶硅掺杂层的厚度为7~15nm。进一步地，所述tco导电膜的膜厚为70~110nm。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的清洗制绒省去修正步骤，不对金字塔绒面进行圆润修饰，从而降低硅片表面反射率，同时pecvd沉积非晶硅薄膜工艺采用慢沉积方法，非晶硅本征层沉积功率由25-28mw/cm²改为18-20mw/cm²，沉积速率由5-7a/s的沉积速率改为2-3a/s的沉积速率；由本发明制备的hjt太阳能电池开路电压保持不变的情况，短路电流有明显提升，从而提升电池的光电转换效率。附图说明图1为现有异质结太阳能电池的结构示意图。图2为现有技术修正后硅片绒面结构示意图。图3为本发明的清洗制绒的工艺流程图。具体实施方式实施例1：参见图3，本发明涉及的一种提高高效晶硅异质结太阳能电池短路电流的方法，它包括以下内容：（1）对尺寸为156.75mm、厚度为180um的n型硅衬底进行制绒、清洗处理；进料后，先经过预清洗把硅片表面的有机物等污染物清除，再通过粗抛把切割损伤层去除，水洗后再制绒，再水洗然后碱洗，再经过两道水洗和酸洗，最后烘干后出料；（2）通过pecvd制备双面本征非晶硅层，厚度为6nm；沉积功率为18mw/cm²，沉积速率为2a/s；（3）选取n型非晶硅膜为受光面掺杂层，使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层，厚度为6nm；（4）使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层，总厚度为10nm；（5）使用pvd、rpd方法沉积tco导电膜，厚度为100nm；（6）通过丝网印刷形成正背面ag电极；（7）固化使得银栅线与tco导电膜之间形成良好的欧姆接触；（8）进行测试电池的电性能。实施例2：参见图3，本发明涉及的一种提高高效晶硅异质结太阳能电池短路电流的方法，它包括以下内容：（1）对尺寸为156.75mm、厚度为180um的n型硅衬底进行制绒、清洗处理；进料后，先经过预清洗把硅片表面的有机物等污染物清除，再通过粗抛把切割损伤层去除，水洗后再制绒，再水洗然后碱洗，再经过两道水洗和酸洗，最后烘干后出料；（2）通过pecvd制备双面本征非晶硅层，厚度为6nm；沉积功率为19mw/cm²，沉积速率为2.5a/s；（3）选取n型非晶硅膜为受光面掺杂层，使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层，厚度为6nm；（4）使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层，总厚度为10nm；（5）使用pvd、rpd方法沉积tco导电膜，厚度为100nm；（6）通过丝网印刷形成正背面ag电极；（7）固化使得银栅线与tco导电膜之间形成良好的欧姆接触；（8）进行测试电池的电性能。实施例3：参见图3，本发明涉及的一种提高高效晶硅异质结太阳能电池短路电流的方法，它包括以下内容：（1）对尺寸为156.75mm、厚度为180um的n型硅衬底进行制绒、清洗处理；进料后，先经过预清洗把硅片表面的有机物等污染物清除，再通过粗抛把切割损伤层去除，水洗后再制绒，再水洗然后碱洗，再经过两道水洗和酸洗，最后烘干后出料；（2）通过pecvd制备双面本征非晶硅层，厚度为6nm；沉积功率为20mw/cm²，沉积速率为3a/s；（3）选取n型非晶硅膜为受光面掺杂层，使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层，厚度为6nm；（4）使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层，总厚度为10nm；（5）使用pvd、rpd方法沉积tco导电膜，厚度为100nm；（6）通过丝网印刷形成正背面ag电极；（7）固化使得银栅线与tco导电膜之间形成良好的欧姆接触；（8）进行测试电池的电性能。反射率测试：对实施例1至实施例3的清洗制绒后的硅片表面反射率进行测试，结果如下：条件清洗制绒后反射率experimental110.60%experimental210.80%experimental310.70%对比例1：（1）对尺寸为156.75mm的n型单晶硅片（180um)进行制绒、清洗处理；先经过预清洗把硅片表面的有机物等污染物清除，再通过粗抛把切割损伤层去除，再制绒形成“金字塔”绒面，然后水洗后碱洗，之后进行修正，再通过后续酸洗后烘干出料；反射率测试：反射率测试仪，对修正前后的硅片表面反射率进行测试，结果如下：条件修正前修正后对比例110.5%11.1%（2）通过pecvd制备正背面的本征非晶硅层，正背面本征非晶硅各自采用一步完成7nm沉积；沉积功率为25~28mw/cm²，沉积速率为5-7a/s；（3）选取n型非晶硅膜为受光面掺杂层，使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅层，厚度为6nm；（4）使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅层，厚度10nm；（5）使用rpd、pvd方法沉积tco导电膜，厚度100nm；（6）通过丝网印刷形成正背面银金属电极；（7）固化使得银栅线与tco之间形成良好欧姆接触；（8）进行测试电池的电性能。将本发明的实施例数据与对比例1的现有技术对比，本发明与现有技术的电性能对比参见下表，电性能对比如下表，从表中可以看到experimental在转换效率eta绝对值上高出baseline0.1%，主要体现在电流密度jsc的增益。voc（mv）isc（ma/cm2）ff（%）eta（%）对比例1741.138.7580.0522.99实施例1741.938.8280.123.07实施例2741.338.8880.123.09实施例3741.538.9080.0923.10从开路电压看基本保持不变，虽然金字塔绒面没有修饰圆润，但是通过pecvd工艺调整，采用慢沉积方式，仍旧能够得到均匀的非晶硅薄膜，仍旧能够很好的钝化硅片表面，然而清洗制绒后反射率的降低，增加了硅片对光的吸收，从而导致短路电流提高，增加了电流密度jsc，最终提高了电池的转换效率。以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。当前第1页12