一种硅基异质结太阳能电池的制作方法

1.本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种硅基异质结太阳能电池。


背景技术：

2.硅基异质结太阳能电池(hjt)一般都需要镀透明导电(tco)薄膜，tco薄膜的电阻率一般在10
‑3ω
·
cm，薄膜的方块电阻决定着后续金属栅线的分布，方块电阻越低，可以采用更少的栅线来获得良好的接触，有利于减少遮光损失。在异质结太阳能电池中，氧化铟锡薄膜(ito)以其优异的光电性能使之成为很有实用价值的透明导电薄膜；目前使用的ito，其光学厚度由四分之一波长决定，约80nm。


技术实现要素：

3.为了进一步提高硅基异质结太阳能电池的光透过率，本实用新型实施例提供了一种硅基异质结太阳能电池。
4.本实用新型提供了一种硅基异质结太阳能电池，包括：
5.背场薄膜；
6.透明导电薄膜，所述透明导电薄膜设置在所述背场薄膜上，所述透明导电薄膜的厚度根据所述背场薄膜的属性确定。
7.具体的，在本实用新型提供的硅基异质结太阳能电池中，所述背场薄膜的属性包括所述背场薄膜的材质和/或所述背场薄膜的厚度。
8.具体的，在本实用新型提供的硅基异质结太阳能电池中，当所述背场薄膜为n型非晶硅薄膜时，所述透明导电薄膜的厚度为60
‑
80nm；当所述背场薄膜为n型微晶硅薄膜时,所述透明导电薄膜的厚度根据所述背场薄膜的厚度确定。
9.具体的，在本实用新型提供的硅基异质结太阳能电池中，当所述n型微晶硅薄膜为5nm时，所述透明导电薄膜的厚度为60
‑
80nm；当所述n型微晶硅薄膜为20nm时，所述透明导电薄膜的厚度为40
‑
60nm；当所述n型微晶硅薄膜为40nm时，所述透明导电薄膜的厚度为20
‑
40nm。
10.具体的，在本实用新型提供的硅基异质结太阳能电池中，还包括减反膜，所述减反膜设置在透明导电薄膜上，所述减反膜在折射率在所述背场薄膜的折射率与空气的折射率之间。
11.具体的，在本实用新型提供的硅基异质结太阳能电池中，当所述减反膜为90
‑
110nm且所述背场薄膜为20nm的n型非晶硅薄膜时，所述透明导电薄膜的厚度为50
‑
60nm；当所述减反膜为90
‑
110nm且所述背场薄膜为20nm的n型微晶硅薄膜时，所述透明导电薄膜的厚度为30
‑
40nm。
12.具体的，在本实用新型提供的硅基异质结太阳能电池中，所述减反膜的材料包括氟化镁、氧化硅、氮化硅。
13.具体的，在本实用新型提供的硅基异质结太阳能电池中，所述减反膜的厚度为
100nm。
14.具体的，在本实用新型提供的硅基异质结太阳能电池中，所述透明导电薄膜的折射率为1.8
‑
2.2。
15.具体的，在本实用新型提供的硅基异质结太阳能电池中，所述透明导电薄膜的材料包括氧化铟锡、掺钨氧化铟。
16.本实用新型技术方案，具有如下优点：
17.1、本实用新型提供的硅基异质结太阳能电池，通过在硅基异质结太阳能电池中增加背场薄膜，并将透明导电薄膜设置在所述背场薄膜上，由此可以使得背场薄膜和透明导电薄膜构成双层减反膜，根据背场薄膜的属性(例如背场薄膜的材质和厚度)基于波的叠加原理调整透明导电薄膜的厚度，由此可以使得透明薄膜的厚度减小，进而可以提高电池性能，并降低成本。
18.2、本实用新型提供的硅基异质结太阳能电池中还进一步包括减反膜，所述减反膜设置在透明导电薄膜上，所述减反膜在折射率在所述背场薄膜的折射率与空气的折射率之间。由于在透明导电薄膜上设置减反膜后，可以使得叠加后的减反膜与透明导电薄膜的折射率与空气的折射率相差较小，获得理想的减反射效果，使得透明薄膜的进一步厚度减小。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为硅基异质结太阳能电池一具体示例的结构示意图；
21.图2为当n
‑
a
‑
si分别为5nm、7nm、10nm、20nm时、当n
‑
μ
‑
si分别为5nm、20nm和40nm时ito厚度与短路电流isc的对应关系示意图；
22.图3为当n
‑
a
‑
si分别为5nm、7nm、10nm、20nm时、当n
‑
μ
‑
si分别为5nm、20nm和40nm时ito厚度与转换效率eff的对应关系示意图；
23.图4为在tco薄膜上镀上减反膜后的反射示意图；
24.图5为当n
‑
a
‑
si为20nm且减反膜为100nm时ito厚度与短路电流isc的对应关系示意图；
25.图6为当n
‑
a
‑
si为20nm且减反膜为100nm时ito厚度与转换效率eff的对应关系示意图；
26.图7为当n
‑
μ
‑
si为20nm且减反膜为100nm时ito厚度与短路电流isc的对应关系示意图；
27.图8为当n
‑
μ
‑
si为20nm且减反膜为100nm时ito厚度与转换效率eff的对应关系示意图；
28.其中：
29.1、第一透明导电薄膜；2、背场薄膜；3、第一本征钝化层；4、n型硅片；5、第二本征钝化层；6、p型发射极层；7、第二透明导电薄膜。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
34.实施例1
35.本实用新型实施例1提供的硅基异质结太阳能电池，包括背场薄膜和透明导电薄膜，所述透明导电薄膜设置在所述背场薄膜上，所述透明导电薄膜的厚度根据所述背场薄膜的属性确定。
36.如图1所述为硅基异质结太阳能电池一具体示例的结构示意图，如图1所示，硅基异质结太阳能电池由上到下依次包括：第一透明导电薄膜1、背场薄膜2、第一本征钝化层3、n型硅片4、第二本征钝化层5、p型发射极层6、第二透明导电薄膜7，在下文中，为方便描述，将第一透明导电薄膜1称为tco薄膜。具体的，tco薄膜可以是氧化铟锡(ito)、掺钨氧化铟(iwo)等透明导电薄膜；背场薄膜2可以是n
‑
a
‑
si(n型非晶硅薄膜)或n
‑
μ
‑
si(n型微晶硅薄膜)；第一本征钝化层3可以为i
‑
a
‑
si(本征单晶硅)；第二本征钝化层5可以为i
‑
a
‑
si(本征单晶硅)；p型发射极层6可以是p
‑
a
‑
si(p型非晶硅薄膜)；第二透明导电薄膜7可以是氧化铟锡(ito)、掺钨氧化铟(iwo)等透明导电薄膜。
37.在本实用新型实施例1中，tco薄膜同时起着减反射膜的作用，对可见光(波长380
‑
780nm)的光透过率高，一般平均光透过率tavg>80％。背场薄膜和tco薄膜叠加后可等效为两层减反膜，根据波的叠加原理，当为双层减反膜时，其等效界面的反射率与各膜层厚度及折射率均有关，所以当背场薄膜折射率和厚度不同时，tco薄膜厚度并不局限于四分之一波长，通过改变tco薄膜的厚度可以进一步提高电池性能。
38.作为具体的实施方式，当所述背场薄膜2为n
‑
a
‑
si时，所述tco薄膜，即第一透明导电薄膜1的厚度为60
‑
80nm。
39.图2为当n
‑
a
‑
si分别为5nm、7nm、10nm、20nm时、当n
‑
μ
‑
si分别为5nm、20nm和40nm时ito厚度与短路电流isc的对应关系示意图。如图2的曲线1所示，当n
‑
a
‑
si为5nm时，ito厚度与短路电流isc的对应关如表1所示：
40.ito厚度(nm)20406080100isc(a)8.759.109.359.309.18
41.如图2的曲线2所示，当n
‑
a
‑
si为7nm时，ito厚度与短路电流isc的对应关系如表2所示：
42.ito厚度(nm)20406080100isc(a)8.709.059.279.289.16
43.如图2的曲线3所示，当n
‑
a
‑
si为10nm时，ito厚度与短路电流isc的对应关系如表3所示：
44.ito厚度(nm)20406080100isc(a)8.608.909.159.189.05
45.如图2的曲线3所示，当n
‑
a
‑
si为20nm时，ito厚度与短路电流isc的对应关系如表4所示：
46.ito厚度(nm)20406080100isc(a)8.358.658.858.908.80
47.由图2的曲线1
‑
曲线4及上述表1
‑
表4可知，当n
‑
a
‑
si厚度为5nm、7nm、10nm、20nm时，硅基异质结太阳能电池的短路电流最大时，ito的厚度均为60
‑
80nm时。也就是说，不同n
‑
a
‑
si厚度时，因其n、k值基本不变，相应的ito厚度最优值基本相同。
48.如图2的曲线5所示，当n
‑
μ
‑
si为5nm时，ito厚度与短路电流isc的对应关系如表5所示：
49.ito厚度(nm)20406080100isc(a)8.809.189.359.289.17
50.如图2的曲线6所示，当n
‑
μ
‑
si为10nm时，ito厚度与短路电流isc的对应关系如表6所示：
51.ito厚度(nm)20406080100isc(a)8.959.189.199.058.90
52.如图2的曲线7所示，当n
‑
μ
‑
si为20nm时，ito厚度与短路电流isc的对应关系如表7所示：
53.ito厚度(nm)20406080100isc(a)8.908.958.858.70
‑‑‑
54.由图2的曲线5
‑
曲线7和上述表5
‑
表7可知，当n
‑
μ
‑
si为5nm时，硅基异质结太阳能电池的短路电流最大时，ito的厚度均为60
‑
80nm时；当n
‑
μ
‑
si为10nm时，硅基异质结太阳能电池的短路电流最大时，ito的厚度均为40
‑
60nm时；当n
‑
μ
‑
si为20nm时，硅基异质结太阳能电池的短路电流最大时，ito的厚度均为20
‑
40nm时。也就是说，不同n
‑
μ
‑
si厚度时，因其n值的不同，相应的ito厚度最优值不同，可根据n
‑
μ
‑
si厚度优化ito厚度。
55.由菲涅尔公式可知，当两种介质折射率相近时，其反射率更小。而tco薄膜的折射率在(1.8
‑
2.2)之间，对于空气折射率相差较大，难以获得理想的减反射效果，为进一步减少电池表面光的反射，又在tco薄膜上镀上一层减反膜(折射率在空气与tco薄膜之间)；其
光学厚度由四分之一波长决定。图4为在tco薄膜上镀上减反膜后的反射示意图，在图4中，tco相当于图1的tco薄膜，tco薄膜下面各层的设置与图1相同。
56.图5为当n
‑
a
‑
si为20nm且减反膜为100nm时ito厚度与短路电流isc的对应关系示意图，由图5可知，当n层为a
‑
si(20nm)时，可优化ito厚度至50
‑
60nm。
57.图7为当n
‑
μ
‑
si为20nm且减反膜为100nm时ito厚度与短路电流isc的对应关系示意图，由图7可知，当n层为u
‑
si(20nm)时，可优化ito厚度至30
‑
40nm。
58.作为具体的实施方式，所述减反膜的材料包括氟化镁、氧化硅、氮化硅。
59.作为具体的实施方式，所述透明导电薄膜的折射率为1.8
‑
2.2。
60.作为具体的实施方式，所述透明导电薄膜的材料包括氧化铟锡、掺钨氧化铟。
61.随着新型n层或者p层入光面材料uc
‑
si,uc
‑
siox等的应用，tco薄膜的厚度应该根据材料的折射系数相应的调整；对于镀有减反膜的异质结太阳能电池tco薄膜厚度需要进一步的减薄。本实用新型提供的方案可以优化tco薄膜的厚度，采用本实用新型的方案电池的短路电流能够进一步提升，如图3、图6和图8所示电池的光电转换效率也能进一步提升；同时透明导电层的减薄能够降低异质结太阳能电池的成本。
62.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。