异质结电池及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能电池的制备，具体涉及一种异质结电池及其制备方法。

背景技术：

1、异质结电池由于其高转换效率、高稳定性、可双面发电等优势成为目前最有前景的太阳能电池，另外异质结电池还具有无pid与lid、低衰减、温度系数低、发电量和双面率高、弱光效应好等特点，使得异质结电池全生命周期每瓦发电量显著高于常规单晶太阳能电池。

2、异质结电池的工艺流程简单，目前主要包含4个环节：制绒、非晶层沉积、透明导电膜（tco）沉积和丝网印刷。由于非晶层沉积和透明导电膜沉积的特殊低温工艺，必须使用低温烧结(＜200℃)的银浆进行丝网印刷形成栅线电极。低温银浆又称聚合物导电银浆，是以高分子树脂为粘结相、银粉为导电粉体，辅以溶剂及助剂形成的粘稠状均匀混合物。

3、目前，低温银浆通常经200℃以下烘干或固化，溶剂挥发使粘结相成膜，从而形成具有导电功能的栅线电极。因低温银浆配方中含有大量环氧树脂成分，使得透明导电膜与栅线电极的附着力较差，导致异质结电池的导电性较差。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中透明导电膜与栅线电极的附着力较差导致异质结电池的导电性较差的缺陷，从而提供一种异质结电池及其制备方法。

2、本发明提供一种异质结电池的制备方法，包括：提供半导体衬底层；在所述半导体衬底层的至少一侧形成透明导电膜；还包括：对所述透明导电膜进行氢化处理；对所述透明导电膜进行氢化处理之后，采用uv光对所述透明导电膜进行照射处理；采用uv光对所述透明导电膜进行照射处理的步骤包括：提供腔室；在所述腔室内通入保护气体；将所述半导体衬底层置于所述腔室对所述透明导电膜进行照射处理；所述保护气体包括氮气；所述uv光的波长为210nm-300nm，所述uv光的能量密度为5000mj/cm2-10000mj/cm2，所述照射处理的时间为10min-20min；进行照射处理之后，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极；对所述栅线电极和所述透明导电膜进行固化处理，以在所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处形成交联网状结构。

3、可选的，进行照射处理之后，1min-2min内在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极。

4、可选的，所述腔室的温度为15℃-30℃。

5、可选的，进行所述氢化处理的过程中，氢气的流量为500sccm-800sccm；所述氢化处理的温度为170℃-180℃，所述氢化处理的时间为240s-360s。

6、可选的，所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处的交联度为20%-30%。

7、可选的，所述固化处理包括热固化处理；所述固化处理的温度为150℃-170℃；所述固化处理的时间为6min-10min。

8、可选的，还包括：形成所述透明导电膜之前，在所述半导体衬底层的至少一侧形成本征半导体层；所述透明导电膜位于所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧；还包括：形成本征半导体层之后、形成透明导电膜之前，在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成掺杂半导体层；所述掺杂半导体层位于所述本征半导体层和透明导电膜之间;还包括：形成本征半导体层之前，在所述半导体衬底层的至少一侧进行制绒处理。

9、本发明还提供一种异质结电池，采用本发明所述的异质结电池的制备方法制备得到，包括：半导体衬底层；透明导电膜，位于所述半导体衬底层的至少一侧；栅线电极，位于所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧；所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处具有交联网状结构。

10、可选的，所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处的交联度为20%-30%。

11、本发明的有益效果在于：

12、本发明提供一种异质结电池的制备方法，在所述半导体衬底层的至少一侧形成透明导电膜之后，对所述透明导电膜进行氢化处理，使得透明导电膜中掺杂部分氢原子；之后采用uv光对透明导电膜进行照射处理，由于透明导电膜的材料可以掺杂金属氧化物，其导电机制来源于掺杂金属代替被掺杂金属氧化物中金属离子所产生的间隙位以及氧空位缺陷。透明导电膜在特定外界环境下(如高温）会造成晶格中氧的脱离，导致氧缺失形成氧空位，氧空位带正电。在经过uv光对透明导电膜进行照射处理的过程中，透明导电膜表面的化学键断裂，产生更多的氧空位缺陷，使得透明导电膜表面呈现酸化和亲水化，倾向于与栅线电极的材料中的游离羧基（-cooh）、氧离子（o2-）和氢氧根离子（oh-）发生化学键的重新结合；本申请栅线电极的材料为银，其自身含有大量光学环氧树脂材料，环氧树脂中的环氧基具有一定活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环形成游离羧基（-cooh）、氧离子（o2-）和氢氧根离子（oh-），这样，进行照射处理之后，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极时，栅线电极材料中的环氧基遇到掺杂部分氢原子的透明导电膜进行开环，游离羧基（-cooh）、氧离子（o2-）和氢氧根离子（oh-）可以与透明导电膜表面的氧空位发生化学键合（即通过化学反应在载体表面键合上特定基团的固定相）；之后，对所述栅线电极和所述透明导电膜进行固化处理，在宏观层面表现为透明导电膜与形成的栅线电极界面处发生交联，形成交联网状结构，从而有利于透明导电膜与所述栅线电极更好的接触，提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力，使得异质结电池的导电性得到提高，从而提高异质结电池效率。

13、进一步地，本发明在形成所述透明导电膜之后、形成栅线电极之前，增加一道uv光照射处理，工艺简单，适用于异质结电池的量产，可用于大面积推广。

技术特征：

1.一种异质结电池的制备方法，包括：

2.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，进行照射处理之后，1min-2min内在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极。

3.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法，其特征在于， 所述腔室的温度为15℃-30℃。

4.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，进行所述氢化处理的过程中，氢气的流量为500sccm-800sccm；所述氢化处理的温度为170℃-180℃，所述氢化处理的时间为240s-360s。

5.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处的交联度为20%-30%。

6.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，所述固化处理包括热固化处理；

7.根据权利要求1-6任一项所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，还包括：形成所述透明导电膜之前，在所述半导体衬底层的至少一侧表面形成本征半导体层；所述透明导电膜位于所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧；

8.一种异质结电池，采用权利要求1-7任一项所述的异质结电池的制备方法制备得到，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的异质结电池，其特征在于，所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处的交联度为20%-30%。

技术总结
本发明涉及太阳能电池的制备技术领域，具体提供一种异质结电池及其制备方法，包括：提供半导体衬底层；在半导体衬底层的至少一侧形成透明导电膜；还包括：对透明导电膜进行氢化处理；对透明导电膜进行氢化处理之后，采用UV光对透明导电膜进行照射处理；进行照射处理之后，在透明导电膜背离半导体衬底层的一侧形成栅线电极；对栅线电极和透明导电膜进行固化处理，以在栅线电极与透明导电膜的界面处形成交联网状结构。本发明提供的异质结电池的制备方法，透明导电膜和栅线电极界面处通过生成网状结构，提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力，从而提高异质结电池的导电性，提高异质结电池效率。

技术研发人员：张景,孙鹏,辛科,萧吉宏
受保护的技术使用者：无锡华晟光伏科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16