异质结太阳能电池及其制备方法与流程

本发明涉及电池制作，特别涉及一种异质结太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、太阳能光伏产业是一种可持续发展的绿色清洁能源，随着科技的进步，人们对太阳能光伏组件的性能要求越来越高，在电池制作领域，传统的太阳能电池结构主要包括n型单晶硅片、设置于n型单晶硅片背面和正面的本征层、设置于本征层上的p型掺杂层或n型掺杂层、设置于p型掺杂层或n型掺杂层上的tco(导电氧化物)层，以及设置于tco层上的正电极或负电极，该传统太阳能电池结构在太阳能光伏领域中得到广泛应用。

2、然而，在上述传统太阳能电池结构中，掺杂层的晶化率对整体的电池性能具有直接影响，晶化率指的是掺杂层中晶体的形成程度，其一般会因掺杂层中磷掺杂浓度的改变而改变，具体而言，磷掺杂浓度高可促进薄膜的晶化从而形成晶化率程度高的微晶硅薄膜，但磷掺杂浓度过高则会抑制薄膜的晶化，这一现象导致了传统太阳能电池结构的晶化率普遍较低，而较低的晶化率会引发太阳能电池结构的开路电压降低和短路电流减小等问题，最终导致整体电池性能下降。

技术实现思路

1、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，本发明提出一种异质结太阳能电池及其制备方法，通过在本征层外侧依次沉积掺杂浓度先下降后上升的缓冲层、功能层以及接触层，有效提高晶化率，进而解决传统太阳能电池结构的晶化率受掺杂浓度影响，导致整体电池性能下降的技术问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种异质结太阳能电池，包括：

3、n型硅片，为电池衬底；

4、第一本征层，沉积在n型硅片的背面；

5、第二本征层，沉积在n型硅片的正面；

6、缓冲层、功能层以及接触层，依次沉积在第一本征层外侧；

7、p型掺杂层，沉积在第二本征层外侧；

8、透明导电氧化层，沉积在接触层和p型掺杂层外侧，用于在进行栅线印刷处理后，分别形成异质结太阳能电池的正极和负极；

9、其中，第一本征层、第二本征层、缓冲层、功能层、接触层以及p型掺杂层均通过等离子增强化学气相沉积处理生成，透明导电氧化层通过物理气相沉积处理生成；

10、功能层的掺杂浓度小于缓冲层和接触层的掺杂浓度。

11、在一些实施例中，缓冲层的掺杂浓度为10％至15％，功能层的掺杂浓度为1％至5％，接触层的掺杂浓度为5％至10％。

12、在一些实施例中，缓冲层的厚度为1至3nm，功能层的厚度为15至20nm，接触层的厚度为1至3nm，其中，在缓冲层与接触层之间包括多个功能层的情况下，多个功能层的总厚度符合15至20nm的厚度范围。

13、在一些实施例中，功能层包括第一功能层、第二功能层和第三功能层，第二功能层的掺杂浓度小于第一功能层和第三功能层的掺杂浓度。

14、在一些实施例中，第一功能层的掺杂浓度为2％至5％，第二功能层的掺杂浓度为0％至2％，第三功能层的掺杂浓度为2％至5％。

15、第二方面，本发明实施例提供了一种异质结太阳能电池的制备方法，方法包括：

16、以n型硅片作为电池衬底，对n型硅片进行等离子增强化学气相沉积处理，以在n型硅片的背面生成第一本征层，以及在n型硅片的正面生成第二本征层；

17、对第一本征层进行等离子增强化学气相沉积处理，以在第一本征层外侧依次生成缓冲层、功能层以及接触层，其中，功能层的掺杂浓度小于缓冲层和接触层的掺杂浓度；

18、对第二本征层进行等离子增强化学气相沉积处理，以在第二本征层外侧生成p型掺杂层；

19、对接触层和p型掺杂层进行物理气相沉积处理，以分别在接触层和p掺杂层的外侧生成透明导电氧化层；

20、对两侧的透明导电氧化层进行栅线印刷处理，以分别形成异质结太阳能电池的正极和负极。

21、在一些实施例中，对n型硅片进行等离子增强化学气相沉积处理之前，方法还包括：

22、对n型硅片进行制绒清洗处理，以在n型硅片外侧生成金字塔绒面；

23、其中，金字塔绒面对应的绒面参数如下：金字塔宽度为1至4um，金字塔高度为0.5至2um，绒面反射率小于11％。

24、在一些实施例中，在第一本征层外侧生成缓冲层时，方法包括：

25、将工艺温度确定为170至200℃，工艺压力确定为3至5torr；

26、通入第一工艺气体，以根据工艺温度和工艺压力对第一本征层进行等离子增强化学气相沉积处理，以在第一本征层外侧生成缓冲层；

27、其中，第一工艺气体包括sih4、h2、ph3和co2，缓冲层包括氢化微晶氧化硅。

28、在一些实施例中，在功能层外侧生成接触层时，方法包括：

29、将工艺温度确定为170至200℃，工艺压力确定为3至5torr；

30、通入第二工艺气体，以根据工艺温度和工艺压力对功能层进行等离子增强化学气相沉积处理，以在功能层外侧生成接触层；

31、其中，第二工艺气体包括sih4、h2和ph3。

32、在一些实施例中，功能层包括第一功能层、第二功能层和第三功能层，在缓冲层外侧生成功能层时，方法包括：

33、将工艺温度确定为170至200℃，工艺压力确定为3至5torr；

34、通入第三工艺气体，以根据工艺温度和工艺压力对缓冲层进行等离子增强化学气相沉积处理，以在缓冲层外侧生成p掺杂浓度为2％至5％的第一功能层；

35、通入第四工艺气体，以根据工艺温度和工艺压力对第一功能层进行等离子增强化学气相沉积处理，以在第一功能层外侧生成p掺杂浓度为0至2％的第二功能层；

36、通入第五工艺气体，以根据工艺温度和工艺压力对第二功能层进行等离子增强化学气相沉积处理，以在第二功能层外侧生成p掺杂浓度为2％至5％的第三功能层；

37、其中，第三工艺气体、第四工艺气体和第五工艺气体均包括sih4、h2、ph3和co2。

38、根据本发明实施例的异质结太阳能电池及其制备方法，至少具有如下有益效果，本发明提出了一种异质结太阳能电池，其组成结构如下：n型硅片，为电池衬底；第一本征层，沉积在n型硅片的背面；第二本征层，沉积在n型硅片的正面；缓冲层、功能层以及接触层，依次沉积在第一本征层外侧；p型掺杂层，沉积在第二本征层外侧；透明导电氧化层，沉积在接触层和p型掺杂层外侧，用于在进行栅线印刷处理后，分别形成异质结太阳能电池的正极和负极；其中，本技术通过等离子增强化学气相沉积处理生成第一本征层、第二本征层、缓冲层、功能层、接触层以及p型掺杂层，通过物理气相沉积处理生成透明导电氧化层，并通过缓冲层、功能层以及接触层来替代统太阳能电池结构中的电池衬底正面的掺杂层，通过在制备时，控制功能层的掺杂浓度小于缓冲层和接触层的掺杂浓度，以使缓冲层、功能层以及接触层之间的掺杂浓度形成先下降后上升的趋势，而由于晶化率的变化趋势为随着掺杂浓度的升高而升高，但到了一定程度后，随着掺杂浓度的增加而降低，故通过上述先下降后上升的掺杂浓度配置，可以使缓冲层、功能层以及接触层间的晶化率逐步上升，有效提高晶化率，进而可以使异质结太阳能电池的开路电压、短路电流以及填充因子提高，电池串阻降低，使得电池的整体性能得到提升。

39、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。