全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法与流程

本发明涉及光伏领域，具体而言，涉及一种全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法。

背景技术：

1、光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在p型硅和n型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的n区和空穴向带负电的p区运动。太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。

2、太阳能电池包括不同的类型，晶硅太阳能电池可以有效地利用钙钛矿材料无法吸收的红外光，从而通过叠层方式组合钙钛矿和晶硅太阳能单电池，提升晶硅光伏电池的效率。然而现有的叠层方式组合钙钛矿和晶硅太阳能单电池仍存在效率提升受限的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的包括，例如，提供了一种全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法，其能够提升光伏电池的转换效率。

2、本发明的实施例可以这样实现：

3、第一方面，本发明提供一种全背接触式光伏电池，包括衬底和多个金属电极，

4、所述衬底的背面同层交替间隔排布有第一本征非晶硅层和隧穿氧化层；

5、对应所述隧穿氧化层的背面层叠有多晶硅掺杂层；

6、对应所述第一本征非晶硅层的背面层叠有第一微晶硅掺杂层；

7、多个金属电极分别与所述多晶硅掺杂层和所述微晶硅掺杂层对应连接；

8、所述衬底的正面向外依次层叠有第二本征非晶硅层和第二微晶硅掺杂层。

9、在可选的实施方式中，所述衬底为n型单晶硅片；和/或，

10、所述多晶硅掺杂层为磷掺杂多晶硅；和/或，

11、所述第一微晶硅掺杂层为硼掺杂微晶硅层；和/或，

12、所述第二微晶硅掺杂层为磷掺杂微晶硅层。

13、在可选的实施方式中，所述多晶硅掺杂层和所述第一微晶硅掺杂层背部均层叠有第一钝化层，所述第一钝化层的背部层叠有第一减反层，所述第一钝化层为氧化铝钝化膜；和/或，

14、所述第一减反层为氮化硅钝化减反膜。

15、在可选的实施方式中，所述第二微晶硅掺杂层的正面向外依次层叠有第二钝化层和第一减反层。

16、在可选的实施方式中，所述第二钝化层为氧化铝钝化膜；和/或，

17、所述第二减反层为氮化硅钝化减反膜。

18、在可选的实施方式中，所述多晶硅掺杂层和所述第一微晶硅掺杂层同层间隔设置，且二者之间的间隔区对应所述隧穿氧化层和所述第一本征非晶硅层之间形成的间隔区。第二方面，本发明提供一种钙钛矿晶硅叠层电池，包括前述实施方式中任一项所述的全背接触式光伏电池和钙钛矿电池组件；

19、所述钙钛矿电池组件层叠设置于所述全背接触式光伏电池的正面。

20、在可选的实施方式中，所述钙钛矿电池组件包括钙钛矿层；

21、所述钙钛矿层的正面依次向外层叠有电子传输层和第一电极层；

22、所述钙钛矿层的背面依次向外层叠有空穴传输层和第二电极层；

23、所述第二电极层层叠于所述全背接触式光伏电池的正面。

24、第三方面，本发明提供一种全背接触式光伏电池的工艺方法，用于制备前述实施方式中任一项所述全背接触式光伏电池，所述方法包括：

25、s1、在衬底的背面沉积形成隧穿氧化层；

26、s2、在所述隧穿氧化层的表面沉积多晶硅掺杂层；

27、s3、通过掩膜及激光开膜的方式对所述隧穿氧化层和所述多晶硅掺杂层进行处理，使所述隧穿氧化层间隔排布，并使所述隧穿氧化层之间的间隔露出所述衬底的背面，并在所述隧穿氧化层之间的间隔露出所述衬底的背面沉积形成第一本征非晶硅层；

28、s4、在所述第一本征非晶硅层表面沉积形成第一微晶硅掺杂层；

29、s5、采用激光对所述第一微晶硅掺杂层和所述多晶硅掺杂层之间以及所述隧穿氧化层和所述第一本征非晶硅层之间开膜，以使所述第一微晶硅掺杂层和所述多晶硅掺杂层之间形成间隔以及所述隧穿氧化层和所述第一本征非晶硅层之间形成间隔；

30、在可选的实施方式中，所述方法还包括：

31、s6、在所述第一微晶硅掺杂层、所述多晶硅掺杂层表面以及间隔内沉积氧化铝形成第一钝化层，在所述第二微晶硅掺杂层沉积氧化铝形成第二钝化层；

32、s7、在所述第一钝化层和所述第二钝化层的表面分别沉积第一减反层和第二减反层；

33、s8、在所述第一减反层表面采用丝网印刷金属电极，并使所述金属电极分别与所述多晶硅掺杂层和所述第一微晶硅掺杂层连接；

34、s9、在衬底的正面采用低温沉积形成第二本征非晶硅层；

35、s10、在所述第二本征非晶硅层表面沉积形成第二微晶硅掺杂层。

36、本发明实施例提供的光伏组件、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法的有益效果包括，例如：

37、本申请通过在衬底的背面设置形成隧穿氧化层以及在隧穿氧化层的背面形成多晶硅掺杂层，且设置与隧穿氧化层同层间隔的第一本征非晶硅层以及在第一本征非晶硅层的背面形成第一微晶硅掺杂层。这样设置可使得多晶硅掺杂层和第一微晶硅掺杂层结合形成pn结，以让电极均排布在电池的背面，从而减少正面金属栅线对光线的遮挡。其次，在隧穿氧化层及多晶硅掺杂层的作用下可促使电子进入多晶硅掺杂层，阻挡空穴，而第一微晶硅掺杂层具有更优的导电性能可以实现空穴的快速收集，从而可获得更多的载流子。最重要的是，第一层本征非晶硅层可起到缓冲的作用，其具有较多的氢键，从而可使电池具有更好的化学钝化效果，且第一本征非晶硅层与第一微晶硅掺杂层禁带宽度一致更有利于载流子的传输。从而整体提升电池的开路电压及短路电流，提升电池的效率。

技术特征：

1.一种全背接触式光伏电池，包括衬底(3)和多个金属电极(19)，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的全背接触式光伏电池，其特征在于，所述多晶硅掺杂层(9)和所述第一微晶硅掺杂层(11)背部均层叠有第一钝化层(12)，所述第一钝化层(12)的背部层叠有第一减反层(13)；

3.根据权利要求1-2中任一项所述的全背接触式光伏电池，其特征在于，所述第二微晶硅掺杂层(5)的正面向外依次层叠有第二钝化层(6)和第二减反层(7)；所述第二钝化层(6)为氧化铝钝化膜，所述第二减反层(7)为氮化硅钝化减反膜。

4.根据权利要求3所述的全背接触式光伏电池，其特征在于，所述金属电极(19)形成于所述第二钝化层(6)的表面，并穿过所述第二钝化层(6)和所述第二减反层(7)分别与所述多晶硅掺杂层(9)或所述第一微晶硅掺杂层(11)电连接。

5.根据权利要求1-2任一项所述的全背接触式光伏电池，其特征在于，所述多晶硅掺杂层(9)和所述第一微晶硅掺杂层(11)同层间隔设置，且二者之间的间隔区(20)对应所述隧穿氧化层(8)和所述第一本征非晶硅层(10)之间形成的间隔区(20)。

6.一种钙钛矿晶硅叠层电池，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的全背接触式光伏电池，还包括钙钛矿电池(2)组件；

7.根据权利要求6所述的钙钛矿晶硅叠层电池，其特征在于，所述钙钛矿电池(2)组件包括钙钛矿层(16)；

8.一种全背接触式光伏电池的工艺方法，其特征在于，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的全背接触式光伏电池的工艺方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结
本发明的实施例提供了一种全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法，涉及光伏领域。全背接触式光伏电池包括衬底和多个金属电极。衬底的背面同层交替间隔排布有第一本征非晶硅层和隧穿氧化层。隧穿氧化层的背面层叠有多晶硅掺杂层。第一本征非晶硅层的背面层叠有第一微晶硅掺杂层。多个电极分别与多晶硅掺杂层和微晶硅掺杂层对应连接。衬底的正面向外依次层叠有第二本征非晶硅层和第二微晶硅掺杂层。其能提高转化率。

技术研发人员：王文静,周肃,徐晓华,萧吉宏
受保护的技术使用者：安徽华晟新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21