一种太阳能电池及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能电池制备技术领域，尤其涉及一种异质结太阳能电池及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，世界各国对能源的需求急剧增加，而化石能源等不可再生资源日益减少，并且化石能源对环境污染严重，太阳能作为新型的绿色可再生能源有望成为未来主要能源之一。太阳能电池是利用太阳能的有效方式之一，目前，利用硅来制备太阳能电池占主导地位。硅基太阳能电池朝着高转化效率和低生产成本的方向发展。
[0003]黑硅作为一种有效的减反射结构，可以将单晶硅和多晶硅在可见光区的反射率降低到5%以下，有效的提高了硅片对光的吸收能力。但是由于黑硅表面的纳米结构大大增加了表面积，使得表面复合增加，并且，由于纳米结构的存在，在常规扩散工艺(N型硅衬底扩散硼，P型硅衬底扩散磷)制作发射极时，扩散的元素会集中分布在纳米结构中，形成太阳能电池中所谓的“死层”，这样会大大增加了俄歇复合，而且由于纳米结构的存在，扩散后的方阻极不均匀，对电池的效率有很大的影响。
【发明内容】
[0004]因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供了一种太阳能电池，包括N型黑硅衬底、位于N型黑硅衬底之下的第一 A1203薄膜、位于N型黑硅衬底之上的第二 A1203薄膜以及位于第二 A1203薄膜之上的空穴输运层。
[0005]根据本发明的上述太阳能电池，优选地，还包括位于空穴输运层之上的透明导电薄膜、位于透明导电薄膜之上的金属栅电极以及位于第一 A1203薄膜之下的金属背电极。
[0006]根据本发明的上述太阳能电池，优选地，空穴输运层为过渡金属氧化物。
[0007]根据本发明的上述太阳能电池，优选地，过渡金属氧化物为Mo0x(本发明中，0<x<3, Mo0x表示非化学计量比氧化钥，钥的化合价可以为Mo4+，Mo5+和Mo6+混合态，该化合物中存在氧空位，有助于空穴输运)。
[0008]根据本发明的上述太阳能电池，优选地，透明导电薄膜为透明氧化铟锡或掺镓氧化锌或掺铝氧化锌。
[0009]本发明还提供了一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤:
[0010]步骤一:在黑硅衬底的背面制备第一 A1203薄膜以及在黑硅衬底的正面面制备第二 A1203 薄膜；
[0011]步骤二:在第二 A1203薄膜上面制备空穴输运层。
[0012]根据本发明的上述制备方法，优选地，还包括以下步骤:
[0013]步骤三:在空穴输运层上面制备透明导电薄膜；
[0014]步骤四:在透明导电薄膜上面制备金属栅电极；
[0015]步骤五:在第一 A1203薄膜下面制备金属背电极。
[0016]根据本发明的上述制备方法，优选地，在步骤一中，在制备第一 A1203薄膜和第二A1203薄膜之前，修饰黑硅衬底的纳米结构。
[0017]根据本发明的上述制备方法，优选地，在步骤一中，制备第一 A1203薄膜和第二A1203薄膜的方法为ALD方法。
[0018]根据本发明的上述制备方法，优选地，在步骤二中，制备空穴输运层的方法为热蒸发Mo03粉末或反应磁控減射Mo金属革巴材或磁控減射Mo03革巴材。
[0019]本发明在黑硅的正面和背面制备A1203薄膜，可以对黑硅的纳米结构形成保角覆盖，从而有效地钝化黑硅表面，降低表面复合，避免了因黑硅表面积增加而导致的表面复合的增加，从而实现大面积制备，并且对黑硅背面的钝化能够减少背面复合速率，提高电池的开路电压，又和背面形成重掺杂，使背电极形成良好的欧姆接触，减少接触电阻；采用过渡金属氧化物作为空穴输运层，既避免了传统扩散工艺造成纳米结构的重掺杂而引起俄歇复合的增加，又降低了生产成本，而且全程无需掺杂，方法简单，适用于大面积制备，成本低廉。
【附图说明】
[0020]以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中:
[0021]图1为根据本发明实施例的太阳能电池的结构示意图；
[0022]图2为根据本发明实施例的太阳能电池的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0024]参见图1，根据本发明的一个实施例，提供了一种太阳能电池，包括金属背电极1、第一 A1203薄膜2、N型黑娃衬底3、第二 A1203薄膜4、空穴输运层5、透明导电薄膜6和金属栅电极7。
[0025]金属背电极1位于第一 A1203薄膜2之下,本实施例中为金属招(A1)背电极；第一A1203薄膜2位于N型黑硅衬底3之下(背面)，第二 A1203薄膜4位于N型黑硅衬底3之上(正面)，用于有效地钝化黑硅表面；空穴输运层5位于A1203薄膜4之上，本实施例中采用Mo0x (本发明中，0〈x〈3，Mo0x表示非化学计量比氧化钥，钥的化合价可以为Mo4+，Mo5+和Mo6+混合态，该化合物中存在氧空位，有助于空穴输运)。空穴输运层5与N型黑硅衬底3之间形成异质结；透明导电薄膜6位于空穴输运层5之上，本实施例中采用氧化铟锡(ΙΤ0);金属栅电极7位于透明导电薄膜6之上,作为太阳能电池正面引出电极，本实施例中为银栅电极。
[0026]参见图2，根据本发明的另一个实施例，还提供了一种太阳能电池的制备方法，包括如下步骤:
[0027]步骤一:取N型黑硅衬底3，用30°C的2% wt Κ0Η溶液处理1分钟后，修饰黑硅纳米结构，使其纳米孔径变大，深度变浅；
[0028]步骤二:对上述样品分别用去离子水和RCA清洗方法进行清洗；接着在10% HF溶液中浸泡60秒，去除表面的自然氧化层；
[0029]步骤三:将步骤二处理完的黑硅衬底3放入原子层沉积(ALD)腔室中，对其背面沉积第一 A1203薄膜2，对其正面沉积第二 A1203薄膜4，实验采用热ALD技术，其前驱体为三甲基铝(TMAL)，氧化物为水(H20)，沉积温度为200°C，A1203薄膜厚度为5纳米。在氮气气氛中，425°C退火30分钟，以激活A1203薄膜的钝化效果。
[0030]步骤四:采用热蒸发Mo03粉末在黑硅纳米结构之上的第二 A1203薄膜4上制备一层Mo0x作为空穴输运层5，其厚度为10纳米，实验Mo03纯度为99.99