CN106098801A - 一种异质结太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

一种异质结太阳能电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106098801A
CN106098801A CN201610463453.7A CN201610463453A CN106098801A CN 106098801 A CN106098801 A CN 106098801A CN 201610463453 A CN201610463453 A CN 201610463453A CN 106098801 A CN106098801 A CN 106098801A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
nitride film
transparency conducting
intrinsic amorphous
doped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610463453.7A
Other languages
English (en)
Inventor
李艺明
邓国云
李�浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yancheng Plante New Energy Co Ltd
Original Assignee
Yancheng Plante New Energy Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yancheng Plante New Energy Co Ltd filed Critical Yancheng Plante New Energy Co Ltd
Priority to CN201610463453.7A priority Critical patent/CN106098801A/zh
Publication of CN106098801A publication Critical patent/CN106098801A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L31/02327—Optical elements or arrangements associated with the device the optical elements being integrated or being directly associated to the device, e.g. back reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/075—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PIN type, e.g. amorphous silicon PIN solar cells
    • H01L31/076—Multiple junction or tandem solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/548—Amorphous silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及太阳能电池领域。本发明公开了一种异质结太阳能电池，包括基片、第一本征非晶层、第二本征非晶层、第一掺杂层、第二掺杂层、第一透明导电层、第二透明导电层和一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，叠层结构设置在透明导电层上。本发明还公开了一种异质结太阳能电池的制备方法。本发明可降低电池背面电极的接触电阻，提升了电池的填充因子，同时背面具有很好的反射功能，可使更多的光被基片吸收，因此，可使用更薄的基片，有助于节约基片材料，降低成本。

Description

一种异质结太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，具体地涉及一种异质结太阳能电池及其制备方法。
背景技术
太阳能电池能够将太阳光直接转换为电力，因此作为新的能量源受到越来越多国家的重视。
Heterojunction with Intrinsic Thin layer 太阳能电池简称HIT太阳能电池，其最早是由三洋公司发明的，其是非晶硅/晶硅异质结的太阳能电池，是一种利用晶硅基片和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池。由于HIT太阳能电池具有高的光电转换效率，低的温度系数和在相对低温条件下的制备技术，在近几年来成为光伏行业研究和开发的重点方向之一。目前日本的三洋公司产业化的HIT太阳能电池的效率已超过23%，其实验室效率已超过了25%。
图1A和图1B所示为现有的HIT太阳能电池的结构示意图。在图1中，在由单晶硅、多晶硅等的结晶类半导体构成的n型结晶类硅基板1的一个主面上，本征非晶硅层2、p型非晶硅层3依次叠层，进而在其上形成透明导电氧化物层4和由银构成的梳型形状的集电极9；在结晶类硅基板1的另一个主面上依次叠层本征非晶硅层5、n型非晶硅层6，进而在其上形成透明导电氧化物层7和由银构成的梳型形状的集电极9，汇流条电极8将集电极9的电流汇集起来。
这种HIT太阳能电池按照以下的顺序制造。首先，使用等离子体CVD法，在结晶类基板1的一个主面上连续形成本征非晶硅层2、p型非晶硅层3，在另一个主面上连续形成本征非晶硅层5、n型非晶硅层6。接着使用溅射法在p型非晶硅层3和n型非晶硅层6上分别形成透明导电层4和7，进而通过丝网印刷，在透明导电氧化物层4和7上形成梳型形状的集电极9。所使用的等离子体增强CVD法、溅射法、丝网印刷法等的方法全部能够在250℃以下的温度形成上述各膜层，因此能够防止基板的翘曲，能够实现制造成本的降低。
若使用较薄基片来制作HIT太阳能电池，这会节约基片的材料；但是使用较薄的基片制作太阳能电池则会有一部分的入射光透过基片而没有被基片吸收，这将降低太阳能电池的转换效率，传统的一些HIT太阳能电池是在背面的透明导电氧化物层上直接形成银层，该银层的形成虽然可以在一定程度上改善背面的欧姆接触电阻，同时又可起到一定的反射效果。但是把银层直接形成在透明导电氧化物层上，这会使银层在形成过程中部分氧化，从而减弱了银层的反射效果；最后银层又暴露在外部环境中，这时银层的外表面容易受到外部环境的作用，这将使形成在银层上面的集电极与银层的接触电阻增加，从而降低了太阳能电池的性能。
发明内容
本发明的目的在于为解决上述的现有HIT太阳能电池技术中存在的问题，提供一种异质结太阳能电池及其制备方法，本发明通过增加一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，该金属膜层具有很好的反射性能，可使用更薄的基片；同时该金属膜层又不会受外部环境的影响，可使金属膜层与集电极之间形成良好的欧姆接触，有利于降低其电阻，从而增强了太阳能电池的性能。
为此，本发明公开了一种异质结太阳能电池，包括基片，所述基片的受光面和背面分别设置有第一本征非晶层和第二本征非晶层，所述第一本征非晶层上设置有第一掺杂层，所述第二本征非晶层上设置有第二掺杂层，所述第一掺杂层上设置有第一透明导电层，所述第二掺杂层上设置有第二透明导电层，所述第二透明导电层上设置有一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，所述第一金属氮化物膜层与第二透明导电层直接接触。
进一步的，所述叠层结构在所述第二透明导电层上的除边缘区域以外的整个面。
本发明还公开了另一种异质结太阳能电池，包括基片，所述基片的受光面设置有第一本征非晶层，所述第一本征非晶层上设置有一减反射层，所述基片的背面设置有第二本征非晶层，所述第二本征非晶层的表面区域内交叉设置有第一掺杂层和第二掺杂层，所述第一掺杂层上设置有第一透明导电层，所述第二掺杂层上设置有第二透明导电层，所述第一透明导电层和第二透明导电层上分别设置有一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，所述第一金属氮化物膜层分别与第一透明导电层和第二透明导电层直接接触。
进一步的，所述第一本征非晶层和第二本征非晶层为本征非晶硅膜层。
进一步的，所述第一掺杂层和第二掺杂层分别为p型非晶硅膜层和n型非晶硅膜层，或所述第一掺杂层和第二掺杂层分别为n型非晶硅膜层和p型非晶硅膜层。
进一步的，所述第一透明导电层和/或第二透明导电层为ITO、AZO、IWO、BZO、GZO、IZO、IMO、氧化锡基透明导电材料或它们的任一组合中的一种。
进一步的，所述金属膜层为银膜层、铝膜层、铜膜层、金膜层、铬膜层、钛膜层、铂膜层、镍膜层或它们的任一组合中的一种。
进一步的，所述金属膜层的厚度为15-200nm，优选金属膜层的厚度为25-100nm，更优选金属膜层的厚度为35-60nm。
进一步的，所述第一金属氮化物膜层和/或第二金属氮化物膜层为锆氮化物膜层、钛氮化物膜层、铪氮化物膜层、镍氮化物膜层、铬氮化物膜层、钒氮化物膜层、铌氮化物膜层、钽氮化物膜层、钼氮化物膜层、钪氮化物膜层或它们的任一组合的氮化物膜层。
进一步的，所述第一金属氮化物膜层的厚度为1-500nm，优选第一金属氮化物膜层的厚度为7-200nm，更优选第一金属氮化物膜层的厚度为10-50nm；所述第二金属氮化物膜层的厚度为1-800nm，优选第二金属氮化物膜层的厚度为10-300nm，更优选第二金属氮化物膜层的厚度为20-60nm。
本发明还公开了一种异质结太阳能电池的制备方法，包括
准备基片；
在所述基片的受光面沉积第一本征非晶层；
在所述基片的背面沉积第二本征非晶层；
在所述第一本征非晶层上沉积第一掺杂层；
在所述第二本征非晶层上沉积第二掺杂层；
在所述第一掺杂层上沉积第一透明导电层；
在所述第二掺杂层上沉积第二透明导电层；
在所述第二透明导电层上沉积一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，所述第一金属氮化物膜层与第二透明导电层直接接触。
进一步的，所述叠层结构沉积在所述第二透明导电层上的除边缘区域以外的整个面。
本发明还公开了另一种异质结太阳能电池的制备方法，包括
准备基片；
在所述基片的受光面沉积第一本征非晶层；
在所述第一本征非晶层上沉积一减反射层；
在所述基片的背面沉积第二本征非晶层；
在所述第二本征非晶层的表面区域内交叉沉积形成第一掺杂层和第二掺杂层；
在所述第一掺杂层上沉积第一透明导电层；
在所述第二掺杂层上沉积第二透明导电层；
在所述第一透明导电层和第二透明导电层上沉积一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，所述第一金属氮化物膜层分别与第一透明导电层和第二透明导电层直接接触。
本发明的有益技术效果：
1、本发明通过在透明导电层上沉积第一金属氮化物膜层，该第一金属氮化物膜层可使在后续的金属膜层的沉积过程避免金属膜层与氧的接触，从而使金属膜层具有良好的反射性能和导电性能，同时第一金属氮化物膜层也具有反射性能和导电性能，因此可使透明导电层与金属膜层实现良好的欧姆接触，从而提升太阳能电池的填充因子。
2、本发明通过在金属膜层上沉积第二金属氮化物膜层，可使金属膜层免受外部环境的影响（如水分或一些化学气体的侵蚀），从而保证了金属膜层的导电性能和反射性能，同时第二金属氮化物膜层也具有反射性能和导电性能，因此可使集电极与金属膜层实现良好的欧姆接触，降低其接触电阻，提升太阳能电池的填充因子；使用本发明的叠层结构还可以减少基片背面的集电极的数量，从而节省集电极材料。
3、本发明可以使基片的厚度更薄，当使用更薄的基片时，没被吸收的入射光透过基片，然后到达叠层结构后被叠层结构反射回基片中，最终被基片吸收。因此，本发明可以节约基片的材料，从而降低电池的材料成本。
附图说明
图1A为现有的一种HIT太阳能电池的结构示意图；
图1B为现有的一种HIT太阳能电池的背面的俯视图；
图2A是本发明的一种异质结太阳能电池的结构示意图；
图2B是本发明的一种异质结太阳能电池的背面的俯视图；
图3A是本发明的另一种异质结太阳能电池的结构示意图；
图3B是本发明的另一种异质结太阳能电池的背面的俯视图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
在此先说明，本发明中的氧化锡基透明导电材料为氧化锡掺杂氟的透明导电材料、氧化锡掺碘的透明导电材料、氧化锡掺杂锑的透明导电材料或它们的任一组合；本发明中的ITO是指氧化铟掺杂锡的透明导电材料、AZO是指氧化锌掺杂铝的透明导电材料、IWO是指氧化铟掺杂钨的透明导电材料、BZO是指氧化锌掺杂硼的透明导电材料、GZO是指氧化锌掺杂镓的透明导电材料、IZO是指氧化锌掺杂铟的透明导电材料、IMO是指氧化铟掺杂钼的透明导电材料。
如图2A和图2B所示，一种异质结太阳能电池，包括基片1，所述基片1的受光面和背面分别设置有第一本征非晶层2和第二本征非晶层5，所述第一本征非晶层2上设置有第一掺杂层3，所述第二本征非晶层5上设置有第二掺杂层6，所述第一掺杂层3上设置有第一透明导电层4，所述第二掺杂层6上设置有第二透明导电层7，所述第二透明导电层7上设置有一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层10、金属膜层11和第二金属氮化物膜层12，所述第一金属氮化物膜层10与第二透明导电层7直接接触，第一透明导电层4和第二金属氮化物膜层12设置有集电极9，集电极9上设置有汇流条电极8，将集电极9的电流汇流在一起。
具体的，叠层结构设置在第二透明导电层7上的除边缘区域以外的整个面，第一本征非晶层2和第二本征非晶层5为本征非晶硅膜层，第一掺杂层3和第二掺杂层6分别为p型非晶硅膜层和n型非晶硅膜层，或第一掺杂层3和第二掺杂层6分别为n型非晶硅膜层和p型非晶硅膜层，第一透明导电层4和第二透明导电层7为ITO、AZO、IWO、BZO、GZO、IZO、IMO、氧化锡基透明导电材料或它们的任一组合中的一种，金属膜层11为银膜层、铝膜层、铜膜层、金膜层、铬膜层、钛膜层、铂膜层、镍膜层或它们的任一组合中的一种，为了保证金属膜层11的反射性能和导电性能，金属膜层11的厚度为15-200nm，优选金属膜层11的厚度为25-100nm，更优选金属膜层11的厚度为35-60nm，第一金属氮化物膜层10和第二金属氮化物膜层12为锆氮化物膜层、钛氮化物膜层、铪氮化物膜层、镍氮化物膜层、铬氮化物膜层、钒氮化物膜层、铌氮化物膜层、钽氮化物膜层、钼氮化物膜层、钪氮化物膜层或它们的任一组合的氮化物膜层，第一金属氮化物膜层10的厚度为1-500nm，优选为7-200nm，更优选为10-50nm，第二金属氮化物膜12的厚度为1-800nm，优选为10-300nm，更优选为20-60nm。集电极9为现有技术的栅线电极结构，此不再细说。
其制备方法包括：准备基片1；在所述基片1的受光面沉积第一本征非晶层2；在所述基片1的背面沉积第二本征非晶层5；在所述第一本征非晶层2上沉积第一掺杂层3；在所述第二本征非晶层5上沉积第二掺杂层6；在所述第一掺杂层3上沉积第一透明导电层4；在所述第二掺杂层6上沉积第二透明导电层7；在所述第二透明导电层7上沉积一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层10、金属膜层11和第二金属氮化物膜层12，所述第一金属氮化物膜层10与第二透明导电层7直接接触，在第一透明导电层4和第二金属氮化物膜层12印刷集电极9。具体的，叠层结构沉积在所述第二透明导电层7上的除边缘区域以外的整个面。
图3A和图3B所示为另一种异质结太阳能电池，其与图2A和图2B所示的一种异质结太阳能电池的区别在于：所述第一本征非晶层2上设置有一减反射层13，所述第二本征非晶层5的表面区域内交叉设置有第一掺杂层3和第二掺杂层6，所述第一掺杂层3上设置有第一透明导电层4，所述第二掺杂层6上设置有第二透明导电层7，所述第一透明导电层4和第二透明导电层7上设置有一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层10、金属膜层11和第二金属氮化物膜层12，所述第一金属氮化物膜层10分别与第一透明导电层4和第二透明导电层7直接接触，第二金属氮化物膜层12设置有集电极9，集电极9上设置有汇流条电极8，将集电极9的电流汇流在一起。具体的，减反射层13优选为氮化硅膜层。
其制备方法包括：准备基片1；在所述基片1的受光面沉积第一本征非晶层2；在所述第一本征非晶层2上沉积一减反射层13；在所述基片1的背面沉积第二本征非晶层5；在所述第二本征非晶层5的表面区域内交叉沉积形成第一掺杂层3和第二掺杂层6；在所述第一掺杂层3上沉积第一透明导电层4；在所述第二掺杂层6上沉积第二透明导电层7；在所述第一透明导电层3和第二透明导电层7上沉积一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层10、金属膜层11和第二金属氮化物膜层12，所述第一金属氮化物膜层10分别与第一透明导电层4和第二透明导电层7直接接触，在第二金属氮化物膜层12印刷集电极9，集电极9采用现有技术的梳型栅线电极结构，此不再细说。
下面将通过几个具体实施例来说明本发明的异质结太阳能电池及其制备方法。以下实施例中，均是在制绒后干净的基片表面上依次沉积上各膜层。
实施例1
准备N型单晶硅片1，厚度为200um，接着在N型单晶硅片1的受光面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第一本征非晶层2和25nm的p型非晶硅膜层作为第一掺杂层3；接着在N型单晶硅片1的背面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第二本征非晶层5和40nm的n型非晶硅膜层作为第二掺杂层6；接着采用磁控溅射法在p型非晶硅膜层3上沉积100nm的ITO膜层作为第一透明导电层4，接着采用磁控溅射法在n型非晶硅膜层6上沉积100nm的ITO膜层作为第二透明导电层7；接着在第二透明导电层7上采用磁控溅射法沉积10nm的氮化锆膜层作为第一金属氮化物膜层10；接着在第一金属氮化物膜层10上采用磁控溅射法沉积50nm的银膜层11；接着在银膜层11上采用磁控溅射法沉积30nm的氮化锆膜层作为第二金属氮化物膜层12；接着采用丝网印刷法在第一透明导电层4的ITO膜层和第二金属氮化物膜层12上印刷集电极9，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的集电极9进行退火处理，在第一透明导电层4上的集电极9的间距为2mm，在第二金属氮化物膜层12上的集电极9的间距为4mm，由此制得异质结太阳能电池。最后对异质结太阳能电池进行测试，测得其填充因子为76.7%。
实施例2
准备N型单晶硅片1，厚度为120um，接着在N型单晶硅片1的受光面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第一本征非晶层2和20nm的p型非晶硅膜层作为第一掺杂层3；接着在N型单晶硅片1的背面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第二本征非晶层5和35nm的n型非晶硅膜层作为第二掺杂层6；接着采用磁控溅射法在p型非晶硅膜层3上沉积100nm的ITO膜层作为第一透明导电层4，接着采用磁控溅射法在n型非晶硅膜层6上沉积80nm的ITO膜层作为第二透明导电层7；接着在第二透明导电层7上采用磁控溅射法沉积10nm的氮化锆膜层作为第一金属氮化物膜层10；接着在第一金属氮化物膜层10上采用磁控溅射法沉积50nm的银膜层11；接着在银膜层11上采用磁控溅射法沉积30nm的氮化锆膜层作为第二金属氮化物膜层12；接着采用丝网印刷法在第一透明导电层4的ITO膜层和第二金属氮化物膜层12上印刷集电极9，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的集电极9进行退火处理，在第一透明导电层4上的集电极9的间距为2mm，在第二金属氮化物膜层12上的集电极9的间距为4mm，由此制得异质结太阳能电池。最后对异质结太阳能电池进行测试，测得其填充因子为75.6%。
实施例3
准备P型单晶硅片1，厚度为200um，接着在P型单晶硅片1的受光面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第一本征非晶层2和20nm的n型非晶硅膜层作为第一掺杂层3；接着在P型单晶硅片1的背面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第二本征非晶层5和35nm的p型非晶硅膜层作为第二掺杂层6；接着采用磁控溅射法在n型非晶硅膜层3上沉积100nm的ITO膜层作为第一透明导电层4，接着采用磁控溅射法在p型非晶硅膜层6上沉积100nm的AZO膜层作为第二透明导电层7；接着在第二透明导电层7上采用磁控溅射法沉积10nm的氮化锆膜层作为第一金属氮化物膜层10；接着在第一金属氮化物膜层10上采用磁控溅射法沉积40nm的银膜层11；接着在银膜层11上采用磁控溅射法沉积50nm的氮化锆膜层作为第二金属氮化物膜层12；接着采用丝网印刷法在第一透明导电层4的ITO膜层和第二金属氮化物膜层12上印刷集电极9，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的集电极9进行退火处理，在第一透明导电层4上的集电极9的间距为2mm，在第二金属氮化物膜层12上的集电极9的间距为4mm，由此制得异质结太阳能电池。最后对异质结太阳能电池进行测试，测得其填充因子为73.7%。
实施例4
准备P型单晶硅片1，厚度为200um，接着在P型单晶硅片1的受光面上采用PECVD法依次沉积8nm的本征非晶硅膜层作为第一本征非晶层2和20nm的n型非晶硅膜层作为第一掺杂层3；接着在P型单晶硅片1的背面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第二本征非晶层5和35nm的p型非晶硅膜层作为第二掺杂层6；接着采用磁控溅射法在n型非晶硅膜层3上沉积100nm的IWO膜层作为第一透明导电层4，接着采用磁控溅射法在p型非晶硅膜层6上沉积100nm的AZO膜层作为第二透明导电层7；接着在第二透明导电层7上采用磁控溅射法沉积10nm的氮化锆膜层作为第一金属氮化物膜层10；接着在第一金属氮化物膜层10上采用磁控溅射法沉积40nm的银膜层11；接着在银膜层11上采用磁控溅射法沉积50nm的氮化锆膜层作为第二金属氮化物膜层12；接着采用丝网印刷法在第一透明导电层4的IWO膜层和第二金属氮化物膜层12上印刷集电极9，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的集电极9进行退火处理，在第一透明导电层4上的集电极9的间距为2mm，在第二金属氮化物膜层12上的集电极9的间距为4mm，由此制得异质结太阳能电池。最后对异质结太阳能电池进行测试，测得其填充因子为74.1%。
实施例5
准备N型单晶硅片1，厚度为200um，接着在N型单晶硅片1的受光面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第一本征非晶层2和70nm的氮化硅膜层作为减反射层13；接着在N型单晶硅片1的背面的一部分上覆盖掩膜，接着在N型单晶硅片1的背面没有覆盖掩膜的区域上采用PECVD法依次沉积15nm的本征非晶硅膜层作为第二本征非晶层5和30nm的n型非晶硅膜层作为第二掺杂层6，接着再去除掩膜；接着在n型非晶硅膜层6的表面覆盖掩膜，接着在N型单晶硅片1的背面没有覆盖掩膜的区域上采用PECVD法依次沉积15nm的本征非晶硅膜层作为第二本征非晶层5和30nm的p型非晶硅膜层作为第一掺杂层3，接着再去除掩膜；接着采用磁控溅射法在p型非晶硅膜层3上依次沉积100nm的ITO膜层作为第一透明导电层4、10nm的氮化锆膜层作为第一金属氮化物膜层10、50nm的银膜层作为金属膜层11、35nm的氮化锆膜层作为第二金属氮化物膜层12；接着采用磁控溅射法在n型非晶硅膜层6上依次沉积100nm的ITO膜层作为第二透明导电层7、10nm的氮化锆膜层作为第一金属氮化物膜层10、50nm的银膜层作为金属膜层11、35nm的氮化锆膜层作为第二金属氮化物膜层12；接着采用丝网印刷法在第二金属氮化物膜层12上印刷集电极9，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的集电极9进行退火处理，由此制得异质结太阳能电池。最后对异质结太阳能电池进行测试，测得其填充因子为78.1%。
实施例6
准备N型单晶硅片1，厚度为180um，接着在N型单晶硅片1的受光面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第一本征非晶层2和80nm的氮化硅膜层作为减反射层13；接着在N型单晶硅片1的背面的一部分上覆盖掩膜，接着在N型单晶硅片1的背面没有覆盖掩膜的区域上采用PECVD法依次沉积15nm的本征非晶硅膜层作为第二本征非晶层5和30nm的n型非晶硅膜层作为第二掺杂层6，接着再去除掩膜；接着在n型非晶硅膜层6的表面覆盖掩膜，接着在N型单晶硅片1的背面没有覆盖掩膜的区域上采用PECVD法依次沉积15nm的本征非晶硅膜层作为第二本征非晶层5和30nm的p型非晶硅膜层作为第一掺杂层3，接着再去除掩膜；接着采用磁控溅射法在p型非晶硅膜层3上依次沉积100nm的ITO膜层作为第一透明导电层4、10nm的氮化钛膜层作为第一金属氮化物膜层10、70nm的铝膜层作为金属膜层11、35nm的氮化钛膜层作为第二金属氮化物膜层12；接着采用磁控溅射法在n型非晶硅膜层6上依次沉积100nm的ITO膜层作为第二透明导电层7、10nm的氮化钛膜层作为第一金属氮化物膜层10、70nm的铝膜层作为金属膜层11、35nm的氮化钛膜层作为第二金属氮化物膜层12；接着采用丝网印刷法在第二金属氮化物膜层12上印刷集电极9，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的集电极9进行退火处理，由此制得异质结太阳能电池。最后对异质结太阳能电池进行测试，测得其填充因子为77.4%。
对比例1
准备N型单晶硅片1，厚度为200um，接着在N型单晶硅片1的受光面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第一本征非晶层2和25nm的p型非晶硅膜层作为第一掺杂层3；接着在N型单晶硅片1的背面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第二本征非晶层5和40nm的n型非晶硅膜层作为第二掺杂层6；接着采用磁控溅射法在p型非晶硅膜层3上沉积100nm的ITO膜层作为第一透明导电层4，接着采用磁控溅射法在n型非晶硅膜层6上沉积100nm的ITO膜层作为第二透明导电层7；接着采用丝网印刷法在第一透明导电层4的ITO膜层和第二透明导电层的ITO膜层7上印刷集电极9，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的集电极9进行退火处理，在第一透明导电层4上的集电极9的间距为2mm，在第二透明导电层7上的集电极9的间距为1mm，由此制得异质结太阳能电池。最后对异质结太阳能电池进行测试，测得其填充因子为71.7%。本实施例的异质结太阳能电池的结构如图1A和图1B所示。
对比例2
准备N型单晶硅片1，厚度为120um，接着在N型单晶硅片1的受光面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第一本征非晶层2和20nm的p型非晶硅膜层作为第一掺杂层3；接着在N型单晶硅片1的背面上采用PECVD法依次沉积10nm的本征非晶硅膜层作为第二本征非晶层5和35nm的n型非晶硅膜层作为第二掺杂层6；接着采用磁控溅射法在p型非晶硅膜层3上沉积100nm的ITO膜层作为第一透明导电层4，接着采用磁控溅射法在n型非晶硅膜层6上沉积100nm的ITO膜层作为第二透明导电层7；接着采用丝网印刷法在第一透明导电层4的ITO膜层和第二透明导电层7的ITO膜层上印刷集电极9，印刷电极的材料采用的是银浆，接着将电池片置于200℃的环境下对印刷的集电极9进行退火处理，在第一透明导电层4上的集电极9的间距为2mm，在第二透明导电层7上的集电极9的间距为1mm，由此制得异质结太阳能电池。最后对异质结太阳能电池进行测试，测得其填充因子为70.1%。
从上述实施例与对比例的比较可以看出，本发明可提升异质结太阳能电池的填充因子，因而可提高异质结太阳能电池的性能；而且本发明既可节省集电极的材料，又可以使用较薄的硅片，因而可以降低材料成本。
在其它实施例中，可以省略掉第二透明导电层7和/或第一透明导电层4，或可以省略基片1背面的集电极9。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种异质结太阳能电池，包括基片，所述基片的受光面和背面分别设置有第一本征非晶层和第二本征非晶层，所述第一本征非晶层上设置有第一掺杂层，所述第二本征非晶层上设置有第二掺杂层，所述第一掺杂层上设置有第一透明导电层，所述第二掺杂层上设置有第二透明导电层，其特征在于：所述第二透明导电层上设置有一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，所述第一金属氮化物膜层与第二透明导电层直接接触。
2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述叠层结构在所述第二透明导电层上的除边缘区域以外的整个面。
3.一种异质结太阳能电池，包括基片，所述基片的受光面设置有第一本征非晶层，所述第一本征非晶层上设置有一减反射层，所述基片的背面设置有第二本征非晶层，所述第二本征非晶层的表面区域内交叉设置有第一掺杂层和第二掺杂层，所述第一掺杂层上设置有第一透明导电层，所述第二掺杂层上设置有第二透明导电层，其特征在于：所述第一透明导电层和第二透明导电层上分别设置有一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，所述第一金属氮化物膜层分别与第一透明导电层和第二透明导电层直接接触。
4.根据权利要求1或3所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一本征非晶层和第二本征非晶层为本征非晶硅膜层。
5.根据权利要求1或3所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一掺杂层和第二掺杂层分别为p型非晶硅膜层和n型非晶硅膜层，或所述第一掺杂层和第二掺杂层分别为n型非晶硅膜层和p型非晶硅膜层。
6.根据权利要求1或3所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一透明导电层和/或第二透明导电层为ITO、AZO、IWO、BZO、GZO、IZO、IMO、氧化锡基透明导电材料或它们的任一组合中的一种。
7.根据权利要求1或3所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述金属膜层为银膜层、铝膜层、铜膜层、金膜层、铬膜层、钛膜层、铂膜层、镍膜层或它们的任一组合中的一种。
8.根据权利要求1或3所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述金属膜层的厚度为15-200nm。
9.根据权利要求1或3所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一金属氮化物膜层和/或第二金属氮化物膜层为锆氮化物膜层、钛氮化物膜层、铪氮化物膜层、镍氮化物膜层、铬氮化物膜层、钒氮化物膜层、铌氮化物膜层、钽氮化物膜层、钼氮化物膜层、钪氮化物膜层或它们的任一组合的氮化物膜层。
10.根据权利要求1或3所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述第一金属氮化物膜层的厚度为1-500nm。
11.根据权利要求1或3所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述第二金属氮化物膜层的厚度为1-800nm。
12.一种异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括
准备基片；
在所述基片的受光面沉积第一本征非晶层；
在所述基片的背面沉积第二本征非晶层；
在所述第一本征非晶层上沉积第一掺杂层；
在所述第二本征非晶层上沉积第二掺杂层；
在所述第一掺杂层上沉积第一透明导电层；
在所述第二掺杂层上沉积第二透明导电层；
在所述第二透明导电层上沉积一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，所述第一金属氮化物膜层与第二透明导电层直接接触。
13.根据权利要求12所述的异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：所述叠层结构沉积在所述第二透明导电层上的除边缘区域以外的整个面。
14.一种异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括
准备基片；
在所述基片的受光面沉积第一本征非晶层；
在所述第一本征非晶层上沉积一减反射层；
在所述基片的背面沉积第二本征非晶层；
在所述第二本征非晶层的表面区域内交叉沉积形成第一掺杂层和第二掺杂层；
在所述第一掺杂层上沉积第一透明导电层；
在所述第二掺杂层上沉积第二透明导电层；
在所述第一透明导电层和第二透明导电层上沉积一叠层结构，所述叠层结构包括依次叠层的第一金属氮化物膜层、金属膜层和第二金属氮化物膜层，所述第一金属氮化物膜层分别与第一透明导电层和第二透明导电层直接接触。
CN201610463453.7A 2016-06-23 2016-06-23 一种异质结太阳能电池及其制备方法 Pending CN106098801A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610463453.7A CN106098801A (zh) 2016-06-23 2016-06-23 一种异质结太阳能电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610463453.7A CN106098801A (zh) 2016-06-23 2016-06-23 一种异质结太阳能电池及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106098801A true CN106098801A (zh) 2016-11-09

Family

ID=57253017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610463453.7A Pending CN106098801A (zh) 2016-06-23 2016-06-23 一种异质结太阳能电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106098801A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019119869A1 (zh) * 2017-12-21 2019-06-27 君泰创新（北京）科技有限公司 一种太阳能异质结电池及其制备方法
CN110581184A (zh) * 2019-09-12 2019-12-17 营口金辰机械股份有限公司 异质结太阳能电池及其制作工艺
CN112151623A (zh) * 2019-06-27 2020-12-29 君泰创新（北京）科技有限公司 异质结太阳能电池及其制备方法
CN112713200A (zh) * 2020-12-29 2021-04-27 晋能清洁能源科技股份公司 一种优化型异质结太阳能电池及其制备方法
CN113555453A (zh) * 2021-01-05 2021-10-26 宣城睿晖宣晟企业管理中心合伙企业(有限合伙) 一种异质结太阳能电池及制备方法
CN113707737A (zh) * 2021-07-22 2021-11-26 深圳市科纳能薄膜科技有限公司 一种太阳能电池及其制作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101521249A (zh) * 2002-09-30 2009-09-02 米亚索尔公司 薄膜太阳能电池大规模生产的制造装置与方法
CN103999242A (zh) * 2012-10-02 2014-08-20 株式会社钟化 晶体硅太阳能电池的制造方法、太阳能电池模块的制造方法、晶体硅太阳能电池以及太阳能电池模块
CN104205359A (zh) * 2012-03-29 2014-12-10 三菱电机株式会社 光电动势元件及其制造方法、太阳能电池模块
CN104241443A (zh) * 2013-06-05 2014-12-24 Lg电子株式会社 太阳能电池及其制造方法
CN104620395A (zh) * 2012-09-12 2015-05-13 夏普株式会社 光电转换元件以及光电转换元件的制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101521249A (zh) * 2002-09-30 2009-09-02 米亚索尔公司 薄膜太阳能电池大规模生产的制造装置与方法
CN104205359A (zh) * 2012-03-29 2014-12-10 三菱电机株式会社 光电动势元件及其制造方法、太阳能电池模块
CN104620395A (zh) * 2012-09-12 2015-05-13 夏普株式会社 光电转换元件以及光电转换元件的制造方法
CN103999242A (zh) * 2012-10-02 2014-08-20 株式会社钟化 晶体硅太阳能电池的制造方法、太阳能电池模块的制造方法、晶体硅太阳能电池以及太阳能电池模块
CN104241443A (zh) * 2013-06-05 2014-12-24 Lg电子株式会社 太阳能电池及其制造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019119869A1 (zh) * 2017-12-21 2019-06-27 君泰创新（北京）科技有限公司 一种太阳能异质结电池及其制备方法
CN112151623A (zh) * 2019-06-27 2020-12-29 君泰创新（北京）科技有限公司 异质结太阳能电池及其制备方法
CN110581184A (zh) * 2019-09-12 2019-12-17 营口金辰机械股份有限公司 异质结太阳能电池及其制作工艺
CN112713200A (zh) * 2020-12-29 2021-04-27 晋能清洁能源科技股份公司 一种优化型异质结太阳能电池及其制备方法
CN113555453A (zh) * 2021-01-05 2021-10-26 宣城睿晖宣晟企业管理中心合伙企业(有限合伙) 一种异质结太阳能电池及制备方法
CN113707737A (zh) * 2021-07-22 2021-11-26 深圳市科纳能薄膜科技有限公司 一种太阳能电池及其制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106298988A (zh) 一种异质结太阳能电池及其制备方法
CN106098801A (zh) 一种异质结太阳能电池及其制备方法
CN106784041A (zh) 一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法
US20190131472A1 (en) Solar cell
CN104167471B (zh) 一种全背电极p型晶硅异质结太阳电池的制备方法
CN106601855A (zh) 一种双面发电异质结太阳能电池的制备方法
CN106684161B (zh) 一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法
EP2963691B1 (en) Solar cell
CN108140735A (zh) 多接合型光电转换装置和光电转换模块
CN104157726A (zh) 太阳能电池及其制造方法
CN106784113A (zh) 一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法
CN106531835A (zh) 一种硅异质结太阳能电池及太阳能电池组件
US10672919B2 (en) Moisture-resistant solar cells for solar roof tiles
WO2022247570A1 (zh) 一种异质结太阳电池及其制备方法
CN108735828A (zh) 一种异质结背接触太阳能电池及其制备方法
CN106847941B (zh) 一种碲化镉薄膜太阳能电池及其制备方法
CN105870212B (zh) 一种晶体硅太阳能电池二维电极及其制备方法
CN209016100U (zh) 一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池
CN108365025B (zh) 一种双面perc电池及其制备方法
CN206194749U (zh) 一种硅异质结太阳能电池及光伏组件
CN102842634A (zh) 一种背发射极异质结太阳电池及制备方法
CN208000925U (zh) 一种太阳能电池
CN209708992U (zh) 一种晶硅电池、晶硅电池组件及太阳能系统
TWI753084B (zh) 太陽能電池
CN206412374U (zh) 一种hjt太阳能电池及其模块

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161109

RJ01 Rejection of invention patent application after publication