CN109037362A - 用于异质结太阳电池的透明导电层及异质结太阳电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于异质结太阳电池的透明导电层及异质结太阳电池，所述透明导电层包括：导电聚合物层，所述导电聚合物层包括相对的第一表面及第二表面；一维导电材料，位于所述导电聚合物层相对两表面的至少一表面，或包覆于所述导电聚合物层内部。本发明减少甚至避免了稀有价高的铟元素的使用，可以显著降低生产成本；工艺简单，不需要价高的真空设备，无需高温过程，更适合于异质结电池；同时，本发明的透明导电层的光透过率与现有的氧化铟基薄膜相当，且具有较高的电导率，可以降低金属电极浆料的消耗；相较于现有的氧化铟基薄膜成本更加低廉，机械性能更好，可以广泛应用到柔性器件当中。

Description

用于异质结太阳电池的透明导电层及异质结太阳电池
技术领域
本发明涉及太阳能电池光伏技术领域，特别是涉及一种用于异质结太阳电池的透明导电层及异质结太阳电池。
背景技术
HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin-Layer)电池是一种高效异质结硅基太阳电池，具有超薄本征氢化非晶硅层的异质结晶硅太阳电池，其具备转换效率高，生产成本低等优点。近年来通过对新材料的不断探索以及器件制作工艺的不断优化，HIT电池的转换效率与生产成本进一步降低，已经实现了从实验室走向大规模商业化应用的变迁。传统的HIT电池制备在经过表面织构化后的n型单晶Si片上，从前表面(第一表面)到背表面(第二表面)依次为：金属栅电极、透明氧化物导电薄膜(TCO)、p型非晶硅薄膜层、本征非晶硅薄膜层，表面织构化的n型单晶Si衬底、本征非晶硅薄膜层、n型非晶硅薄膜层、透明氧化物导电薄膜(TCO)，金属栅电极。
TCO薄膜对于电池内部载流子的收集与电池的光电性能起到了极其重要的作用，它既不能透过率过低，直接遮挡入射光，导致电池可以接收到的光子数目大量降低，也不能导电能力太差以至于无法收集到充分的光生载流子，同时又需要保障对电池表面非晶硅薄膜实现有效的钝化以降低表面复合。因此TCO的光学特性、电学特性、稳定性以及与非晶硅薄膜基底的兼容性是影响HIT电池成本与效率的关键因素。目前，HIT电池中最常用的TCO是掺Sn的氧化铟基薄膜(ITO)，另外掺杂其他不同元素形成的氧化铟基透明导电薄膜也被证实可以作为HIT电池中TCO膜层，如：掺Zn的氧化铟基薄膜(IZO)、掺F的氧化铟基薄膜(IFO)、掺H的氧化铟基薄膜(IOH)、掺W的氧化铟基薄膜(IWO)、掺Mo的氧化铟基薄膜(IMO)。但是，作为TCO中关键的铟元素，其储量低，价格昂贵；为了获得高质量的氧化铟基薄膜以实现更高的转换效率，昂贵的反应溅射沉积设备也是必不可少的条件之一，且沉积工艺温度较高。以上因素均使得制备氧化铟基薄膜的成本较高，进一步提升了电池的生产成本。因此，寻找可以替代氧化铟基薄膜的透明电极薄膜材料一直是研究的热点。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于异质结太阳电池的透明导电层及异质结太阳电池，用于解决现有技术中异质结太阳电池中的透明导电层使用铟元素而存在的铟元素价格昂贵、反应溅射沉积设备昂贵、工艺温度高及生产成本高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于异质结太阳电池的透明导电层，所述透明导电层包括：
导电聚合物层，所述导电聚合物层包括相对的第一表面及第二表面；
一维导电材料，位于所述导电聚合物层相对两表面的至少一表面，或包覆于所述导电聚合物层内部。
优选地，所述导电聚合物层的材料包括聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔及上述任一材料的衍生物中的至少一种。。
优选地，所述导电聚合物层中还掺杂有二甲基亚砜或醇类有机物，以改良所述导电聚合物层的电学性能。
优选地，所述聚合物层中还掺杂有表面活性剂，以改良所述导电聚合物层的表面活性。
优选地，所述一维导电材料包括金属纳米线及金属纳米点中的至少一种。
优选地，至少部分所述一维导电材料之间相互交叠。
优选地，所述一维导电材料包括金、银、铜、铝、镍及锡中的任一种或至少两种的合金。
优选地，所述导电聚合物层为于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺涂覆后于120-180℃烘干和固化而形成，所述一维导电材料为于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺涂覆后于120-180℃烘干和固化而形成于所述导电聚合物层的表面。
优选地，所述透明导电层为于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺涂覆形成导电聚合物层，并于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺于所述导电聚合物层的表面涂覆一维导电材料后于120-180℃烘干和固化而形成。
本发明还提供一种异质结太阳电池，所述异质结太阳电池包括：
硅基衬底，所述硅基衬底包括相对的第一表面及第二表面；
第一本征硅基薄膜层，位于所述硅基衬底的第一表面上；
第二本征硅基薄膜层，位于所述硅基衬底的第二表面上；
第一掺杂硅基薄膜层，位于所述第一本征硅基薄膜层远离所述硅基衬底的表面上；
第二掺杂硅基薄膜层，位于所述第二本征硅基薄膜层远离所述硅基衬底的表面上，且所述第二掺杂硅基薄膜层的掺杂类型与所述第一掺杂硅基薄膜层的掺杂类型不同；
第一透明导电层，位于所述第一掺杂硅基薄膜层远离所述第一本征硅基薄膜层的表面上，所述第一透明导电层为如上述任一方案中所述的透明导电层；
第二透明导电层，位于所述第二掺杂硅基薄膜层远离所述第二本征硅基薄膜的表面上；
第一金属栅电极，位于所述第二透明导电层远离所述第二掺杂硅基薄膜层的表面。
优选地，所述第二透明导电层为如上述任一方案中所述的透明导电层。
优选地，所述第二透明导电层为氧化铟基透明氧化物导电薄膜层。
优选地，所述异质结太阳电池还包括第二金属栅电极，所述第二金属栅电极位于所述第一透明导电层远离所述第一掺杂硅基薄膜层的表面上。
优选地，所述异质结太阳电池还包括：
第一间隔薄膜层，位于所述第一掺杂硅基薄膜层与所述第一透明导电层之间；
第二间隔薄膜层，位于所述第二掺杂硅基薄膜层与所述第二透明导电层之间。
优选地，所述第一间隔薄膜层及所述第二间隔薄膜层的材料均包括ZnO、Al2O3、SiOx、TiO2、SnO2、石墨烯、氧化石墨烯、AlN、SiNx、GaN及SiC中的任一种或至少两种的反应化合物，或邻苯二酸二(2-乙基己)酯及邻苯二酸二(2-乙基己)酯的衍生物中的至少一种。
如上所述，本发明的用于异质结太阳电池的透明导电层及异质结太阳电池，具有以下有益效果：
本发明减少甚至避免了稀有价高的铟元素的使用，可以显著降低生产成本；工艺简单，不需要价高的真空设备，无需高温过程，更适合于异质结电池；同时，本发明的透明导电层的光透过率与现有的氧化铟基薄膜相当，且具有较高的电导率，可以降低金属电极浆料的消耗；相较于现有的氧化铟基薄膜成本更加低廉，机械性能更好，可以广泛应用到柔性器件当中；
本发明的透明导电层可以通过自身的导电聚合物层与硅基薄膜层相结合，可以实现更好的钝化效果与匹配性能；同时，导电聚合物作为所述透明导电层的主要介质层，不仅可以实现载流子的传输与收集，同时还改善与其接触的硅基薄膜层表面的载流子的复合；
本发明的透明导电层中的一维导电材料的尺寸为亚微米级甚至纳米级，其熔点随之降低，可以在较低温度下实现其与硅基薄膜层形成良好的欧姆接触，适合HIT电池对工艺温度需要低于300℃的要求；
本发明的透明导电层中的一维导电材料表面会激发等离子共振，从而增加光的吸收进而提高激子的产生率，减少其反射损失，从而可以增加HIT内部产生的光电流，进而提高太阳电池的性能；同时，本发明的透明导电层中的一维导电材料作为透明导电层的主要支架，可以在其内部产生载流子的传输通道，有利于载流子的输送，提高了电池的短路电流密度；
本发明的透明导电层的制备方法简单，无需高温过程，与HIT太阳电池工艺结合良好，可以有效降低异质结太阳电池的生产成本；
本发明的透明导电层可以通过二次掺杂或者化学修饰的方式实现功函数的微调，达到与硅基薄膜层功函数匹配的效果，同时应用到不同掺杂类型的硅基薄膜层表面，可以实现双面HIT电池透明导电电极的应用。
附图说明
图1显示为本发明实施例一中提供的一维导电材料位于导电聚合物层第一表面的透明导电层的截面结构示意图。
图2显示为本发明实施例一中提供的一维导电材料位于导电聚合物层第二表面的透明导电层的截面结构示意图。
图3显示为本发明实施例一中提供的一维导电材料位于所述导电聚合物层内的透明导电层的截面结构示意图。
图4显示为本发明实施例二中提供的第一透明导电层及第二透明导电层均为实施例一中所述的透明导电层、且只具有第一金属栅电极的用于异质结太阳电池的透明导电层截面结构示意图。
图5显示为本发明实施例三中提供的第一透明导电层为实施例一中所述的透明导电层、第二透明导电层为氧化铟基透明氧化物导电薄膜层、且只具有第一金属栅电极的用于异质结太阳电池的透明导电层截面结构示意图。
图6显示为本发明实施例四中提供的第一透明导电层及第二透明导电层均为实施例一中所述的透明导电层、且具有第一金属栅电极及第二金属栅电极的用于异质结太阳电池的透明导电层截面结构示意图。
图7显示为本发明实施例五中提供的第一透明导电层为实施例一中所述的透明导电层、第二透明导电层为氧化铟基透明氧化物导电薄膜层、且具有第一金属栅电极及第二金属栅电极的用于异质结太阳电池的透明导电层截面结构示意图。
图8显示为本发明实施例六中提供的第一透明导电层及第二透明导电层均为实施例一中所述的透明导电层、且具有第一金属栅电极、第二金属栅电极、第一间隔薄膜层及第二间隔薄膜层的用于异质结太阳电池的透明导电层截面结构示意图。
图9显示为本发明实施例七中提供的第一透明导电层为实施例一中所述的透明导电层、第二透明导电层为氧化铟基透明氧化物导电薄膜层、且具有第一金属栅电极、第二金属栅电极、第一间隔薄膜层及第二间隔薄膜层的用于异质结太阳电池的透明导电层截面结构示意图。
元件标号说明
10 透明电极
101 导电聚合物层
1011 导电聚合物层的第一表面
1012 导电聚合物层的第二表面
102 一维导电材料
11 硅基材料
12 第一本征硅基薄膜层
13 第二本征硅基薄膜层
14 第一掺杂硅基薄膜层
15 第二掺杂硅基薄膜层
16 氧化铟基透明氧化物导电薄膜层
17 第一金属栅电极
18 第二金属栅电极
19 第一间隔薄膜层
20 第二间隔薄膜层
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1～图9。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
实施例一
请参阅图1至图3，本实施例提供一种用于异质结太阳电池的透明导电层10，所述透明导电层10包括：
导电聚合物层101，所述导电聚合物层101包括相对的第一表面1011及第二表面1012；
一维导电材料102，所述一维导电材料102位于所述导电聚合物层101相对两表面的至少一表面，或包覆于所述导电聚合物层101内部。
在一示例中，所述导电聚合物层101可以于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺涂覆后于120-180℃烘干和固化而形成，所述一维导电材料102于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺涂覆后于120-180℃烘干和固化而形成于所述导电聚合物层101的表面。
在另一示例中，所述透明导电层10为于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺涂覆形成导电聚合物层101，并于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺于所述导电聚合物层101的表面涂覆一维导电材料102后于120-180℃烘干和固化而形成；即先于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺涂覆形成导电聚合物层101，再室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺于所述导电聚合物层101的表面涂覆一维导电材料102，最后再将所述导电聚合物层101及所述一维导电层102一起置于120-180℃的环境下烘干和固化，即可得到所述透明导电层。
在一示例中，如图1所示，所述一维导电材料102可以位于所述导电聚合物层101的第一表面1011，所述一维导电材料102可以以镶嵌或覆盖的方式设置于所述导电聚合物层101的第一表面1011。此时，设定所述导电聚合物层101的第一表面1011为上表面，所述导电聚合物层101的第二表面1012为下表面，该示例中，所述透明导电层10的制备方法可以为：首先于一基底(未示出)表面形成所述导电聚合物层101，此时，所述导电聚合物层101的第二表面与所述基底的上表面相接触；然后再于所述导电聚合物层101的第一表面1011形成所述一维导电材料102。
在另一示例中，如图2所示，所述一维导电材料102还可以位于所述导电聚合物层101的第二表面1012，所述一维导电材料102可以以镶嵌或覆盖的方式设置于所述导电聚合物层101的第二表面1012。此时，设定所述导电聚合物层101的第一表面1011为上表面，所述导电聚合物层101的第二表面1012为下表面，该示例中，所述透明导电层10的制备方法可以为：首先于一基底(未示出)表面形成所述一维导电材料102；然后再于所述一维导电材料102上形成所述导电聚合物层101。
在又一示例中，如图3所示，所述一维导电材料102还可以包覆于所述导电聚合物层101内；所述一维导电材料102可以以混合或包裹的方式包覆于所述导电聚合物层101内。该示例中，所述透明导电层101的制备方法可以为：首先于一基底(未示出)表面形成一层所述导电聚合物层101；然后于所述导电聚合物层101表面形成一层所述一维导电材料102；最后再形成一层所述导电聚合物层101，两层所述导电聚合物层101将所述一维导电材料102包覆。
当然，在其他示例中，所述一维导电材料102以混合的方式形成于所述导电聚合物层101内及所述导电聚合物层101的表面，即部分所述一维导电材料102包覆于所述导电聚合物层101内，另一部分所述一维导电材料102镶嵌或覆盖于所述导电聚合物层101的表面。
作为示例，所述导电聚合物层为透明材料层，所述导电聚合物层101的材料可以包括聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔、聚乙炔的衍生物、聚噻吩的衍生物、聚吡咯的衍生物、聚苯胺的衍生物、聚苯撑的衍生物、聚苯撑乙烯的衍生物及聚双炔衍生物中的至少一种。
作为示例，所述一维导电材料102可以包括金属纳米线、也可以包括金属纳米点，还可以包括金属纳米线及金属纳米点。
作为示例，至少部分所述一维导电材料102之间相互交叠，即所述一维导电材料102为金属纳米线时，至少有部分所述金属纳米线相互交叠；所述一维导电材料102为金属纳米点时，至少有部分所述金属纳米点相互交叠覆盖；所述一维导电材料102为金属纳米线及金属纳米点时，至少有部分所述金属纳米线相互交叠，或至少有部分所述金属纳米点相互交叠覆盖，或至少有部分所述金属纳米线与所述金属纳米点相互交叠。至少部分所述一维导电材料102之间相互交叠，所述一维导电材料102交叠连接的部分提供了载流子移动的快速通道，可以降低所述透明导电层10的电阻率；同时，所述一维导电材料102交叠连接的部分及所述一维导电材料102之间的透明区域可以增加光的入射效率。
作为示例，所述一维导电材料102可以于所述导电聚合物层101的表面或内呈阵列排布，具体的，所述一维导电材料102可以呈相互交叉的线阵列排布；也可以呈空间上相互独立的点阵列排布；还可以为部分所述一维导电材料102呈相互交叉的线阵列，另一部分所述一维导电材料102呈相互独立的点阵列排布。
作为示例，所述一维导电材料102可以包括金、银、铜、铝、镍及锡中的任意中，也可以包括金、银、铜、铝、镍及锡中至少两者的合金。
需要说明的是，所述一维导电材料102位于所述导电聚合物层101表面时，所述透明导电层10还可以包括一层透明保护层(未示出)，所述透明保护层覆盖所述一维导电材料102所述一维导电材料102。
作为示例，所述导电聚合物层101内还掺杂有二甲基亚砜或醇类有机物(譬如乙二醇等)。所述二甲基亚砜或所述醇类对所述导电聚合物层101的二次掺杂可以改良所述导电聚合物层101的电学性能，改善所述导电聚合物层101原有的功函数。
作为示例，所述导电聚合物101内还掺杂有表面活性剂，所述表面活性剂可以改良所述导电聚合物层101的表面活性，从而提高所述导电聚合物层101与其他基底表面的接触性能及亲水能力。
所述一维导电材料102具有高电导率、高透过率等特点，是透明导电薄膜领域备受关注的材料之一。所述一维导电材料102表面会激发等离子共振，从而增加光的吸收进而提高激子的产生率，因此提高太阳电池的性能；所述一维导电材料薄膜102的机械稳定性也非常好，在反复弯折之后并不会引起电学与光学的衰减，适合作为柔性器件以及电池织构化表面的透明电极使用；基于所述一维导电材料102及所述导电聚合物层101的所述透明导电层10的制备工艺也非常简单，无需高温退火或者高温固化，采用喷涂、旋涂、丝网印刷，喷墨打印的多种方法均可以制备出低成本大面积的所述透明导电层10，符合低成本大面积电极的要求。然而，如果所述一维导电材料102和非晶硅层直接接触，将极大增加电池表面载流子复合的几率，容易引起开路电压和短路电流的下降，降低电池的转换效率。
所述导电聚合物层101具有高功函数、高透过率、成膜均匀性好等特点。其不仅可以直接制备成透明导电薄膜，还可以与金属纳米线形成复合薄膜；另外，所述导电聚合物层101本身还具备提高电池表面钝化性能降低载流子复合的特点；所述导电聚合物层101的涂覆工艺简单，涂覆设备价格低廉。把所述导电聚合物层101与所述一维导电材料102的高导电性结合到一起，使所述透明导电层10具备高透过率、高导电性的特点，同时制备出来的所述透明导电层10具有制备面积大、工艺温度低、工艺成本低等优点。
实施例二
请结合图4，本发明还提供一种异质结太阳电池，所述异质结太阳电池包括：
硅基衬底11，所述硅基衬底11包括相对的第一表面及第二表面；
第一本征硅基薄膜层12，所述第一本征硅基薄膜层12位于所述硅基衬底11的第一表面上；
第二本征硅基薄膜层13，所述第二本征硅基薄膜层13位于所述硅基衬底11的第二表面上；
第一掺杂硅基薄膜层14，所述第一掺杂硅基薄膜层14位于所述第一本征硅基薄膜层12远离所述硅基衬底11的表面上；
第二掺杂硅基薄膜层15，所述第二掺杂硅基薄膜层15位于所述第二本征硅基薄膜层13远离所述硅基衬底11的表面上，且所述第二掺杂硅基薄膜层15的掺杂类型与所述第一掺杂硅基薄膜层14的掺杂类型不同；
第一透明导电层，所述第一透明导电层位于所述第一掺杂硅基薄膜层14远离所述第一本征硅基薄膜层12的表面上，所述第一透明导电层为如实施例一中任一种所述的透明导电层10；所述透明导电层10的具体结构请参阅实施例一，此处不再累述；
第二透明导电层，所述第二透明导电层位于所述第二掺杂硅基薄膜层15远离所述第二本征硅基薄膜13的表面上，所述第一透明导电层为如实施例一中任一种所述的透明导电层10；所述透明导电层10的具体结构请参阅实施例一，此处不再累述；
第一金属栅电极17，所述第一金属栅电极17位于所述第二透明导电层远离所述第二掺杂硅基薄膜层15的表面。
作为示例，可以设定所述第一透明导电层远离所述第一掺杂硅基薄膜层14的表面为所述异质结太阳电池的正面，与所述正面相对的设有所述第一金属栅电极17的一面为所述异质结太阳电池的背面。
作为示例，所述第一掺杂硅基薄膜层14可以为P型掺杂的硅基薄膜层，此时，所述第二掺杂硅基薄膜层15可以为N型掺杂的硅基薄膜层；当然，在其他示例中，所述第一掺杂硅基薄膜层14也可以为N型掺杂的硅基薄膜层，此时，所述第二掺杂硅基薄膜层15为P型掺杂的硅基薄膜层。
需要说明的是，本实施例中，所述第一透明导电层的具体结构可以与所述第二透明导电层的具体结构相同，具体的，所述第一透明导电层及所述第二透明导电层均可以为如实施例一中图1至图3中的三种所述透明导电层10中的任意一种；当然，在其他示例中，所述第一透明导电层的具体结构也可以与所述第二透明导电层的具体结构不同，具体的，所述第一透明导电层可以为如实施例一中图1至图3中的三种所述透明导电层10中的任意一种，所述第二透明导电层可以为如实施例一中图1至图3中的三种所述透明导电层10中的任意一种，且所述第二透明导电层的具体结构与所述第一透明导电层的具体结构不同；即所述第一透明导电层为如实施例一中图1所示的所述透明导电层10时，所述第二透明导电层为如实施例一中图2或图3所示的所述透明导电层10；所述第一透明导电层为如实施例一中图2所示的所述透明导电层10时，所述第二透明导电层为如实施例一中图1或图3所示的所述透明导电层10；所述第一透明导电层为如实施例一中图3所示的所述透明导电层10时，所述第一透明导电层为如实施例一中图1或图2所示的所述透明导电层10。
实施例三
请参阅图5，本发明还提供一种异质结太阳电池，本实施例中所述的异质结太阳电池的具体结构与实施例二中所述的异质结太阳电池的具体结构大致相同，二者的区别在于：实施例二中所述异质结太阳电池中的所述第二透明导电层为如实施例一中任一种所述的透明导电层10，而本实施例中所述异质结太阳电池中的所述第二透明导电层为氧化铟基透明氧化物导电薄膜层16(氧化铟基TCO薄膜)。
本实施例中所述的异质结太阳电池的其他结构与实施例二中所述的异质结太阳电池对应的结构相同，具体请参阅实施例二，此处不再累述。
实施例四
请参阅图6，本发明还提供一种异质结太阳电池，本实施例中所述异质结太阳电池的具体结构与实施例二中所述的异质结太阳电池的具体结构大致相同，二者的区别在于：本实施例所述的异质结太阳电池相较于实施例二中所述的异质结太阳电池增设了第二金属栅电极18，所述第二金属栅电极18位于所述第一透明导电层远离所述第一掺杂硅基薄膜层14的表面上。
作为示例，所述第二金属栅电极18的具体形状及位于所述第一透明导电层表面的具体位置可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述第二金属栅电极18的形状与所述第一金属栅电极17的形状相同，且所述第二金属栅电极18与所述第一金属栅电极17上下对应设置。
本实施例中所述的异质结太阳电池的其他结构与实施例二中所述的异质结太阳电池对应的结构相同，具体请参阅实施例二，此处不再累述。
实施例五
请参阅图7，本发明还提供一种异质结太阳电池，本实施例中所述异质结太阳电池的具体结构与实施例三中所述的异质结太阳电池的具体结构大致相同，二者的区别在于：本实施例所述的异质结太阳电池相较于实施例三中所述的异质结太阳电池增设了第二金属栅电极18，所述第二金属栅电极18位于所述第一透明导电层远离所述第一掺杂硅基薄膜层14的表面上。
作为示例，所述第二金属栅电极18的具体形状及位于所述第一透明导电层表面的具体位置可以根据实际需要进行设定，优选地，本实施例中，所述第二金属栅电极18的形状与所述第一金属栅电极17的形状相同，且所述第二金属栅电极18与所述第一金属栅电极17上下对应设置。
本实施例中所述的异质结太阳电池的其他结构与实施例三中所述的异质结太阳电池对应的结构相同，具体请参阅实施例三，此处不再累述。
实施例六
请参阅图8，本发明还提供一种异质结太阳电池，本实施例中所述的异质结太阳电池的具体结构与实施例四中所述的异质结太阳电池的具体结构大致相同，二者的区别在于：本实施例所述的异质结太阳电池相较于实施例四所述的异质结太阳电池增设了第一间隔薄膜层19及第二间隔薄膜层20；其中，所述第一间隔薄膜层19位于所述第一掺杂硅基薄膜层14与所述第一透明导电层之间；所述第二间隔薄膜层20位于所述第二掺杂硅基薄膜层15与所述第二透明导电层之间。
作为示例，所述第一间隔薄膜层19的材料可以包括未掺杂的ZnO、未掺杂的Al2O3、未掺杂的SiOx、未掺杂的TiO2、未掺杂的SnO2、未掺杂的石墨烯、未掺杂的氧化石墨烯、未掺杂的AlN、未掺杂的SiNx、未掺杂的GaN及未掺杂的SiC中的任一种或至少两种的反应化合物；所述第一间隔薄膜层19的材料也可以包括掺杂的ZnO、掺杂的Al2O3、掺杂的SiOx、掺杂的TiO2、掺杂的SnO2、掺杂的石墨烯、掺杂的氧化石墨烯、掺杂的AlN、掺杂的SiNx、掺杂的GaN及掺杂的SiC中的任一种或至少两种的反应化合物，其中，上述间隔薄膜材料中的掺杂元素可以根据实际需要选择，此处不做限定；所述第一间隔薄膜层19的材料还可以包括或邻苯二酸二(2-乙基己)酯及邻苯二酸二(2-乙基己)酯的衍生物中的至少一种。
作为示例，所述第二间隔薄膜层20的材料可以包括未掺杂的ZnO、未掺杂的Al2O3、未掺杂的SiOx、未掺杂的TiO2、未掺杂的SnO2、未掺杂的石墨烯、未掺杂的氧化石墨烯、未掺杂的AlN、未掺杂的SiNx、未掺杂的GaN及未掺杂的SiC中的任一种或至少两种的反应化合物；所述第二间隔薄膜层20的材料也可以包括掺杂的ZnO、掺杂的Al2O3、掺杂的SiOx、掺杂的TiO2、掺杂的SnO2、掺杂的石墨烯、掺杂的氧化石墨烯、掺杂的AlN、掺杂的SiNx、掺杂的GaN及掺杂的SiC中的任一种或至少两种的反应化合物，其中，上述间隔薄膜材料中的掺杂元素可以根据实际需要选择，此处不做限定；所述第二间隔薄膜层20的材料还可以包括或邻苯二酸二(2-乙基己)酯及邻苯二酸二(2-乙基己)酯的衍生物中的至少一种。
所述第一间隔薄膜层19将所述第一透明导电层与所述第一掺杂硅基薄膜14相隔开，可以减少所述第一透明导电层与所述第一掺杂硅基薄膜14之间可能存在的界面缺陷，减少载流子的复合，进而避免开路电压和短路电流的下降，从而提高所述异质结太阳电池的转换效率。
所述第二间隔薄膜层20将所述第二透明导电层与所述第二掺杂硅基薄膜15相隔开，可以减少所述第二透明导电层与所述第二掺杂硅基薄膜15之间可能存在的界面缺陷，减少载流子的复合，进而避免开路电压和短路电流的下降，从而提高所述异质结太阳电池的转换效率。
本实施例中所述的异质结太阳电池的其他结构与实施例四中所述的异质结太阳电池对应的结构相同，具体请参阅实施例四，此处不再累述。
实施例七
请参阅图9，本发明还提供一种异质结太阳电池，本实施例中所述的异质结太阳电池的具体结构与实施例六中所述的异质结太阳电池的具体结构大致相同，二者的区别在于：实施例六中所述异质结太阳电池中的所述第二透明导电层为如实施例一中任一种所述的透明导电层10，而本实施例中所述异质结太阳电池中的所述第二透明导电层为氧化铟基透明氧化物导电薄膜层16(氧化铟基TCO薄膜)。
本实施例中所述的异质结太阳电池的其他结构与实施例六中所述的异质结太阳电池对应的结构相同，具体请参阅实施例六，此处不再累述。
综上所述，本发明的用于异质结太阳电池的透明导电层及异质结太阳电池，所述透明导电层包括：导电聚合物层，所述导电聚合物层包括相对的第一表面及第二表面；一维导电材料，位于所述导电聚合物层相对两表面的至少一表面，或包覆于所述导电聚合物层内部。本发明减少甚至避免了稀有价高的铟元素的使用，可以显著降低生产成本；工艺简单，不需要价高的真空设备，无需高温过程，更适合于异质结电池；同时，本发明的透明导电层的光透过率与现有的氧化铟基薄膜相当，且具有较高的电导率，可以降低金属电极浆料的消耗；相较于现有的氧化铟基薄膜成本更加低廉，机械性能更好，可以广泛应用到柔性器件当中；本发明的透明导电层可以通过自身的导电聚合物层与硅基薄膜层相结合，可以实现更好的钝化效果与匹配性能；同时，导电聚合物作为所述透明导电层的主要介质层，不仅可以实现载流子的传输与收集，同时还改善与其接触的硅基薄膜层表面的载流子的复合；本发明的透明导电层中的一维导电材料的尺寸为亚微米级甚至纳米级，其熔点随之降低，可以在较低温度下实现其与硅基薄膜层形成良好的欧姆接触，适合HIT电池对工艺温度需要低于300℃的要求；本发明的透明导电层中的一维导电材料表面会激发等离子共振，从而增加光的吸收进而提高激子的产生率，减少其反射损失，从而可以增加HIT内部产生的光电流，进而提高太阳电池的性能；同时，本发明的透明导电层中的一维导电材料作为透明导电层的主要支架，可以在其内部产生载流子的传输通道，有利于载流子的输送，提高了电池的短路电流密度；本发明的透明导电层的制备方法简单，无需高温过程，与HIT太阳电池工艺结合良好，可以有效降低异质结太阳电池的生产成本；本发明的透明导电层可以通过二次掺杂或者化学修饰的方式实现功函数的微调，达到与硅基薄膜层功函数匹配的效果，同时应用到不同掺杂类型的硅基薄膜层表面，可以实现双面HIT电池透明导电电极的应用。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种用于异质结太阳电池的透明导电层，其特征在于，所述透明导电层包括：
导电聚合物层，所述导电聚合物层包括相对的第一表面及第二表面；
一维导电材料，位于所述导电聚合物层相对两表面的至少一表面，或包覆于所述导电聚合物层内部。
2.根据权利要求1所述的用于异质结太阳电池的透明导电层，其特征在于，所述导电聚合物层的材料包括聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯、聚双炔及上述任一材料的衍生物中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的用于异质结太阳电池的透明导电层，其特征在于，所述导电聚合物层中还掺杂有二甲基亚砜或醇类有机物，以改良所述导电聚合物层的电学性能。
4.根据权利要求2所述的用于异质结太阳电池的透明导电层，其特征在于，所述聚合物层中还掺杂有表面活性剂，以改良所述导电聚合物层的表面活性。
5.根据权利要求1所述的用于异质结太阳电池的透明导电层，其特征在于，所述一维导电材料包括金属纳米线及金属纳米点中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的用于异质结太阳电池的透明导电层，其特征在于，至少部分所述一维导电材料之间相互交叠。
7.根据权利要求1所述的用于异质结太阳电池的透明导电层，其特征在于，所述一维导电材料包括金、银、铜、铝、镍及锡中的任一种或至少两种的合金。
8.根据权利要求1所述的用于异质结太阳电池的透明导电层，其特征在于，所述导电聚合物层为于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺涂覆后于120-180℃烘干和固化而形成，所述一维导电材料为于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺涂覆后于120-180℃烘干和固化而形成于所述导电聚合物层的表面。
9.根据权利要求1所述的用于异质结太阳电池的透明导电层，其特征在于，所述透明导电层为于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺涂覆形成导电聚合物层，并于室温条件下采用浸渍提拉、旋涂、刮涂、喷涂、湿涂、丝网印刷、滚轮涂布及板式涂布中至少任一种工艺于所述导电聚合物层的表面涂覆一维导电材料后于120-180℃烘干和固化而形成。
10.一种异质结太阳电池，其特征在于，所述异质结太阳电池包括：
硅基衬底，所述硅基衬底包括相对的第一表面及第二表面；
第一本征硅基薄膜层，位于所述硅基衬底的第一表面上；
第二本征硅基薄膜层，位于所述硅基衬底的第二表面上；
第一掺杂硅基薄膜层，位于所述第一本征硅基薄膜层远离所述硅基衬底的表面上；
第二掺杂硅基薄膜层，位于所述第二本征硅基薄膜层远离所述硅基衬底的表面上，且所述第二掺杂硅基薄膜层的掺杂类型与所述第一掺杂硅基薄膜层的掺杂类型不同；
第一透明导电层，位于所述第一掺杂硅基薄膜层远离所述第一本征硅基薄膜层的表面上，所述第一透明导电层为如权利要求1至9中任一项所述的透明导电层；
第二透明导电层，位于所述第二掺杂硅基薄膜层远离所述第二本征硅基薄膜的表面上；
第一金属栅电极，位于所述第二透明导电层远离所述第二掺杂硅基薄膜层的表面。
11.根据权利要求10所述的异质结太阳电池，其特征在于，所述第二透明导电层为如权利要求1至9中任一项所述的透明导电层。
12.根据权利要求10所述的异质结太阳电池，其特征在于，所述第二透明导电层为氧化铟基透明氧化物导电薄膜层。
13.根据权利要求10所述的异质结太阳电池，其特征在于，所述异质结太阳电池还包括第二金属栅电极，所述第二金属栅电极位于所述第一透明导电层远离所述第一掺杂硅基薄膜层的表面上。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的异质结太阳电池，其特征在于，所述异质结太阳电池还包括：
第一间隔薄膜层，位于所述第一掺杂硅基薄膜层与所述第一透明导电层之间；
第二间隔薄膜层，位于所述第二掺杂硅基薄膜层与所述第二透明导电层之间。
15.根据权利要求14所述的异质结太阳电池，其特征在于，所述第一间隔薄膜层及所述第二间隔薄膜层的材料均包括ZnO、Al2O3、SiOx、TiO2、SnO2、石墨烯、氧化石墨烯、AlN、SiNx、GaN及SiC中的任一种或至少两种的反应化合物，或邻苯二酸二(2-乙基己)酯及邻苯二酸二(2-乙基己)酯的衍生物中的至少一种。
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