CN111564517A - 一种全钝化接触异质结电池及制造方法 - Google Patents
一种全钝化接触异质结电池及制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111564517A CN111564517A CN202010427662.2A CN202010427662A CN111564517A CN 111564517 A CN111564517 A CN 111564517A CN 202010427662 A CN202010427662 A CN 202010427662A CN 111564517 A CN111564517 A CN 111564517A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- silicon oxide
- contact layer
- passivation contact
- type
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 104
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 70
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 60
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 42
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 44
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 29
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 12
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 8
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 238000004050 hot filament vapor deposition Methods 0.000 claims description 5
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 3
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 claims 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 4
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 2
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000005309 metal halides Chemical group 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical class [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VVRQVWSVLMGPRN-UHFFFAOYSA-N oxotungsten Chemical class [W]=O VVRQVWSVLMGPRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L Zinc carbonate Chemical compound [Zn+2].[O-]C([O-])=O FMRLDPWIRHBCCC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- IGUXCTSQIGAGSV-UHFFFAOYSA-K indium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[In+3] IGUXCTSQIGAGSV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
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
- H01L31/04—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
- H01L31/072—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 PN heterojunction type
- H01L31/0745—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 PN heterojunction type comprising a AIVBIV heterojunction, e.g. Si/Ge, SiGe/Si or Si/SiC 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
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- 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
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1868—Passivation
-
- 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
- Y02E10/547—Monocrystalline 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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明属太阳能电池制造领域，涉及一种全钝化接触异质结电池，包括衬底；设置在衬底的上表面的第一氧化硅层；设置在衬底的下表面上的第二氧化硅层；设置在第一氧化硅层上表面上的n型钝化接触层；设置在第二氧化硅层下表面上的p型钝化接触层；设置在钝化接触层外表面的透明导电层；设置在透明导电层背离衬底方向的外表面上的电极。本发明还公开了这种电池的其制备方法，通过全钝化接触结构替代本征和掺杂非晶硅结构形成的传统异质结太阳电池结构以及现有技术的高/低功函数材料。该结构可耐受300~800℃的高温工艺作用，增加了电池的金属材料的可选择种类，后道组件焊接和印刷无需改成低温工艺，提高了电池的开路电压，提高生产良率，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造领域，具体而言，涉及一种全钝化接触异质电池以及这种电池的制造方法。
背景技术
太阳能技术是当前最炙手可热、最前沿的研究之一，但要替代传统能源，真正实现清洁、可再生能源经济，其价格还需进一步降低，而降低成本的最有效方式之一便是提高电池的光电转换效率。“异质结”电池技术作为近年来引起行业高度关注的高效技术路线，因其光电转换效率高、性能优异、降本空间大，平价上网前景好，成为行业公认的未来电池技术终极解决方案，并一度被业内称为是下一代商业光伏生产的候选技术。
在传统的异质结太阳电池中，采用在n型硅片的正反两面沉积本征和掺杂的非晶硅以形成异质结结构。由于a-Si:H与c-Si之间的带隙适配太大会导致电流过低，同时全部工艺需要在200℃低温下完成，需要采用低温浆料的金属化技术以及匹配组件段的低温焊接技术，导致异质结电池的制造成本过高无法实现大规模产业化。
公开号为CN105932080B的中国专利中公开了一种异质结太阳能电池，其包括晶体硅片，依次位于晶体硅片的一侧上的第一选择层、第一透明导电层、及第一电极，以及位于另一侧的第二电极；晶体硅片为n型，第一选择层为空穴选择性接触层，其功函数≥5.3eV；或晶体硅片为p型，第一选择层为电子选择性接触层，其功函数≤3.9eV。上述异质结太阳能电池，由于采用第一选择层在晶体硅片近表面形成PN结，代替非晶硅-晶体硅异质结结构，从而取消了非晶硅，因此也避免了非晶硅造成的缺陷。在选择层与硅片之间以硅氧化物作为钝化层，而空穴选择性接触层选自非化学计量的钼氧化合物或非化学计量的钨氧化合物，电子选择性接触层选自金属卤化物，所述金属卤化物中的金属选自碱金属和碱土金属中的一种或几种。由于材料和制造工艺的限制，该技术仍无法经受住高温工艺处理。
因此，需要提供一种新型的异质结电池及制造方法，以解决或者部分解决异质结电池制造成本过高，不能受高温工艺处理以及材料选择局限性的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种全钝化接触异质结太阳电池及制备方法，通过全钝化接触结构替代本征和掺杂非晶硅结构形成的异质结太阳电池结构。
本发明的技术方案是：
一种全钝化接触异质结电池，包括衬底，还包括：
第一氧化硅层，所述第一氧化硅层设置在所述衬底的上表面上；
第二氧化硅层，所述第二氧化硅层设置在所述衬底的下表面上；
n型钝化接触层，所述n型钝化接触层设置在第一氧化硅层上表面上；
p型钝化接触层，所述P型钝化接触层设置在第二氧化硅层下表面上；
透明导电层，所述透明导电层设置在n型钝化接触层上表面上和p型钝化接触层下表面上；
电极，所述电极设置在透明导电层背离衬底方向的外表面上。
进一步地，n型钝化接触层为n+（poly-Si）、n+（SiC）、 n+（SiO）、n+（SiN）中的一种，这些材料相对于公开号为CN105932080B中钼氧化合物或非化学计量的钨氧化合物、碱金属和碱土金属，价格更低廉，更容易获得。
进一步地，p型钝化接触层(5)为p+ (poly-Si)、p+（SiC）、p+（SiO）、p+（SiN）中的一种。
进一步地，氧化硅层厚度为0.5-3nm。
进一步地，所述衬底是n型或者p型的硅片。
进一步地，透明导电层为TCO，TCO即为透明导电氧化物地总称，具有较大的能带间隙，在可见光区具有较高的透光率，同时较低的电阻率。
进一步地，TCO导电层为AZO、TCO、ITO、IWO、FTO、IOH的一种，其中，AZO是掺铝氧化锌透明导电薄膜，ITO是氧化铟锡透明导电薄膜，IWO是掺钨氧化铟透明导电薄膜，FTO是掺氟的氧化锡透明导电薄膜，IOH是氢氧化铟透明导电薄膜，其中ITO导电率和透光率最佳，较其他几种材料污染性较小，价格比较实惠；
进一步地，所述的电极为 Au、Ag、Cu中的一种，当然这里的电极不仅仅局限于这三种金属电极，只要能够达到本发明电性要求的电极都可以在本发明中使用，比如Al。
一种全钝化接触异质结太阳电池制备方法，其特征在于：包括：
1）双面制绒：将衬底制绒，形成具有陷光作用的绒面结构。
2）双面氧化：在衬底的上下表面分别形成第一氧化硅层和第二氧化硅层；
3）沉积n型钝化接触层：在第一氧化硅层的上表面沉积n型钝化接触层;
4）沉积p型钝化接触层：在第二氧化硅层(3)的下表面沉积p型钝化接触层;
5）高温晶化：在600-1000℃高温工艺下对钝化接触层进行晶化、激活掺杂原子；
6）沉积透明导电层：采用PVD或RPD技术在n型钝化接触层和p型钝化接触层的外侧沉积透明导电层；
7）形成电极：在透明导电层(6)的外侧形成金属电极(7)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、发明提出的是一种全钝化接触异质结太阳电池及其制备方法，通过全钝化接触结构替代本征和掺杂非晶硅结构形成的异质结太阳电池结构以及现有技术的高/低功函数材料。由于非晶硅在高温下容易晶化，导致晶格失配，从而影响薄膜的钝化性能，因此不能承受高温工艺。该结构可以经受住300~800℃的高温工艺作用，可以解决传统技术材料和现有技术材料的高温不稳定问题，另外在金属化材料的选择上不像传统结构那样受限制，还解决了印刷必须采用低温浆料的局限，从而大大的降低了生产成本。
2、由于该结构可以经受住300~800℃的高温工艺作用，组件端高温焊接工艺也不需要做对应调整，减少了投资成本，简化了工作流程，提高工作效率。
3、本发明采用的钝化接触结构包括隧穿氧化硅和n型或p型的钝化层（可以是poly-Si或SiC或SiO或Si），相对现有技术，本发明技术除了具有基本的传输作用外，还将对硅片有钝化作用，大幅度地提高电池的开路电压。
4、顶表面也采用接触钝化结构而非本征非晶硅和掺杂晶硅薄膜，可明显的提高电池的光吸收效率，减少光学损失，提升短路电流，使得开路电压和短路电流达到最优化，提高电池转化效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明的一个优选实施例的结构示意图；
图2为本发明的一个优选实施例的制备流程图；
图中附图标记为：1为衬底、2为第一氧化硅层、3为第二氧化硅层、4为
n型钝化接触层、5为p型钝化接触层、6为透明导电层、7为电极。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以介绍本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种全钝化接触异质结电池，包括衬底1，还包括：
第一氧化硅层2，所述第一氧化硅层2设置在所述衬底1的上表面上；
第二氧化硅层3，所述第二氧化硅层3设置在所述衬底1的下表面上；
n型钝化接触层4，所述n型钝化接触层4设置在第一氧化硅层2上表面上；
p型钝化接触层5，所述P型钝化接触层4设置在第二氧化硅层3下表面上；
透明导电层6，所述透明导电层6设置在n型钝化接触层4上表面上和p型钝化接触层5下表面上；
电极7，所述电极设置在透明导电层6背离衬底方向的外表面上。
较佳的，n型钝化接触层4为n+（poly-Si）、n+（SiC）、 n+（SiO）、n+（SiN）中的一种。
较佳的，p型钝化接触层5为p+ (poly-Si)、p+（SiC）、p+（SiO）、p+（SiN）中的一种。
较佳的，氧化硅层厚度（2,3）为0.5-3nm。
较佳的，钝化层厚度(4,5)为10-50nm。
较佳的，衬底1是n型或者p型的硅片。
较佳的，透明导电层6为 AZO、TCO、ITO、IWO、FTO、IOH的一种。
较佳的，所述的电极7为 Au、Ag、Cu中的一种。
一种全钝化接触异质结太阳电池制备方法，包括：
1）双面制绒：将衬底1制绒，形成具有陷光作用的绒面结构。采用碱制绒方式在硅片表面形成陷光的绒面。所用的溶液通常为KOH溶液， KOH溶液一般按照KOH：添加剂：去离子水=20:3:160的比例配制，温度为80℃。然后在2-5%的HF溶液中进行清洗，清洗干净硅片表面。
2）双面氧化：在衬底1的上下表面分别形成第一氧化硅层2和第二氧化硅层3；
3）沉积n型钝化接触层4：在第一氧化硅层2的上表面沉积n型钝化接触层4，其为n+（poly-Si）、n+（SiC）、 n+（SiO）、n+（SiN）中的一种；
4）沉积p型钝化接触层5：在第二氧化硅层3的下表面沉积p型钝化接触层5，其为p+(poly-Si)、p+（SiC）、p+（SiO）、p+（SiN）中的一种；
5）高温晶化：在600-1000℃高温工艺下对钝化接触层进行晶化、激活掺杂原子；
6）沉积透明导电层6：采用PVD或RPD技术在n型钝化接触层4和p型钝化接触层5的外侧沉积透明导电层6，其为AZO、TCO、ITO、IWO、FTO、IOH中的一种，具体厚度为常规厚度70-80nm；
6）形成电极7：在透明导电层的外侧形成金属电极7，真空蒸镀Au、丝网印刷Ag或者电镀Cu。
较佳的，所述步骤2）中氧化硅层(2,3)采用采用LPCVD氧化、热氧化或者湿法氧化形成，形成厚度为0.5-3nm。
较佳的，所述步骤3）沉积n型钝化接触层4方法为Cat-CVD、LPCVD或PECVD沉积，所述步骤4）沉积p型钝化接触层5的方法为Cat-CVD、LPCVD或PECVD沉积方法中的一种。其厚度为控制在10-50nm。
本发明先后进行多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。
实施例1
一种全钝化接触异质结电池包括从上到下结构依次是Ag电极7，TCO透明导电层6，厚度为30nm的n+（poly-Si）型钝化接触层4，厚度为1.5nm的第一氧化硅层2，厚度为160nm的n型晶体硅片衬底1，厚度为1.5nm的第二氧化硅层3，厚度为30nm的p+（poly-Si）型钝化接触层5，TCO透明导电层6，Ag电极7。
本实施例的制备流程如图2所示，首先采用碱制绒方式在硅片表面形成陷光的绒面, 所用的溶液通常为KOH溶液， KOH溶液一般按照KOH：添加剂：H2O=20:3:160的比例配制，温度为80℃。然后在2-5%的HF溶液中进行清洗，然后再清洗干净硅片表面。通过热氧化方式在带有绒面的衬底1的上表面形成第一氧化硅层2和下表面形成第二氧化硅层3，控制厚度为1.5nm。通过背对背的方式将氧化后的硅片放入LPCVD炉管中， 沉积n型钝化接触层n+（poly-Si），完成后用同样的方法在氧化硅层2的另一面沉积p型钝化接触层p+（poly-Si）。钝化层厚度控制在30nm。在650℃高温工艺下对钝化接触层进行晶化、激活掺杂原子。随后采用PVD方式沉积TCO透明导电层、再用丝网印刷方式在透明导电层的两侧形成电极，从而完成n型全钝化接触异质结电池的制造。银浆通过设计图形转印到硅片表面，并通过烘干烧结形成良好的欧姆接触，浆料的宽度控制在40um以内，烧结峰温度为700-800℃之间。在光照下，衬底中产生的电子或空穴将会通过隧穿的方式通过氧化硅层流向n型钝化接触层或p型钝化接触层从电极7导出从而实现光生导电。
本实施例中全接触钝化接触异质结电池效率可达到24.2-24.5%
实施例2
一种全钝化接触异质结电池包括从上到下结构依次是Ag电极7，AZO透明导电层6，厚度为50nm的n+（SiC）型钝化接触层4，厚度为2nm的第一氧化硅层2，厚度为160nm的n型晶体硅片衬底1，厚度为2nm的第二氧化硅层3，厚度为50nm的p+（SiC）型钝化接触层5，厚度为75nm的AZO透明导电层6，Ag电极7。
本实施例的制备流程如图2所示，首先采用碱制绒方式在硅片表面形成陷光的绒面, 所用的溶液通常为KOH溶液， KOH溶液一般按照KOH：添加剂：H2O=20:3:160的比例配制，温度为80℃。然后在2-5%的HF溶液中进行清洗，然后再清洗干净硅片表面。通过热氧化方式在带有绒面的衬底1的上表面形成第一氧化硅层2和下表面形成第二氧化硅层3，控制厚度为2nm。通过背对背的方式将氧化后的硅片放入cat-CVD炉管中， 沉积n型钝化接触层n+（SiC），完成后用同样的方法在氧化硅层2的另一面沉积p型钝AZO化接触层p+（SiC）。钝化层厚度控制在50nm。在900℃高温工艺下对钝化接触层进行晶化、激活掺杂原子。随后采用PVD方式沉积透明导电层、再用丝网印刷方式在透明导电层的两侧形成电极，从而完成N型全钝化接触异质结电池的制造。银浆通过设计图形转印到硅片表面，并通过烘干烧结形成良好的欧姆接触，浆料的宽度控制在40um以内，烧结峰温度为700-800℃之间。在光照下，衬底中产生的电子或空穴将会通过隧穿的方式通过氧化硅层流向n型钝化接触层或p型钝化接触层从电极7导出从而实现光生导电。
本实施例中全接触钝化接触异质结电池效率可达到24.2-24.5%
实施例3
一种全钝化接触异质结电池包括从上到下结构依次是Ag电极7，ITO透明导电层6，厚度为10nm的n+（SiO）型钝化接触层4，厚度为3nm的第一氧化硅层2，厚度为160nm的n型晶体硅片衬底1，厚度为3nm的第二氧化硅层3，厚度为10nm的p+（poly-Si）型钝化接触层5，厚度为75nm的ITO透明导电层6，Au电极7。
本实施例的制备流程如图2所示，首先采用碱制绒方式在硅片表面形成陷光的绒面, 所用的溶液通常为KOH溶液， KOH溶液一般按照KOH：添加剂：H2O=20:3:160的比例配制，温度为80℃。然后在2-5%的HF溶液中进行清洗，然后再清洗干净硅片表面。通过热氧化方式在带有绒面的衬底1的上表面形成第一氧化硅层2和下表面形成第二氧化硅层3，控制厚度为3nm。通过背对背的方式将氧化后的硅片放入LPCVD炉管中， 沉积n型钝化接触层n+（SiO），完成后用同样的方法在氧化硅层2的另一面沉积p型钝化接触层p+（SiO）。钝化层厚度控制在10nm。在700℃高温工艺下对钝化接触层进行晶化、激活掺杂原子。随后采用PVD方式沉积ITO透明导电层、再以真空蒸镀Au方式在透明导电层的两侧形成电极，从而完成n型全钝化接触异质结电池的制造。在光照下，衬底中产生的电子或空穴将会通过隧穿的方式通过氧化硅层(2,3)流向n型钝化接触层或p型钝化接触层从电极7导出从而实现光生导电。
本实施例中全接触钝化接触异质结电池效率可达到24.2-24.5%
实施例4
一种全钝化接触异质结电池包括从上到下结构依次是Ag电极7，TCO透明导电层6，厚度为30nm的n+（poly-Si）型钝化接触层4，厚度为1nm的第一氧化硅层2，厚度为160nm的n型晶体硅片衬底1，厚度为1nm的第二氧化硅层1，厚度为30nm的p+（poly-Si）型钝化接触层5，FTO透明导电层6，Cu电极7。
本实施例的制备流程如图2所示，首先采用碱制绒方式在硅片表面形成陷光的绒面, 所用的溶液通常为KOH溶液， KOH溶液一般按照KOH：添加剂：H2O=20:3:160的比例配制，温度为80℃。然后在2-5%的HF溶液中进行清洗，然后再清洗干净硅片表面。通过热氧化方式在带有绒面的衬底1的上表面形成第一氧化硅层2和下表面形成第二氧化硅层3，控制厚度为1nm。通过背对背的方式将氧化后的硅片放入PECVD炉管中， 沉积n型钝化接触层n+（SiN），完成后用同样的方法在氧化硅层2的另一面沉积p型钝化接触层p+（SiN）。钝化层(2,3)厚度控制在30nm。在800℃高温工艺下对钝化接触层进行晶化、激活掺杂原子。随后采用PVD方式沉积FTO透明导电层、再以磁控溅射Cu方式在透明导电层的两侧形成电极，从而完成n型全钝化接触异质结电池的制造。在光照下，衬底中产生的电子或空穴将会通过隧穿的方式通过氧化硅层流向n型钝化接触层或p型钝化接触层从电极7导出从而实现光生导电。
本实施例中全接触钝化接触异质结电池效率可达到24.2-24.5%
经模拟，本发明公开的全接触钝化接触异质结电池效率可达到24.2-24.5%，远高于目前的主流异质结电池，相比于主流的异质结电池，该电池的接触钝化层相比非晶硅寄生吸光少，因此该电池的电流可提升3mA/cm2，加之可采用高温浆料，使得接触性能大大提升，故而FF提升1.5%。两者对比的电性能参数如下：
本发明采用的是全表面的钝化接触技术，相对于现有技术中的半钝化接触方式的，全钝化接触方式的钝化能力更优，大大提高电池的开路电压，配合导电薄膜玻璃，可减少光学损失，从而使得开路电压和短路电流达到最优化。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体存在任何这种实际的关系或者顺序。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
发明采用的是全表面的钝化接触技术，相对于现有技术中的半钝化接触方式的，全钝化接触方式的钝化能力更优，大大提高电池的开路电压，配合导电薄膜玻璃，可减少光学损失，从而使得开路电压和短路电流达到最优化。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体存在任何这种实际的关系或者顺序。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域熟练技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对本实施方式作出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质，本发明的保护范围仅由所附权利要求书限定。
Claims (15)
1.一种全钝化接触异质结电池，包括衬底(1)，其特征在于：还包括
第一氧化硅层(2)，所述第一氧化硅层(2)设置在所述衬底(1)的上表面上；
第二氧化硅层(3)，所述第二氧化硅层(3)设置在所述衬底(1)的下表面上；
n型钝化接触层(4)，所述n型钝化接触层(4)设置在第一氧化硅层(2)上表面上；
p型钝化接触层(5)，所述p型钝化接触层(5)设置在第二氧化硅层(3)下表面上；
透明导电层(6)，所述透明导电层(6)设置在n型钝化接触层(4)上表面上和p型钝化接触层(5)下表面上；
电极(7)，所述电极(7)设置在透明导电层(6)背离衬底(1)方向的外表面上。
2.根据权利要求1所述的全钝化接触异质结电池，其特征在于：所述n型钝化接触层(4)为n+（poly-Si）、n+（SiC）、 n+（SiO）、n+（SiN）中的一种。
3.根据权利要求1所述的全钝化接触异质结电池，其特征在于：所述p型钝化接触层(5)为p+ (poly-Si)、p+（SiC）、p+（SiO）、p+（SiN）中的一种。
4.根据权利要求1所述的全钝化接触异质结电池，其特征在于：所述的氧化硅层（2,3）厚度为0.5-3nm。
5.根据权利要求1所述的全钝化接触异质结电池，其特征在于：所述衬底(1)是n型或者p型的硅片。
6.根据权利要求1所述的全钝化接触异质结电池，其特征在于：所述透明导电层(6)为TCO。
7.根据权利要求6所述的全钝化接触异质结电池，其特征在于：所述透明导电层(6)为AZO、ITO、IWO、FTO、IOH的一种。
8.根据权利要求1所述的全钝化接触异质结电池，其特征在于：所述的电极(7)为 Au、Ag、Cu中的一种。
9.一种全钝化接触异质结太阳电池制备方法，其特征在于：包括：
1）双面制绒：将衬底(1)制绒，形成具有陷光作用的绒面结构；
2）双面氧化：在衬底(1)的上下表面分别形成第一氧化硅层(2)和第二氧化硅层(3)；
3）沉积n型钝化接触层(4)：在第一氧化硅层(2)的上表面沉积n型钝化接触层(4)；
4）沉积p型钝化接触层(5)：在第二氧化硅层(3)的下表面沉积p型钝化接触层(5)；
5）高温晶化：在600-1000℃高温工艺下对钝化接触层进行晶化、激活掺杂原子；
6）沉积透明导电层(6)：采用PVD或RPD技术在n型钝化接触层(4)和p型钝化接触层(5)的外侧沉积透明导电层(6)；
形成电极(7)：在透明导电层(6)的外侧形成金属电极(7)。
10.根据权利要求9所述的钝化接触异质结太阳电池制备方法，其特征在于：步骤3）中的所述的n型钝化接触层(4)，其为n+（poly-Si）、n+（SiC）、 n+（SiO）、n+（SiN）中的一种。
11.根据权利要求9所述的钝化接触异质结太阳电池制备方法，其特征在于：步骤4）中的所述的p型钝化接触层(5)为p+ (poly-Si)、p+（SiC）、p+（SiO）、p+（SiN）中的一种。
12.根据权利要求9所述的全钝化接触异质结太阳电池制备方法，其特征在于：所述步骤2）中氧化硅层采用LPCVD、热氧化或者湿法氧化形成，和/或形成厚度为0.5-3nm。
13.根据权利要求9所述的一种全钝化接触异质结太阳电池制备方法，其特征在于：所述步骤3）沉积n型钝化接触层(4)方法为Cat-CVD、LPCVD或PECVD沉积，和/或所述步骤4）沉积p型钝化接触层(5)4的方法为Cat-CVD、LPCVD或PECVD沉积方法中的一种。
14.根据权利要求9所述的一种全钝化接触异质结太阳电池制备方法，其特征在于：所述透明导电层(6)为AZO、ITO、IWO、FTO、IOH中的一种。
15.根据权利要求9所述的一种全钝化接触异质结太阳电池制备方法，其特征在于：所述形成金属电极(7)的方法为真空蒸镀Au、丝网印刷Ag或者电镀Cu。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010427662.2A CN111564517A (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种全钝化接触异质结电池及制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010427662.2A CN111564517A (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种全钝化接触异质结电池及制造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111564517A true CN111564517A (zh) | 2020-08-21 |
Family
ID=72072231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010427662.2A Pending CN111564517A (zh) | 2020-05-20 | 2020-05-20 | 一种全钝化接触异质结电池及制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111564517A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111952381A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-17 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种硅异质结太阳电池及其制备方法 |
| CN114188429A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-03-15 | 晋能光伏技术有限责任公司 | 一种带有隧穿隧道结的同质异质结电池及其制备方法 |
| WO2022142343A1 (zh) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 东方日升新能源股份有限公司 | 太阳能电池及其制备方法 |
| CN115347070A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-11-15 | 通威太阳能(金堂)有限公司 | 一种太阳电池及其制备方法 |
| EP4002493B1 (en) * | 2020-11-19 | 2023-05-03 | Jinko Green Energy (Shanghai) Management Co., Ltd | Solar cell |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090250108A1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-08 | Applied Materials, Inc. | Silicon carbide for crystalline silicon solar cell surface passivation |
| CN108336184A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-27 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种隧穿氧钝化接触晶体硅太阳电池的制备方法 |
| CN108807565A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-11-13 | 苏州太阳井新能源有限公司 | 一种钝化接触电极结构，其适用的太阳能电池及制作方法 |
| CN110634961A (zh) * | 2018-05-31 | 2019-12-31 | 福建金石能源有限公司 | 一种双面钝化背接触异质结太阳电池及其制作方法 |
| CN110707159A (zh) * | 2019-08-29 | 2020-01-17 | 东方日升（常州）新能源有限公司 | 一种正背面全面积接触钝化的p型晶硅太阳电池及其制备方法 |
-
2020
- 2020-05-20 CN CN202010427662.2A patent/CN111564517A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090250108A1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-08 | Applied Materials, Inc. | Silicon carbide for crystalline silicon solar cell surface passivation |
| CN108336184A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-07-27 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种隧穿氧钝化接触晶体硅太阳电池的制备方法 |
| CN110634961A (zh) * | 2018-05-31 | 2019-12-31 | 福建金石能源有限公司 | 一种双面钝化背接触异质结太阳电池及其制作方法 |
| CN108807565A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-11-13 | 苏州太阳井新能源有限公司 | 一种钝化接触电极结构，其适用的太阳能电池及制作方法 |
| CN110707159A (zh) * | 2019-08-29 | 2020-01-17 | 东方日升（常州）新能源有限公司 | 一种正背面全面积接触钝化的p型晶硅太阳电池及其制备方法 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111952381A (zh) * | 2020-08-24 | 2020-11-17 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种硅异质结太阳电池及其制备方法 |
| CN111952381B (zh) * | 2020-08-24 | 2024-02-09 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种硅异质结太阳电池及其制备方法 |
| EP4002493B1 (en) * | 2020-11-19 | 2023-05-03 | Jinko Green Energy (Shanghai) Management Co., Ltd | Solar cell |
| US11990555B2 (en) | 2020-11-19 | 2024-05-21 | Jinko Green Energy (shanghai) Management Co., Ltd. | Solar cell |
| WO2022142343A1 (zh) * | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 东方日升新能源股份有限公司 | 太阳能电池及其制备方法 |
| CN114188429A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-03-15 | 晋能光伏技术有限责任公司 | 一种带有隧穿隧道结的同质异质结电池及其制备方法 |
| CN114188429B (zh) * | 2021-10-18 | 2023-11-24 | 晋能光伏技术有限责任公司 | 一种带有隧穿隧道结的同质异质结电池及其制备方法 |
| CN115347070A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-11-15 | 通威太阳能(金堂)有限公司 | 一种太阳电池及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111564517A (zh) | 一种全钝化接触异质结电池及制造方法 | |
| US9023681B2 (en) | Method of fabricating heterojunction battery | |
| CN113707734B (zh) | 具有空穴选择钝化结构的晶硅/钙钛矿叠层太阳电池 | |
| EP4106021A1 (en) | Tandem photovoltaic device and production method | |
| CN202363468U (zh) | 点接触背发射极异质结太阳电池 | |
| CN113410328A (zh) | 一种晶硅异质结太阳能电池 | |
| US20220310865A1 (en) | Laminated cell structure and preparation method thereof | |
| CN110085683A (zh) | 无掺杂晶体硅异质结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN102214720B (zh) | 基于p型硅片的背接触异质结太阳电池 | |
| CN108735828A (zh) | 一种异质结背接触太阳能电池及其制备方法 | |
| CN115985992A (zh) | 一种n型单晶硅hbc太阳能电池结构及其制备方法 | |
| CN110416329A (zh) | 一种晶体硅太阳电池 | |
| CN111403538A (zh) | 太阳能电池及其制备方法 | |
| CN112701194B (zh) | 一种异质结太阳能电池的制备方法 | |
| CN212783486U (zh) | 双面异质结太阳能电池及光伏组件 | |
| CN115172602A (zh) | 一种掺杂金属氧化物复合层结构 | |
| CN114361281A (zh) | 双面异质结太阳能电池及光伏组件 | |
| CN111430475A (zh) | 高效p型晶体硅太阳能电池及其制备方法 | |
| CN110957397A (zh) | 一种异质结电池制备方法 | |
| CN117276360B (zh) | 一种新型晶硅异质结太阳能电池结构及制备方法和应用 | |
| CN220604704U (zh) | 一种双面掺杂多晶硅钝化接触电池 | |
| CN218849510U (zh) | 一种n型单晶硅hbc太阳能电池结构 | |
| TWI581447B (zh) | 異質接面太陽能電池結構及其製作方法 | |
| CN118281103A (zh) | 一种硅基叠层薄膜太阳能电池结构、其制备方法及太阳能电池 | |
| CN205428969U (zh) | 硅基异质接面太阳能电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200821 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |