CN112687753A - Hjt太阳能电池tco薄膜、其制备方法及包含该薄膜的电池片 - Google Patents
Hjt太阳能电池tco薄膜、其制备方法及包含该薄膜的电池片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112687753A CN112687753A CN202011465226.0A CN202011465226A CN112687753A CN 112687753 A CN112687753 A CN 112687753A CN 202011465226 A CN202011465226 A CN 202011465226A CN 112687753 A CN112687753 A CN 112687753A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- layer
- film layer
- tco
- sno
- 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.)
- Granted
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 83
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 77
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims description 69
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 62
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 58
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N SnO2 Inorganic materials O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(III) oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 22
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 18
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 18
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000009501 film coating Methods 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 4
- 238000013329 compounding Methods 0.000 claims description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 239000007888 film coating Substances 0.000 claims description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract description 40
- 239000010408 film Substances 0.000 description 198
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明公开了HJT太阳能电池TCO薄膜、其制备方法及包含该薄膜的电池片，该TCO薄膜包含第一膜层、第二膜层及第三膜层，第二膜层位于第一膜层与第三膜层之间，所述第一膜层的透光率大于第三膜层，第一膜层的导电率小于第三膜层，所述第二膜层的透光率及导电率介于第一膜层及第二膜层之间。该TCO薄膜中各膜层的透光率和导电率不同，通过改善光透过率与导电性能的匹配，提高HJT电池的电性能。本发明同时公开了该TCO薄膜的制备方法及包含该薄膜的电池片。
Description
技术领域
本发明涉及电池结构及其制备方法，具体是指HJT太阳能电池TCO薄膜、其制备方法及包含该薄膜的电池片。
背景技术
能源是现代社会发展的基石，随着全球经济社会的不断发展，能源消费也持续增长，随着时间的变迁，化石能源越来越来稀缺，在化石能源紧张的背景下，大规模的开发和发明可再生资源已成为未来能源的重要战略，太阳能是最洁净的清洁能源，可再生能源。
太阳能电池是太阳能发电的核心部分，HJT太阳能电池作为新型的太阳能电池，其TCO薄膜对电池的电性能具有重要作用。
现有HJT太阳能电池TCO薄膜一般采用PVD沉积法，在电池衬底双面镀膜。但是现有HJT太阳能电池TCO薄膜上靶材1-n号靶材采用相同的In2O3/SnO2比，下靶材1-n号靶材也采用相同的In2O3/SnO2比，制作的TCO薄膜层材质成分单一，不能将TCO薄膜的光透过率与导电性能匹配最优化，不能获得最佳的太阳能电池性能。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种HJT太阳能电池TCO薄膜，该TCO薄膜中各膜层的透光率和导电率不同，通过改善光透过率与导电性能的匹配，提高HJT电池的电性能。
本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的：HJT太阳能电池TCO薄膜，包含第一膜层、第二膜层及第三膜层，第二膜层位于第一膜层与第三膜层之间，其特征在于，所述第一膜层的透光率大于第三膜层，第一膜层的导电率小于第三膜层，所述第二膜层的透光率及导电率介于第一膜层及第二膜层之间。
本发明的TCO薄膜，第一膜层为光透过率高膜层，第二膜层为光透过率与导电性能兼顾膜层，第三膜层为导电性能好膜层，各膜层采用不同的靶材制成，使得TCO薄膜具有不同的光透过率和导电性。
本发明中，所述第一膜层由In2O3/SnO2质量比为99:10的靶材制成；所述第二膜层由In2O3/SnO2质量比为99:1的靶材制成。
本发明中，所述TCO薄膜为正面TCO薄膜，所述的第二膜层为复合层，由第四膜层及第五膜层复合而成，其中，第四膜层与第三膜层相贴附，第四膜层由In2O3/SnO2质量比为95:5的靶材制成；第五膜层与第一膜层相贴附，第五膜层由In2O3/WO3质量比为99:1的靶材制成。
该正面TCO薄膜的中间膜层为复合层，由第四膜层及第五膜层复合而成，其中，第四膜层为内层光透过率与导电性能兼顾膜层，第五膜层为外层光透过率与导电性能兼顾膜层。
本发明中，所述TCO薄膜为背面TCO薄膜，所述的第一膜层由In2O3/WO3质量比为99:1的靶材制成。
本发明的TCO薄膜通过采用不同In2O3/SnO2比的靶材，将其按次序摆放，并在In2O3/SnO2靶材中间加入In2O3/WO3靶材，获得从上到下具有不同光透过率和导电性的TCO薄膜，TCO薄膜的上层部分光透过率高，下层部分导电性能好，改善TCO薄膜的光透过率与导电性能的匹配，从而提高HJT电池的电性能。
本发明的目的之二是提供HJT太阳能电池TCO薄膜的制备方法。
本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的：HJT太阳能电池TCO薄膜的制备方法，其特征在于，该方法依次包括如下步骤：
步骤(1)：选取HJT太阳能电池衬底；
步骤(2)：将衬底加热到镀膜工艺所需的温度；
步骤(3)、对衬底进行正面镀膜，形成正面TCO薄膜：
(31)首先采用In2O3/SnO2靶材，生长形成正面第三膜层；
(32)然后采用In2O3/SnO2靶材，生长形成第四膜层；
(33)然后采用In2O3/WO3靶材，生长形成第五膜层；
(34)最后采用In2O3/SnO2靶材，生长形成正面第一膜层；
步骤(4)、对衬底进行背面镀膜，形成背面TCO薄膜：
(41)首先采用In2O3/SnO2靶材，生长形成背面第三膜层；
(42)然后采用In2O3/WO3靶材，生长形成背面第二膜层；
(43)最后采用In2O3/SnO2靶材，生长形成背面第一膜层；
步骤(5)：将双面镀膜完成的电池片进行冷却，完成TCO薄膜的制作；
其中，步骤(3)和步骤(4)的顺序可以互换。
本发明中，所述步骤(31)中，In2O3/SnO2的质量比为99:1；所述步骤(32)中，In2O3/SnO2的质量比为95:5；所述步骤(33)中，In2O3/WO3的质量比为99:1-90:10；所述步骤(34)中，In2O3/SnO2的质量比为90:10；
所述步骤(41)中，In2O3/SnO2的质量比为99:1；所述步骤(42)中，In2O3/WO3的质量比为99:1-90:10；所述步骤(43)中，In2O3/SnO2的质量比为90:10。
本发明中，所述步骤(3)和步骤(4)均采用PVD沉积法镀膜，在链式PVD设备内相同的镀膜工艺环境下完成，镀膜工艺温度在100-200℃之间，镀膜工艺腔室内通入的气体为氢气和氩气的混合气体，所通入的氢气和氩气的体积比为2-5:100，工艺腔压力为0.1-5Pa，电池片到靶材的距离为10mm-100mm，工艺腔中电池片的传输速度为80-200mm/min，镀膜工艺结束后生长的正面TCO薄膜和背面TCO薄膜的厚度相同，均为50-200nm。
本发明中，所述步骤(2)中，将衬底加热到的温度与镀膜工艺温度相同。
本发明中，镀膜完成的电池片的冷却温度为25-35℃。
本发明制备的TCO薄膜可以获得从上到下具有不同光透过率和导电性的TCO薄膜，具体为TCO薄膜的上层部分光透过率高，下层部分导电性能好，改善TCO薄膜的光透过率与导电性能的匹配，从而提高HJT电池的电性能。
本发明的目的之三是提供包含上述HJT太阳能电池TCO薄膜的电池片。
本发明的这一目的通过如下技术方案来实现的：包含上述HJT太阳能电池TCO薄膜的电池片，其特征在于：所述电池片具有衬底，所述TCO薄膜的导电性能好膜层沉积在所述衬底上；所述衬底包括由上至下设置的n型非晶硅层、本征非晶硅层、单晶硅衬底层、本征非晶硅层和p型非晶硅层；或者所述衬底包括由上至下设置的p型非晶硅层、本征非晶硅层、单晶硅衬底层、本征非晶硅层和n型非晶硅层。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明
图1是本发明HJT太阳能电池TCO薄膜沉积的电池衬底的结构示意图；
图2是本发明HJT太阳能电池TCO薄膜生长正面TCO薄膜后的结构示意图；
图3是本发明HJT太阳能电池TCO薄膜正面和背面双面均生长完成后形成的电池片的结构示意图；
图4是本发明HJT太阳能电池TCO薄膜镀膜设备的结构示意图；
图5是本发明HJT太阳能电池TCO薄膜镀膜设备中第一工艺腔室内靶材的摆放示意图；
图6是本发明HJT太阳能电池TCO薄膜镀膜设备中第二工艺腔室内靶材的摆放示意图。
附图标记说明
1、衬底；11、单晶硅衬底层；12、本征非晶硅层；13、n型非晶硅层；14、p型非晶硅层；21、正面TCO薄膜；211、正面第三膜层；212、第四膜层；213、第五膜层；214、正面第一膜层；22、背面TCO薄膜；221、背面第三膜层；222、背面第二膜层；223、背面第一膜层；31、承载腔室；32、加热腔室；33、第一工艺腔室；34、第二工艺腔室；35、冷却腔室；36、卸载腔室。
具体实施方式
如图1至图3所示的HJT太阳能电池片，包括衬底1以及沉积在衬底1上的TCO薄膜2；衬底1包括由上至下设置的n型非晶硅层13、本征非晶硅层12、单晶硅衬底层11、本征非晶硅层12和p型非晶硅层14，其中，单晶硅衬底层11的厚度为150um，两侧的本征非晶硅层12的厚度为1nm，n型非晶硅层13和p型非晶硅层14的厚度均为6nm。
衬底1也可以采用另一种结构：衬底1包括由上至下设置的p型非晶硅层14、本征非晶硅层12、单晶硅衬底层11、本征非晶硅层12和n型非晶硅层13。
TCO薄膜为双面镀膜，包括位于正面的正面TCO薄膜21和位于背面的背面TCO薄膜22。正面TCO薄膜21和背面TCO薄膜22的厚度均为100nm，正面TCO薄膜21和背面TCO薄膜22的厚度也可以在50-200nm范围内取值。
正面TCO薄膜21自上而下包括位于外层的正面第一膜层214、位于中间的正面第二膜层以及位于内层的正面第三膜层211，各膜层的光透过率与导电性不同，正面第一膜层214为光透过率高膜层，由In2O3/SnO2质量比为99:10的靶材制成；正面第三膜层211为导电性能好膜层，由In2O3/SnO2质量比为99:1的靶材制成，位于中间的正面第二膜层为光透过率与导电性能兼顾复合膜层，由第四膜层212与第五膜层213复合而成，其中，第四膜层212与正面第三膜层211相贴附，第四膜层212由In2O3/SnO2质量比为95:5的靶材制成；第五膜层213与正面第一膜层214相贴附，第五膜层213由In2O3/WO3质量比为99:1的靶材制成。
背面TCO薄膜22自下而上包括位于外层的背面第一膜层223、位于中间的背面第二膜层222以及位于内层的背面第三膜层221，各膜层的光透过率与导电性不同，背面第一膜层223为光透过率高膜层，由In2O3/SnO2质量比为99:10的靶材制成，背面第二膜层222为光透过率与导电性能兼顾膜层，由In2O3/WO3质量比为99:1的靶材制成，背面第三膜层221为导电性能好膜层，由In2O3/SnO2质量比为99:1的靶材制成。
本实施例中，In2O3/WO3靶材中In2O3:WO3质量比也可以在99:1-90:10范围内取值。
实施例一
本发明上述HJT太阳能电池TCO薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)：选取HJT太阳能电池衬底1，HJT太阳能电池衬底1结构如图1所示，该衬底1包括由上至下设置的n型非晶硅层13、本征非晶硅层12、单晶硅衬底层11、本征非晶硅层12和p型非晶硅层14，该衬底1的制备过程为：在作为电池片单晶硅衬底层11的n c-Si的正面先生长一层i a-Si，形成本征非晶硅层12，再生长一层n a-si，形成n型非晶硅层13；在n c-Si衬底背面先生长一层i a-Si，形成本征非晶硅层12，再生长一层p a-si，形成p型非晶硅层14；其中单晶硅衬底层11的厚度为150um，两侧的本征非晶硅层12的厚度为1nm，n型非晶硅层13和p型非晶硅层14的厚度均为6nm；
步骤(2)：将衬底1摆放在链式PVD设备传送带上的载板上，进入链式PVD设备，链式PVD设备的结构组成如图4所示，该链式PVD设备具有依次设置的承载腔室31-加热腔室32-第一工艺腔室33-第二工艺腔室34-冷却腔室35-卸载腔室36；衬底1先进入承载腔室31，然后进入加热腔室32进行加热；
承载腔室31的主要功能是完成腔室真空环境和大气环境之间的切换；
加热腔室32的主要功能是给载板和电池片加热，将衬底1温度加热到镀膜工艺所需的温度120℃；
步骤(3)：在第一工艺腔室33完成衬底1的正面镀膜，形成正面TCO薄膜21，如图5所示，第一工艺腔室33从进口至出口分成1至8号八个位置，八个位置呈线性排列，并且该八个位置与链式PVD设备的载板相垂直，链式PVD设备的载板的传送方向如图中箭头所示，第一工艺腔室33内靶材的摆放方式为：
(31)将具有更好的导电性能的In2O3/SnO2质量比为99:1的靶材摆放在电池片刚进入的1-2号位置，生长形成正面第三膜层211；
(32)将同时具有较好的导电性能与光透过率的In2O3/SnO2质量比为95:5的靶材摆放在3-4号位置，生长形成第四膜层212；
(33)将同时具有较好的导电性能与光透过率的In2O3/WO3质量比为99:1的靶材摆放在5-6号位置，生长形成第五膜层213；
第四膜层212和第五膜层213构成了位于中间的正面第二膜层；
(34)将具有更好的光透过率的In2O3/SnO2质量比为90:10的靶材摆放在7-8号位置，生长形成正面第一膜层214；
经第一工艺腔室33后，完成正面镀膜的电池片结构如图2所示，所形成的正面TCO薄膜21从上往下依次是正面第一膜层214、第五膜层213、第五膜层213、正面第三膜层211，底部为衬底1；
步骤(4)：在第二工艺腔室34完成衬底1的背面镀膜，形成背面TCO薄膜22，如图6所示，第二工艺腔室34从进口至出口分成1至8号八个位置，八个位置呈线性排列，并且该八个位置与链式PVD设备的载板相垂直，链式PVD设备的载板的传送方向如图中箭头所示，第二工艺腔室34靶材的摆放方式为：
(41)将具有更好的导电性能的In2O3/SnO2质量比为99:1的靶材摆放在电池片刚进入的1-4号位置，生长形成背面第三膜层221；
(42)将同时具有较好的导电性能与光透过率的In2O3/WO3质量比为99:1的靶材摆放在5-6号位置，生长形成背面第二膜层222；
(43)将具有更好的光透过率的In2O3/SnO2质量比为90:10的靶材摆放在电池片刚进入的7-8号位置，生长形成背面第一膜层223；
经第二工艺腔室34后，完成双面镀膜的电池片如图3所示，其中，位于衬底1背面的背面TCO薄膜22，从上往下依次是背面第三膜层221、背面第二膜层222和背面第一膜层223；
第一工艺腔室33和第二工艺腔室34内的环境相同，温度为120℃，通入的工艺气体为氢气和氩气的混合气体，氢气和氩气的体积比为3:100；工艺腔压力为1Pa，电池片到靶材的直线距离为50mm，链式PVD设备中传送带的传输速度为120mm/min，工艺结束后生长形成的正面TCO薄膜21和背面TCO薄膜22的厚度均为100nm；
步骤(5)：将双面镀膜完成的电池片送入冷却腔室35冷却，完成TCO薄膜的制作，然后将电池片送入卸载腔室36。
冷却腔室35主要功能是给载板和电池片降温，将电池片温度降至25℃；卸载腔室36主要功能是完成腔室真空环境和大气环境之间的切换。
本实施例中，In2O3/SnO2靶材纯度为99.999％；In2O3/WO3靶材纯度为99.995％；氩气纯度为99.9999％，氢气纯度为99.9999％。
作为本实施例的变换，第一工艺腔室33与第二工艺腔室34可以互换，即第一工艺腔室33靶材摆放在腔体底部，给HJT电池衬底背面镀膜，第二工艺腔室34靶材摆放在腔体上部，给HJT电池正面镀膜。
作为本实施例的变换，HJT太阳能电池衬底的结构也可以是由上至下设置的p型非晶硅层14、本征非晶硅层12、单晶硅衬底层11、本征非晶硅层12和n型非晶硅层13，即在n c-Si电池片正面先生长一层i a-Si，再生长一层p a-si；在n c-Si衬底背面先生长一层i a-Si，再生长一层n a-si。
作为本实施例的变换，加热腔室32也可以将电池片温度加热到镀膜工艺所需温度100-200℃，加热腔室32将电池片加热的温度与第一工艺腔室33和第二工艺腔室34内的温度最好一样，便于镀膜的生长；对应的第一工艺腔室33和第二工艺腔室34内的温度在100-200℃之间。
第一工艺腔室33和第二工艺腔室34所通入的氢气和氩气的体积比也可以在2-5:100范围内取值，工艺腔压力也可以在0.1-5Pa范围内取值，电池片到靶材距离也可以在10mm-100mm范围内取值，工艺腔中传送带的传输速度也可以在80-200mm/min范围内取值，传送带的传输速度即电池片的输送速度，工艺结束后电池片正面和背面TCO薄膜厚度相同，为50-200nm。
冷却腔室35也可以将电池片温度降至25-35℃。
作为本实施例的变换，In2O3/SnO2靶材纯度为≥99.995％；In2O3/WO3靶材纯度为≥99.995％；In2O3/WO3靶材中In2O3:WO3质量比范围为99:1-90:10；氩气纯度为99.99％-99.9999％，氢气纯度为99.99％-99.9999％。
通过这种方式摆放靶材，制作出来的TCO薄膜，具有从上到下具有不同光透过率和导电性的TCO薄膜，具体为TCO薄膜的上层部分光透过率高，下层部分导电性能好，改善了TCO薄膜的光透过率与导电性能的匹配，提高了HJT电池的转换效率。
实施例二
本发明上述HJT太阳能电池TCO薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)：选取HJT太阳能电池衬底1，HJT太阳能电池衬底1结构如图1所示，该衬底1包括由上至下设置的n型非晶硅层13、本征非晶硅层12、单晶硅衬底层11、本征非晶硅层12和p型非晶硅层14，该衬底1的制备过程为：在作为电池片单晶硅衬底层11的n c-Si的正面先生长一层i a-Si，形成本征非晶硅层12，再生长一层n a-si，形成n型非晶硅层13；在n c-Si衬底背面先生长一层i a-Si，形成本征非晶硅层12，再生长一层p a-si，形成p型非晶硅层14；其中单晶硅衬底层11的厚度为150um，两侧的本征非晶硅层12的厚度为1nm，n型非晶硅层13和p型非晶硅层14的厚度均为6nm；
步骤(2)：将衬底1摆放在链式PVD设备传送带上的载板上，进入链式PVD设备，链式PVD设备的结构组成如图4所示，该链式PVD设备具有依次设置的承载腔室31-加热腔室32-第一工艺腔室33-第二工艺腔室34-冷却腔室35-卸载腔室36；衬底1先进入承载腔室31，然后进入加热腔室32进行加热；
承载腔室31的主要功能是完成腔室真空环境和大气环境之间的切换；
加热腔室32的主要功能是给载板和电池片加热，将衬底1温度加热到镀膜工艺所需的温度100℃；
步骤(3)：在第一工艺腔室33完成衬底1的正面镀膜，形成正面TCO薄膜21，如图5所示，第一工艺腔室33从进口至出口分成1至8号八个位置，八个位置呈线性排列，并且该八个位置与链式PVD设备的载板相垂直，链式PVD设备的载板的传送方向如图中箭头所示，第一工艺腔室33内靶材的摆放方式为：
(31)将具有更好的导电性能的In2O3/SnO2质量比为99:1的靶材摆放在电池片刚进入的1-2号位置，生长形成正面第三膜层211；
(32)将同时具有较好的导电性能与光透过率的In2O3/SnO2质量比为95:5的靶材摆放在3-4号位置，生长形成第四膜层212；
(33)将同时具有较好的导电性能与光透过率的In2O3/WO3质量比为95:5的靶材摆放在5-6号位置，生长形成第五膜层213；
第四膜层212和第五膜层213构成了位于中间的正面第二膜层；
(34)将具有更好的光透过率的In2O3/SnO2质量比为90:10的靶材摆放在7-8号位置，生长形成正面第一膜层214；
经第一工艺腔室33后，完成正面镀膜的电池片结构如图2所示，所形成的正面TCO薄膜21从上往下依次是正面第一膜层214、第五膜层213、第五膜层213、正面第三膜层211，底部为衬底1；
步骤(4)：在第二工艺腔室34完成衬底1的背面镀膜，形成背面TCO薄膜22，如图6所示，第二工艺腔室34从进口至出口分成1至8号八个位置，八个位置呈线性排列，并且该八个位置与链式PVD设备的载板相垂直，链式PVD设备的载板的传送方向如图中箭头所示，第二工艺腔室34靶材的摆放方式为：
(41)将具有更好的导电性能的In2O3/SnO2质量比为99:1的靶材摆放在电池片刚进入的1-4号位置，生长形成背面第三膜层221；
(42)将同时具有较好的导电性能与光透过率的In2O3/WO3质量比为95:5的靶材摆放在5-6号位置，生长形成背面第二膜层222；
(43)将具有更好的光透过率的In2O3/SnO2质量比为90:10的靶材摆放在电池片刚进入的7-8号位置，生长形成背面第一膜层223；
经第二工艺腔室34后，完成双面镀膜的电池片如图3所示，其中，位于衬底1背面的背面TCO薄膜22，从上往下依次是背面第三膜层221、背面第二膜层222和背面第一膜层223；
第一工艺腔室33和第二工艺腔室34内的环境相同，温度为100℃，通入的工艺气体为氢气和氩气的混合气体，氢气和氩气的体积比为5:100；工艺腔压力为3Pa，电池片到靶材的直线距离为40mm，链式PVD设备中传送带的传输速度为80mm/min，工艺结束后生长形成的正面TCO薄膜21和背面TCO薄膜22的厚度均为120nm；
步骤(5)：将双面镀膜完成的电池片送入冷却腔室35冷却，完成TCO薄膜的制作，然后将电池片送入卸载腔室36。
冷却腔室35主要功能是给载板和电池片降温，将电池片温度降至35℃；卸载腔室36主要功能是完成腔室真空环境和大气环境之间的切换。
本实施例中，In2O3/SnO2靶材纯度为99.999％；In2O3/WO3靶材纯度为99.995％；氩气纯度为99.9999％，氢气纯度为99.9999％。
实施例三
本发明上述HJT太阳能电池TCO薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤(1)：选取HJT太阳能电池衬底1，HJT太阳能电池衬底1结构如图1所示，该衬底1包括由上至下设置的n型非晶硅层13、本征非晶硅层12、单晶硅衬底层11、本征非晶硅层12和p型非晶硅层14，该衬底1的制备过程为：在作为电池片单晶硅衬底层11的n c-Si的正面先生长一层i a-Si，形成本征非晶硅层12，再生长一层n a-si，形成n型非晶硅层13；在n c-Si衬底背面先生长一层i a-Si，形成本征非晶硅层12，再生长一层p a-si，形成p型非晶硅层14；其中单晶硅衬底层11的厚度为150um，两侧的本征非晶硅层12的厚度为1nm，n型非晶硅层13和p型非晶硅层14的厚度均为6nm；
步骤(2)：将衬底1摆放在链式PVD设备传送带上的载板上，进入链式PVD设备，链式PVD设备的结构组成如图4所示，该链式PVD设备具有依次设置的承载腔室31-加热腔室32-第一工艺腔室33-第二工艺腔室34-冷却腔室35-卸载腔室36；衬底1先进入承载腔室31，然后进入加热腔室32进行加热；
承载腔室31的主要功能是完成腔室真空环境和大气环境之间的切换；
加热腔室32的主要功能是给载板和电池片加热，将衬底1温度加热到镀膜工艺所需的温度150℃；
步骤(3)：在第一工艺腔室33完成衬底1的正面镀膜，形成正面TCO薄膜21，如图5所示，第一工艺腔室33从进口至出口分成1至8号八个位置，八个位置呈线性排列，并且该八个位置与链式PVD设备的载板相垂直，链式PVD设备的载板的传送方向如图中箭头所示，第一工艺腔室33内靶材的摆放方式为：
(31)将具有更好的导电性能的In2O3/SnO2质量比为99:1的靶材摆放在电池片刚进入的1-2号位置，生长形成正面第三膜层211；
(32)将同时具有较好的导电性能与光透过率的In2O3/SnO2质量比为95:5的靶材摆放在3-4号位置，生长形成第四膜层212；
(33)将同时具有较好的导电性能与光透过率的In2O3/WO3质量比为90:10的靶材摆放在5-6号位置，生长形成第五膜层213；
第四膜层212和第五膜层213构成了位于中间的正面第二膜层；
(34)将具有更好的光透过率的In2O3/SnO2质量比为90:10的靶材摆放在7-8号位置，生长形成正面第一膜层214；
经第一工艺腔室33后，完成正面镀膜的电池片结构如图2所示，所形成的正面TCO薄膜21从上往下依次是正面第一膜层214、第五膜层213、第五膜层213、正面第三膜层211，底部为衬底1；
步骤(4)：在第二工艺腔室34完成衬底1的背面镀膜，形成背面TCO薄膜22，如图6所示，第二工艺腔室34从进口至出口分成1至8号八个位置，八个位置呈线性排列，并且该八个位置与链式PVD设备的载板相垂直，链式PVD设备的载板的传送方向如图中箭头所示，第二工艺腔室34靶材的摆放方式为：
(41)将具有更好的导电性能的In2O3/SnO2质量比为99:1的靶材摆放在电池片刚进入的1-4号位置，生长形成背面第三膜层221；
(42)将同时具有较好的导电性能与光透过率的In2O3/WO3质量比为90:10的靶材摆放在5-6号位置，生长形成背面第二膜层222；
(43)将具有更好的光透过率的In2O3/SnO2质量比为90:10的靶材摆放在电池片刚进入的7-8号位置，生长形成背面第一膜层223；
经第二工艺腔室34后，完成双面镀膜的电池片如图3所示，其中，位于衬底1背面的背面TCO薄膜22，从上往下依次是背面第三膜层221、背面第二膜层222和背面第一膜层223；
第一工艺腔室33和第二工艺腔室34内的环境相同，温度为150℃，通入的工艺气体为氢气和氩气的混合气体，氢气和氩气的体积比为2:100；工艺腔压力为2Pa，电池片到靶材的直线距离为70mm，链式PVD设备中传送带的传输速度为150mm/min，工艺结束后生长形成的正面TCO薄膜21和背面TCO薄膜22的厚度均为80nm；
步骤(5)：将双面镀膜完成的电池片送入冷却腔室35冷却，完成TCO薄膜的制作，然后将电池片送入卸载腔室36。
冷却腔室35主要功能是给载板和电池片降温，将电池片温度降至30℃；卸载腔室36主要功能是完成腔室真空环境和大气环境之间的切换。
本实施例中，In2O3/SnO2靶材纯度为99.999％；In2O3/WO3靶材纯度为99.995％；氩气纯度为99.9999％，氢气纯度为99.9999％。
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种HJT太阳能电池TCO薄膜，包含第一膜层、第二膜层及第三膜层，第二膜层位于第一膜层与第三膜层之间，其特征在于，所述第一膜层的透光率大于第三膜层，第一膜层的导电率小于第三膜层，所述第二膜层的透光率及导电率介于第一膜层及第二膜层之间。
2.根据权利要求1所述的HJT太阳能电池TCO薄膜，其特征在于：所述第一膜层由In2O3/SnO2质量比为99:10的靶材制成；所述第二膜层由In2O3/SnO2质量比为99:1的靶材制成。
3.根据权利要求1或2所述的HJT太阳能电池TCO薄膜，其特征在于：所述TCO薄膜为正面TCO薄膜，所述的第二膜层为复合层，由第四膜层及第五膜层复合而成，其中，第四膜层与第三膜层相贴附，第四膜层由In2O3/SnO2质量比为95:5的靶材制成；第五膜层与第一膜层相贴附，第五膜层由In2O3/WO3质量比为99:1的靶材制成。
4.根据权利要求1或2所述的HJT太阳能电池TCO薄膜，其特征在于：所述TCO薄膜为背面TCO薄膜，所述的第二膜层由In2O3/WO3质量比为99:1的靶材制成。
5.HJT太阳能电池TCO薄膜的制备方法，其特征在于，该方法依次包括如下步骤：
步骤(1)：选取HJT太阳能电池衬底；
步骤(2)：将衬底加热到镀膜工艺所需的温度；
步骤(3)、对衬底进行正面镀膜，形成正面TCO薄膜：
(31)首先采用In2O3/SnO2靶材，生长形成正面第三膜层；
(32)然后采用In2O3/SnO2靶材，生长形成第四膜层；
(33)然后采用In2O3/WO3靶材，生长形成第五膜层；
(34)最后采用In2O3/SnO2靶材，生长形成正面第一膜层；
步骤(4)、对衬底进行背面镀膜，形成背面TCO薄膜：
(41)首先采用In2O3/SnO2靶材，生长形成背面第三膜层；
(42)然后采用In2O3/WO3靶材，生长形成背面第二膜层；
(43)最后采用In2O3/SnO2靶材，生长形成背面第一膜层；
步骤(5)：将双面镀膜完成的电池片进行冷却，完成TCO薄膜的制作；
其中，步骤(3)和步骤(4)的顺序可以互换。
6.根据权利要求5所述的HJT太阳能电池TCO薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(31)中，In2O3/SnO2的质量比为99:1；所述步骤(32)中，In2O3/SnO2的质量比为95:5；所述步骤(33)中，In2O3/WO3的质量比为99:1-90:10；所述步骤(34)中，In2O3/SnO2的质量比为90:10；
所述步骤(41)中，In2O3/SnO2的质量比为99:1；所述步骤(42)中，In2O3/WO3的质量比为99:1-90:10；所述步骤(43)中，In2O3/SnO2的质量比为90:10。
7.根据权利要求5或6所述的HJT太阳能电池TCO薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)和步骤(4)均采用PVD沉积法镀膜，在链式PVD设备内相同的镀膜工艺环境下完成，镀膜工艺温度在100-200℃之间，镀膜工艺腔室内通入的气体为氢气和氩气的混合气体，所通入的氢气和氩气的体积比为2-5:100，工艺腔压力为0.1-5Pa，电池片到靶材的距离为10mm-100mm，工艺腔中电池片的传输速度为80-200mm/min，镀膜工艺结束后生长的正面TCO薄膜和背面TCO薄膜的厚度相同，均为50-200nm。
8.根据权利要求7所述的HJT太阳能电池TCO薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，将衬底加热到的温度与镀膜工艺温度相同。
9.根据权利要求5所述的HJT太阳能电池TCO薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，镀膜完成的电池片的冷却温度为25-35℃。
10.包含权利要求1至4任一项所述的HJT太阳能电池TCO薄膜的电池片，其特征在于：所述电池片具有衬底，所述TCO薄膜的导电性能好膜层沉积在所述衬底上；所述衬底包括由上至下设置的n型非晶硅层、本征非晶硅层、单晶硅衬底层、本征非晶硅层和p型非晶硅层；或者所述衬底包括由上至下设置的p型非晶硅层、本征非晶硅层、单晶硅衬底层、本征非晶硅层和n型非晶硅层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011465226.0A CN112687753B (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Hjt太阳能电池tco薄膜、其制备方法及包含该薄膜的电池片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011465226.0A CN112687753B (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Hjt太阳能电池tco薄膜、其制备方法及包含该薄膜的电池片 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112687753A true CN112687753A (zh) | 2021-04-20 |
| CN112687753B CN112687753B (zh) | 2024-01-05 |
Family
ID=75449361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011465226.0A Active CN112687753B (zh) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Hjt太阳能电池tco薄膜、其制备方法及包含该薄膜的电池片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112687753B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114242805A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-25 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 一种叠层tco薄膜、硅异质结电池及其制备方法 |
| WO2023123826A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 西安隆基乐叶光伏科技有限公司 | 一种太阳能电池及其制备方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004247060A (ja) * | 2003-02-10 | 2004-09-02 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 透明導電性酸化物複合体とこれを用いた太陽電池および表示装置 |
| JP2007231361A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 透明電極膜の製膜方法及び太陽電池の製造方法 |
| CN101863626A (zh) * | 2010-06-03 | 2010-10-20 | 江西赛维Best太阳能高科技有限公司 | 新型复合型透明导电玻璃及其制备方法 |
| CN101933159A (zh) * | 2008-02-04 | 2010-12-29 | Lg电子株式会社 | 具有多个透明导电层的太阳能电池及其制造方法 |
| US20110226320A1 (en) * | 2010-03-18 | 2011-09-22 | Patrick Little | Solar cell having a transparent conductive oxide contact layer with an oxygen gradient |
| WO2012086885A1 (ko) * | 2010-12-20 | 2012-06-28 | 한국기계연구원 | 투명 전극을 갖는 태양 전지 |
| JP2012129475A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-05 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 薄膜太陽電池用透明導電膜 |
| CN102694066A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-09-26 | 东旭集团有限公司 | 一种提高太阳能电池板光电转换效率的方法 |
| KR20130016848A (ko) * | 2011-08-09 | 2013-02-19 | 현대중공업 주식회사 | Ｈｉｔ 태양전지 |
| CN108231928A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-29 | 君泰创新（北京）科技有限公司 | 一种hjt异质结电池及其多层透明导电薄膜 |
| CN109037383A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-18 | 君泰创新（北京）科技有限公司 | 一种hjt太阳能电池及其制作方法和光伏组件 |
-
2020
- 2020-12-14 CN CN202011465226.0A patent/CN112687753B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004247060A (ja) * | 2003-02-10 | 2004-09-02 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 透明導電性酸化物複合体とこれを用いた太陽電池および表示装置 |
| JP2007231361A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 透明電極膜の製膜方法及び太陽電池の製造方法 |
| CN101933159A (zh) * | 2008-02-04 | 2010-12-29 | Lg电子株式会社 | 具有多个透明导电层的太阳能电池及其制造方法 |
| US20110226320A1 (en) * | 2010-03-18 | 2011-09-22 | Patrick Little | Solar cell having a transparent conductive oxide contact layer with an oxygen gradient |
| CN101863626A (zh) * | 2010-06-03 | 2010-10-20 | 江西赛维Best太阳能高科技有限公司 | 新型复合型透明导电玻璃及其制备方法 |
| JP2012129475A (ja) * | 2010-12-17 | 2012-07-05 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 薄膜太陽電池用透明導電膜 |
| WO2012086885A1 (ko) * | 2010-12-20 | 2012-06-28 | 한국기계연구원 | 투명 전극을 갖는 태양 전지 |
| KR20130016848A (ko) * | 2011-08-09 | 2013-02-19 | 현대중공업 주식회사 | Ｈｉｔ 태양전지 |
| CN102694066A (zh) * | 2012-04-01 | 2012-09-26 | 东旭集团有限公司 | 一种提高太阳能电池板光电转换效率的方法 |
| CN108231928A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-29 | 君泰创新（北京）科技有限公司 | 一种hjt异质结电池及其多层透明导电薄膜 |
| CN109037383A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-18 | 君泰创新（北京）科技有限公司 | 一种hjt太阳能电池及其制作方法和光伏组件 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114242805A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-25 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 一种叠层tco薄膜、硅异质结电池及其制备方法 |
| WO2023123826A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 西安隆基乐叶光伏科技有限公司 | 一种太阳能电池及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112687753B (zh) | 2024-01-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8691619B2 (en) | Laminated structure for CIS based solar cell, and integrated structure and manufacturing method for CIS based thin-film solar cell | |
| CN101397647B (zh) | 铜铟镓硒或铜铟铝硒太阳能电池吸收层靶材及其制备方法 | |
| CN101820007B (zh) | 高转化率硅晶及薄膜复合型多结pin太阳能电池及其制造方法 | |
| CN112687753B (zh) | Hjt太阳能电池tco薄膜、其制备方法及包含该薄膜的电池片 | |
| CA2586963A1 (en) | Process and photovoltaic device using an akali-containing layer | |
| CN102051603B (zh) | 一种等离子体辅助硒硫化处理装置及工艺 | |
| CN101609860A (zh) | CdTe薄膜太阳能电池制备方法 | |
| CN101872793A (zh) | 叠层太阳能电池及其制造方法 | |
| CN101582466A (zh) | 一种多晶硅薄膜太阳能电池 | |
| CN102386283A (zh) | Cigs太阳能光伏电池制备方法 | |
| CN101807618B (zh) | 一种叠层薄膜太阳能电池的制作方法 | |
| CN101820006B (zh) | 高转化率硅基单结多叠层pin薄膜太阳能电池及其制造方法 | |
| CN102214737B (zh) | 太阳能电池用化合物薄膜的制备方法 | |
| CN102437237A (zh) | 黄铜矿型薄膜太阳能电池及其制造方法 | |
| CN102142469A (zh) | Pi柔性衬底太阳电池用p型微晶硅碳薄膜材料及制备 | |
| CN101894871B (zh) | 高转化率硅晶及薄膜复合型单结pin太阳能电池及其制造方法 | |
| CN101882653B (zh) | 基于纳米CdS薄膜的太阳能电池制备方法 | |
| CN101593792A (zh) | 薄膜太阳能电池的制造方法 | |
| CN102031565A (zh) | 一种硫钒铜矿结构的多晶体材料及其应用 | |
| CN206814841U (zh) | 板式pecvd上下镀膜一体设备的石墨载板结构 | |
| CN110257770B (zh) | 一种pvd法制备v型掺杂铜铟镓硒吸收层的方法 | |
| CN105047738B (zh) | 溅射靶材及用该溅射靶材制作的cigs基薄膜太阳能电池 | |
| Alami et al. | Second-generation photovoltaics: thin-film technologies | |
| CN105932093B (zh) | 一种高质量cigs薄膜太阳能电池吸收层的制备方法 | |
| CN108914070A (zh) | 一种cigs电极用钛铝合金复合靶材材料及其制备方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |