CN114242805A - 一种叠层tco薄膜、硅异质结电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叠层TCO薄膜，依次包括第一TCO薄膜层、第二TCO薄膜层和第三TCO薄膜层，其中，所述第一TCO薄膜层和第三TCO薄膜层为ITO薄膜层，第二TCO薄膜层为IWO或ICO薄膜层。本发明的叠层TCO薄膜，采用三叠层膜结构，近非晶硅与近金属电极端的TCO薄膜利用了不同ITO薄膜与非晶硅及金属电极能够形成良好接触的优势，中间主体TCO层利用了IWO或ICO薄膜低载流子浓度高载流子迁移率的优势，将该叠层TCO薄膜作为硅异质结电池的透明导电层，有利于降低电池电学和光学损失，提高电池短路电流密度和填充因子。
Description
技术领域
本发明属于硅异质结太阳电池技术领域，具体涉及一种叠层TCO薄膜，特别地还涉及一种硅异质结电池及其制备方法。
背景技术
在硅异质结太阳电池中，TCO薄膜起着导电和透光的作用，因此必须保证良好的电学和光学性能，而薄膜的电学性能和光学性能是相互影响的，必须同时优化才能获得最大化的薄膜性能。另一方面，TCO薄膜分别与非晶硅薄膜和金属电极相接触，不同材料间彼此接触会存在接触电阻，需要优化薄膜界面接触性以降低接触电阻，提升电池效率。
因此，需要研制一种硅异质结太阳电池的TCO薄膜，能够兼顾电学性能和光学性，有效提高电池效率。
发明内容
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：TCO薄膜的电阻率与载流子浓度和迁移率的乘积成反比，可通过提高载流子浓度和迁移率来实现，而载流子浓度过高会导致薄膜从可见光到近红外范围的光吸收增加，影响电池的短路电流密度，因此调节更多的参数是载流子迁移率。TCO薄膜与非晶硅及金属电极的接触性主要与薄膜功函数有关，不同的接触界面对TCO薄膜有不同的功函数要求。需要选取合适的TCO薄膜，以实现在不同界面间的功函数匹配，降低界面接触电阻。
相关技术中，常用单层TCO薄膜，材料是PVD制备的掺杂氧化铟或者RPD制备的IWO或ICO薄膜，掺杂氧化铟薄膜的载流子迁移率典型值是15-40cm2/(V·s)，ICO或IWO薄膜载流子迁移率可达到70-100cm2/(V·s)。掺杂氧化铟薄膜的载流子迁移率较低，不利于薄膜自身电阻率的降低。ICO或IWO薄膜虽然迁移率非常高，薄膜自身导电性好，但作为界面接触层时薄膜与非晶硅及金属电极之间界面接触电阻较大。无论掺杂氧化铟或者ICO及IWO，现有单层薄膜在自身光电性能优化的同时，难以兼顾其与非晶硅或金属电极的界面接触性能，导致接触电阻较大，制约着电池填充因子的提高。CN110993718提供了一种高转化效率的异质结电池及其制备方法，具体为电池正面采用多层TCO薄膜，薄膜层数为2-3层，每层薄膜为低折射率(1.8-1.9)溅射TCO薄膜、中折射率(1.9-2.0)溅射TCO薄膜及高折射率(2.0-2.1)溅射TCO薄膜中的一种，该专利通过对各层薄膜折射率的调控，使TCO与非晶硅层间的折射率匹配，降低材料界面处的光反射，增加短路电流密度。但该专利中多层TCO薄膜的结构设置仅从TCO与非晶硅折射率匹配的角度考虑，完全忽略了非晶硅/TCO/金属电极多界面的电学接触，而且实际上要实现TCO折射率从1.8至2.1之间如此大范围内的变化，需要工艺参数比如氧氩气体比例的调节范围也非常大，而过高或过低的气体比例通常会影响薄膜的体电阻或接触性能。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种叠层TCO薄膜，采用三叠层膜结构，近非晶硅与近金属电极端的TCO薄膜利用了不同ITO薄膜与非晶硅及金属电极能够形成良好接触的优势，中间主体TCO层利用了IWO或ICO薄膜低载流子浓度高载流子迁移率的优势，将该叠层TCO薄膜作为硅异质结电池的透明导电层，有利于降低电池电学和光学损失，提高电池短路电流密度和填充因子。
本发明实施例的一种叠层TCO薄膜，依次包括第一TCO薄膜层、第二TCO薄膜层和第三TCO薄膜层，其中，所述第一TCO薄膜层和第三TCO薄膜层为ITO薄膜层，第二TCO薄膜层为IWO或ICO薄膜层。
本发明实施例的叠层TCO薄膜带来的优点和技术效果，1、本发明实施例的叠层TCO薄膜，采用三叠层结构，两个界面接触层分别选用ITO薄膜，优化了TCO薄膜与非晶硅和金属电极的界面接触性，薄膜中间采用IWO或ICO薄膜，降低载流子浓度提升载流子迁移率，优化了薄膜的导电性与透光性；2、本发明实施例中，采用三叠层TCO薄膜既保留了IWO或ICO薄膜的低电阻率和低载流子吸收的特性，又利用了ITO薄膜与非晶硅和金属电极能够形成良好接触的特点，降低了电学和光学损失，提高了电池短路电流密度和填充因子。
在一些实施例中，所述第一TCO薄膜层或第三TCO薄膜层的厚度为10-15nm，第二TCO薄膜层的厚度为70-90nm。
本发明实施例还提供了一种硅异质结电池，包括硅晶衬底，以及硅晶衬底两侧依次沉积的本征非晶硅薄膜、N型/P型掺杂非晶硅薄膜、透明导电氧化物层和金属电极，其中，所述透明导电氧化物层为本发明实施例的叠层TCO薄膜。
本发明实施例的硅异质结电池带来的优点和技术效果，1、本发明实施例的硅异质结电池中，透明导电氧化物层采用三叠层结构的TCO薄膜，两个界面接触层分别选用ITO薄膜，优化了TCO薄膜与非晶硅和金属电极的界面接触性，薄膜中间采用IWO或ICO薄膜，降低载流子浓度提升载流子迁移率，优化了薄膜的导电性与透光性；2、本发明实施例中，采用三叠层的TCO薄膜既保留了IWO或ICO薄膜的低电阻率和低载流子吸收的特性，又利用了ITO薄膜与非晶硅和金属电极能够形成良好接触的特点，降低了电学和光学损失，提高了电池短路电流密度和填充因子。
在一些实施例中，所述N型掺杂非晶硅薄膜上沉积的叠层TCO薄膜中，与N型掺杂非晶硅薄膜接触的第一TCO薄膜层的溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3；第二TCO薄膜层的溅镀靶材为IWO或ICO靶材；与电极接触的第三TCO薄膜层的溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3或90:10。
在一些实施例中，所述P型掺杂非晶硅薄膜上沉积的叠层TCO薄膜中，与P型掺杂非晶硅薄膜接触的第一TCO薄膜层的溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为90:10；第二TCO薄膜层的溅镀靶材为IWO或ICO靶材；与电极接触的第三TCO薄膜层的溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3。
本发明实施例还提供了一种硅异质结电池的制备方法，包括在硅晶衬底两侧依次沉积本征非晶硅薄膜、N型/P型掺杂非晶硅薄膜和透明导电氧化物层，在所述透明导电氧化物层上形成金属电极，其中，在所述N型/P型掺杂非晶硅薄膜上沉积透明导电氧化物层包括在N型/P型掺杂非晶硅薄膜上依次沉积第一TCO薄膜层、第二TCO薄膜层和第三TCO薄膜层。
本发明实施例的硅异质结电池的制备方法带来的优点和技术效果，1、本发明实施例的方法中，在N型/P型掺杂非晶硅薄膜上沉积形成三叠层结构的TCO薄膜，两个界面接触层分别选用ITO薄膜，优化了TCO薄膜与非晶硅和金属电极的界面接触性，薄膜中间采用IWO或ICO薄膜，降低载流子浓度提升载流子迁移率，优化了薄膜的导电性与透光性；2、本发明实施例的方法中，沉积形成的三叠层结构的TCO薄膜既保留了IWO或ICO薄膜的低电阻率和低载流子吸收的特性，又利用了ITO薄膜与非晶硅和金属电极能够形成良好接触的特点，降低了电学和光学损失，提高了电池短路电流密度和填充因子。
在一些实施例中，在所述N型掺杂非晶硅薄膜上沉积透明导电氧化物层包括如下步骤：
在所述N型掺杂非晶硅薄膜上沉积第一TCO薄膜层，采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3，溅镀功率为0.6-3KW，基底温度为25-200℃，真空腔室压力为0.2-0.6Pa，氧气分压占比为1-3％；
在所述第一TCO薄膜层上沉积第二TCO薄膜层，采用RPD设备镀膜，溅镀靶材为IWO或ICO靶材，其中，采用IWO靶材镀膜时，镀膜电流为140-180A，基底温度为20-30℃，真空腔室压力0.1-0.4Pa，氧气分压占比为10-35％；采用ICO靶材镀膜时，镀膜电流为160-180A，基底温度为20-30℃，真空腔室压力0.1-0.4Pa，氧气分压占比为10-40％；
在所述第二TCO薄膜层上沉积第三TCO薄膜层，采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3或90:10，溅镀功率为1-3KW，基底温度为25-200℃，真空腔室压力为0.2-0.6Pa，氧气分压占比为0.25-1.5％。
在一些实施例中，在所述P型掺杂非晶硅薄膜上沉积透明导电氧化物层包括如下步骤：
在所述P型掺杂非晶硅薄膜上沉积第一TCO薄膜层，采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为90:10，溅镀功率为0.6-3KW，基底温度为25-200℃，真空腔室压力为0.2-0.6Pa，氧气分压占比为1-4％；
在所述第一TCO薄膜层上沉积第二TCO薄膜层，采用RPD设备镀膜，溅镀靶材为IWO或ICO靶材，其中，采用IWO靶材镀膜时，镀膜电流为140-180A，基底温度为20-30℃，真空腔室压力0.1-0.4Pa，氧气分压占比为10-35％；采用ICO靶材镀膜时，镀膜电流为160-180A，基底温度为20-30℃，真空腔室压力0.1-0.4Pa，氧气分压占比为10-40％；
在所述第二TCO薄膜层上沉积第三TCO薄膜层，采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3，溅镀功率为1-3KW，基底温度为25-200℃，真空腔室压力为0.2-0.6Pa，氧气分压占比为0.25-1.5％。
在一些实施例中，在所述N/P型掺杂非晶硅薄膜上沉积透明导电氧化物层中，在所述第二TCO薄膜层沉积形成后，进行退火处理。
在一些实施例中，所述退火在空气中进行，退火温度为180-230℃，退火时间为20-50min。
附图说明
图1是实施例1制得的硅异质结电池的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例的一种叠层TCO薄膜，依次包括第一TCO薄膜层、第二TCO薄膜层和第三TCO薄膜层，其中，所述第一TCO薄膜层和第三TCO薄膜层为ITO薄膜层，第二TCO薄膜层为IWO或ICO薄膜层。
本发明实施例的叠层TCO薄膜，采用三叠层结构，两个界面接触层分别选用ITO薄膜，优化了TCO薄膜与非晶硅和金属电极的界面接触性，薄膜中间采用IWO或ICO薄膜，降低载流子浓度提升载流子迁移率，优化了薄膜的导电性与透光性；本发明实施例中，采用三叠层TCO薄膜既保留了IWO或ICO薄膜的低电阻率和低载流子吸收的特性，又利用了ITO薄膜与非晶硅和金属电极能够形成良好接触的特点，降低了电学和光学损失，提高了电池短路电流密度和填充因子。
在一些实施例中，所述第一TCO薄膜层或第三TCO薄膜层的厚度为10-15nm，第二TCO薄膜层的厚度为70-90nm。本发明实施例中，优选了叠层TCO薄膜中各层的厚度，在硅异质结电池中将该叠层TCO薄膜作为透明导电层，进一步改善了光学透过性与界面接触性，提高了电池短路电流密度和填充因子。
本发明实施例还提供了一种硅异质结电池，包括硅晶衬底，以及硅晶衬底两侧依次沉积的本征非晶硅薄膜、N型/P型掺杂非晶硅薄膜、透明导电氧化物层和金属电极，其中，所述透明导电氧化物层为本发明实施例的叠层TCO薄膜。
本发明实施例的硅异质结电池中，透明导电氧化物层采用三叠层结构的TCO薄膜，两个界面接触层分别选用ITO薄膜，优化了TCO薄膜与非晶硅和金属电极的界面接触性，薄膜中间采用IWO或ICO薄膜，降低载流子浓度提升载流子迁移率，优化了薄膜的导电性与透光性；本发明实施例中，采用三叠层的TCO薄膜既保留了IWO或ICO薄膜的低电阻率和低载流子吸收的特性，又利用了ITO薄膜与非晶硅和金属电极能够形成良好接触的特点，降低了电学和光学损失，提高了电池短路电流密度和填充因子。
在一些实施例中，所述N型掺杂非晶硅薄膜上沉积的叠层TCO薄膜中，优选地，与N型掺杂非晶硅薄膜接触的第一TCO薄膜层的溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3；第二TCO薄膜层的溅镀靶材为IWO或ICO靶材，其中，IWO靶材是指W掺杂In2O3，ICO靶材是指Ce掺杂In2O3；与电极接触的第三TCO薄膜层的溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3或90:10。在所述P型掺杂非晶硅薄膜上沉积的叠层TCO薄膜中，优选地，与P型掺杂非晶硅薄膜接触的第一TCO薄膜层的溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为90:10；第二TCO薄膜层的溅镀靶材为IWO或ICO靶材；与电极接触的第三TCO薄膜层的溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3。本发明实施例中，优选了叠层TCO薄膜与N/P型掺杂非晶硅薄膜接触层以及叠层TCO薄膜与电极接触层的靶材，进一步改善了光学透过性与界面接触性，提升了硅异质结电池的短路电流密度和填充因子。
本发明实施例还提供了一种硅异质结电池的制备方法，包括在硅晶衬底两侧依次沉积本征非晶硅薄膜、N型/P型掺杂非晶硅薄膜和透明导电氧化物层，在所述透明导电氧化物层上形成金属电极，其中，在所述N型/P型掺杂非晶硅薄膜上沉积透明导电氧化物层包括在N型/P型掺杂非晶硅薄膜上依次沉积第一TCO薄膜层、第二TCO薄膜层和第三TCO薄膜层。
本发明实施例的硅异质结电池的制备方法中，在N型/P型掺杂非晶硅薄膜上沉积形成三叠层结构的TCO薄膜，两个界面接触层分别选用ITO薄膜，优化了TCO薄膜与非晶硅和金属电极的界面接触性，薄膜中间采用IWO或ICO薄膜，降低载流子浓度提升载流子迁移率，优化了薄膜的导电性与透光性；本发明实施例的方法中，沉积形成的三叠层结构的TCO薄膜既保留了IWO或ICO薄膜的低电阻率和低载流子吸收的特性，又利用了ITO薄膜与非晶硅和金属电极能够形成良好接触的特点，降低了电学和光学损失，提高了硅异质结电池的短路电流密度和填充因子，短路电流密度可达39.6mA/cm2，填充因子可达85.0％，电池效率可达24.8％。
在一些实施例中，在所述N型掺杂非晶硅薄膜上沉积透明导电氧化物层包括如下步骤：
在所述N型掺杂非晶硅薄膜上沉积第一TCO薄膜层，采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3，溅镀功率为0.6-3KW，基底温度为25-200℃，真空腔室压力为0.2-0.6Pa，氧气分压占比为1-3％；沉积形成的第一TCO薄膜层的性能为：载流子浓度为0.8-1.5×1020cm-3，载流子迁移率为15-30cm2/(V·s)，优选地，薄膜厚度10-15nm；
在所述第一TCO薄膜层上沉积第二TCO薄膜层，采用RPD设备镀膜，溅镀靶材为IWO或ICO靶材，其中，采用IWO靶材镀膜时，镀膜电流为140-180A，基底温度为20-30℃，真空腔室压力0.1-0.4Pa，氧气分压占比为10-35％，沉积形成的第二TCO薄膜层的性能为：载流子浓度为1.5-3.5×1020cm-3，载流子迁移率为80-100cm2/(V·s)，优选地，薄膜厚度为70-90nm；采用ICO靶材镀膜时，镀膜电流为160-180A，基底温度为20-30℃，真空腔室压力0.1-0.4Pa，氧气分压占比为10-40％，沉积形成的第二TCO薄膜层的性能为：载流子浓度为1.5-3.0×1020cm-3，载流子迁移率为70-100cm2/(V·s)，优选地，薄膜厚度为70-90nm；
在所述第二TCO薄膜层上沉积第三TCO薄膜层，采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3或90:10，溅镀功率为1-3KW，基底温度为25-200℃，真空腔室压力为0.2-0.6Pa，氧气分压占比为0.25-1.5％；当采用In2O3和SnO2的质量比为97:3的ITO靶材时，沉积形成的第三TCO薄膜层的性能为：载流子浓度为1.5-3.0×1020cm-3，载流子迁移率为15-30cm2/(V·s)；当采用In2O3和SnO2的质量比为90:10的ITO靶材时，沉积形成的第三TCO薄膜层的性能为：载流子浓度为1.5-5.0×1020cm-3，载流子迁移率为15-30cm2/(V·s)，优选地，薄膜厚度10-15nm。
在一些实施例中，在所述P型掺杂非晶硅薄膜上沉积透明导电氧化物层包括如下步骤：
在所述P型掺杂非晶硅薄膜上沉积第一TCO薄膜层，采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为90:10，溅镀功率为0.6-3KW，基底温度为25-200℃，真空腔室压力为0.2-0.6Pa，氧气分压占比为1-4％；沉积形成的第一TCO薄膜层的性能为：载流子浓度为1.25-2.5×1020cm-3，载流子迁移率为15-30cm2/(V·s)，优选地，薄膜厚度10-15nm；
在所述第一TCO薄膜层上沉积第二TCO薄膜层，采用RPD设备镀膜，溅镀靶材为IWO或ICO靶材，其中，采用IWO靶材镀膜时，镀膜电流为140-180A，基底温度为20-30℃，真空腔室压力0.1-0.4Pa，氧气分压占比为10-35％，沉积形成的第二TCO薄膜层的性能为：载流子浓度为1.5-3.5×1020cm-3，载流子迁移率为80-100cm2/(V·s)，优选地，薄膜厚度为70-90nm；采用ICO靶材镀膜时，镀膜电流为160-180A，基底温度为20-30℃，真空腔室压力0.1-0.4Pa，氧气分压占比为10-40％，沉积形成的第二TCO薄膜层的性能为：载流子浓度为1.5-3.0×1020cm-3，载流子迁移率为70-100cm2/(V·s)，优选地，薄膜厚度为70-90nm；
在所述第二TCO薄膜层上沉积第三TCO薄膜层，采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3，溅镀功率为1-3KW，基底温度为25-200℃，真空腔室压力为0.2-0.6Pa，氧气分压占比为0.25-1.5％，沉积形成的第三TCO薄膜层的性能为：载流子浓度为1.5-3.0×1020cm-3，载流子迁移率为15-30cm2/(V·s)，优选地，薄膜厚度10-15nm。
在一些实施例中，在所述N/P型掺杂非晶硅薄膜上沉积透明导电氧化物层中，在所述第二TCO薄膜层沉积形成后，进行退火处理。优选地，所述退火在空气中进行，退火温度为180-230℃，退火时间为20-50min。本发明实施例的方法中，在第二TCO薄膜层沉积形成后进行退火处理，能够有效提升载流子迁移率。
下面结合附图和实施例详细描述本发明。
实施例1
(1)、在单晶硅片两侧依次沉积本征非晶硅薄膜和N型/P型掺杂非晶硅薄膜，沉积N型掺杂非晶硅薄膜的为电池片N面，沉积P型掺杂非晶硅薄膜的为电池片P面。
(2)、在电池片N/P面上沉积第一TCO薄膜，包括：
采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为In2O3和SnO2的质量比为97:3的ITO靶材，溅镀功率为1KW，基底温度为150℃，真空腔室压力为0.4Pa，氧气分压占比为1.3％，在电池片N面上沉积形成第一TCO薄膜层，厚度为12nm，本薄膜层与N型掺杂非晶硅薄膜层相接触；
采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为In2O3和SnO2的质量比为90:10的ITO靶材，溅镀功率为2KW，基底温度为150℃，真空腔室压力为0.4Pa，氧气分压占比为3.0％，在电池片P面上沉积形成第一TCO薄膜层，厚度为12nm，本薄膜层与P型掺杂非晶硅薄膜层相接触。
(3)、在第一TCO薄膜上沉积第二TCO薄膜，包括：
采用RPD设备镀膜，溅镀靶材为IWO，镀膜电流为170A，基底温度为25℃，真空腔室压力0.2Pa，氧气分压占比为29％，在电池片N面第一TCO薄膜层上沉积形成第二TCO薄膜层，厚度为80nm；
采用RPD设备镀膜，溅镀靶材为IWO，镀膜电流为170A，基底温度为25℃，真空腔室压力0.2Pa，氧气分压占比为24％，在电池片P面第一TCO薄膜层上沉积形成第二TCO薄膜层，厚度为80nm；
(4)、对第一TCO薄膜层与第二TCO薄膜层进行退火处理，包括：
沉积形成第二TCO薄膜层后，对第一TCO薄膜层与第二TCO薄膜层同时在空气中进行退火处理，退火温度为210℃，退火时间为30min。
(5)、在第二TCO薄膜上沉积第三TCO薄膜，包括：
采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为In2O3和SnO2的质量比为90:10的ITO靶材，溅镀功率为2KW，基底温度为150℃，真空腔室压力为0.4Pa，氧气分压占比为1.0％，在电池片N面第二TCO薄膜层上沉积形成第三TCO薄膜层，厚度为12nm；
采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为In2O3和SnO2的质量比为97:3的ITO靶材，溅镀功率为2KW，基底温度为150℃，真空腔室压力为0.4Pa，氧气分压占比为1.0％，在电池片P面第二TCO薄膜层上沉积形成第三TCO薄膜层，厚度为12nm；
在N型掺杂非晶硅薄膜上沉积形成的叠层TCO薄膜总厚度为104nm，在P型掺杂非晶硅薄膜上沉积形成的叠层TCO薄膜总厚度为104nm。
(6)、在N型掺杂非晶硅薄膜和P型掺杂非晶硅薄膜分别沉积形成叠层TCO薄膜后，采用丝网印刷或电镀方式形成金属电极。
本实施例制得的硅异质结电池的结构示意图如图1所示，性能数据见表1。
实施例2
与实施例1的方法相同，不同之处在于在N型掺杂非晶硅薄膜上沉积叠层TCO薄膜中的第三TCO薄膜层时采用的靶材为In2O3和SnO2的质量比为97:3的ITO靶材。
本实施例制得的硅异质结电池性能数据见表1。
实施例3
与实施例1的方法相同，不同之处在于在N型掺杂非晶硅薄膜和P型掺杂非晶硅薄膜上沉积叠层TCO薄膜中的第二TCO薄膜层时采用的靶材为ICO。
本实施例制得的硅异质结电池性能数据见表1。
实施例4
与实施例1的方法相同，不同之处在于，在N型掺杂非晶硅薄膜和P型掺杂非晶硅薄膜上沉积叠层TCO薄膜中，第一TCO薄膜层的厚度为10nm，第二TCO薄膜层的厚度为70nm，第三TCO薄膜层的厚度为10nm，即沉积形成的叠层TCO薄膜的厚度为90nm。
本实施例制得的硅异质结电池性能数据见表1。
实施例5
与实施例1的方法相同，不同之处在于，在N型掺杂非晶硅薄膜和P型掺杂非晶硅薄膜上沉积叠层TCO薄膜中，第一TCO薄膜层的厚度为15nm，第二TCO薄膜层的厚度为90nm，第三TCO薄膜层的厚度为15nm，即沉积形成的叠层TCO薄膜的厚度为120nm。
本实施例制得的硅异质结电池性能数据见表1。
实施例6
与实施例1的方法相同，不同之处在于，在P型掺杂非晶硅薄膜上沉积叠层TCO薄膜中，沉积第一TCO薄膜的靶材为In2O3和SnO2的质量比为97:3的ITO靶材。
本实施例制得的硅异质结电池性能数据见表1。
实施例7
与实施例1的方法相同，不同之处在于，在P型掺杂非晶硅薄膜上沉积叠层TCO薄膜中，沉积第三TCO薄膜的靶材为In2O3和SnO2的质量比为90:10的ITO靶材。
本实施例制得的硅异质结电池性能数据见表1。
实施例8
与实施例1的方法相同，不同之处在于，在N型掺杂非晶硅薄膜和P型掺杂非晶硅薄膜上沉积叠层TCO薄膜中，第一TCO薄膜层的厚度为34nm，第二TCO薄膜层的厚度为36nm，第三TCO薄膜层的厚度为34nm，即沉积形成的叠层TCO薄膜的厚度为104nm。
本实施例制得的硅异质结电池性能数据见表1。
对比例1
与实施例1的方法相同，不同之处在于，在N型掺杂非晶硅薄膜和P型掺杂非晶硅薄膜上沉积叠层TCO薄膜中，沉积中间层第二TCO薄膜层的靶材为In2O3和SnO2的质量比为90:10的ITO靶材。
对比例1制得的硅异质结电池性能数据见表1。
对比例2
与实施例1的方法相同，不同之处在于，在N型掺杂非晶硅薄膜和P型掺杂非晶硅薄膜上沉积叠层TCO薄膜中，沉积第一TCO薄膜和第三TCO薄膜的靶材为IWO。
对比例2制得的硅异质结电池性能数据见表1。
对比例3
与实施例1的方法相同，不同之处在于，在N型掺杂非晶硅薄膜和P型掺杂非晶硅薄膜上沉积叠层TCO薄膜中，第一TCO薄膜层的厚度为7nm，第二TCO薄膜层的厚度为46nm，第三TCO薄膜层的厚度为7nm，即沉积形成的叠层TCO薄膜的厚度为60nm。
对比例3制得的硅异质结电池性能数据见表1。
表1
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种叠层TCO薄膜，其特征在于，依次包括第一TCO薄膜层、第二TCO薄膜层和第三TCO薄膜层，其中，所述第一TCO薄膜层和第三TCO薄膜层为ITO薄膜层，第二TCO薄膜层为IWO或ICO薄膜层。
2.根据权利要求1所述的叠层TCO薄膜，其特征在于，所述第一TCO薄膜层或第三TCO薄膜层的厚度为10-15nm，第二TCO薄膜层的厚度为70-90nm。
3.一种硅异质结电池，其特征在于，包括硅晶衬底，以及硅晶衬底两侧依次沉积的本征非晶硅薄膜、N型/P型掺杂非晶硅薄膜、透明导电氧化物层和金属电极，其中，所述透明导电氧化物层为权利要求1-2中任一项所述的叠层TCO薄膜。
4.根据权利要求3所述的硅异质结电池，其特征在于，所述N型掺杂非晶硅薄膜上沉积的叠层TCO薄膜中，与N型掺杂非晶硅薄膜接触的第一TCO薄膜层的溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3；第二TCO薄膜层的溅镀靶材为IWO或ICO靶材；与电极接触的第三TCO薄膜层的溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3或90:10。
5.根据权利要求3所述的硅异质结电池，其特征在于，所述P型掺杂非晶硅薄膜上沉积的叠层TCO薄膜中，与P型掺杂非晶硅薄膜接触的第一TCO薄膜层的溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为90:10；第二TCO薄膜层的溅镀靶材为IWO或ICO靶材；与电极接触的第三TCO薄膜层的溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3。
6.一种权利要求3-5中任一项所述的硅异质结电池的制备方法，其特征在于，包括在硅晶衬底两侧依次沉积本征非晶硅薄膜、N型/P型掺杂非晶硅薄膜和透明导电氧化物层，在所述透明导电氧化物层上形成金属电极，其中，在所述N型/P型掺杂非晶硅薄膜上沉积透明导电氧化物层包括在N型/P型掺杂非晶硅薄膜上依次沉积第一TCO薄膜层、第二TCO薄膜层和第三TCO薄膜层。
7.根据权利要求6所述的硅异质结电池的制备方法，其特征在于，在所述N型掺杂非晶硅薄膜上沉积透明导电氧化物层包括如下步骤：
在所述N型掺杂非晶硅薄膜上沉积第一TCO薄膜层，采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3，溅镀功率为0.6-3KW，基底温度为25-200℃，真空腔室压力为0.2-0.6Pa，氧气分压占比为1-3％；
在所述第一TCO薄膜层上沉积第二TCO薄膜层，采用RPD设备镀膜，溅镀靶材为IWO或ICO靶材，其中，采用IWO靶材镀膜时，镀膜电流为140-180A，基底温度为20-30℃，真空腔室压力0.1-0.4Pa，氧气分压占比为10-35％；采用ICO靶材镀膜时，镀膜电流为160-180A，基底温度为20-30℃，真空腔室压力0.1-0.4Pa，氧气分压占比为10-40％；
在所述第二TCO薄膜层上沉积第三TCO薄膜层，采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3或90:10，溅镀功率为1-3KW，基底温度为25-200℃，真空腔室压力为0.2-0.6Pa，氧气分压占比为0.25-1.5％。
8.根据权利要求6所述的硅异质结电池的制备方法，其特征在于，在所述P型掺杂非晶硅薄膜上沉积透明导电氧化物层包括如下步骤：
在所述P型掺杂非晶硅薄膜上沉积第一TCO薄膜层，采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为90:10，溅镀功率为0.6-3KW，基底温度为25-200℃，真空腔室压力为0.2-0.6Pa，氧气分压占比为1-4％；
在所述第一TCO薄膜层上沉积第二TCO薄膜层，采用RPD设备镀膜，溅镀靶材为IWO或ICO靶材，其中，采用IWO靶材镀膜时，镀膜电流为140-180A，基底温度为20-30℃，真空腔室压力0.1-0.4Pa，氧气分压占比为10-35％；采用ICO靶材镀膜时，镀膜电流为160-180A，基底温度为20-30℃，真空腔室压力0.1-0.4Pa，氧气分压占比为10-40％；
在所述第二TCO薄膜层上沉积第三TCO薄膜层，采用PVD设备镀膜，溅镀靶材为ITO靶材，所述ITO靶材中In2O3和SnO2的质量比为97:3，溅镀功率为1-3KW，基底温度为25-200℃，真空腔室压力为0.2-0.6Pa，氧气分压占比为0.25-1.5％。
9.根据权利要求7或8所述的硅异质结电池的制备方法，其特征在于，在所述N/P型掺杂非晶硅薄膜上沉积透明导电氧化物层中，在所述第二TCO薄膜层沉积形成后，进行退火处理。
10.根据权利要求9所述的硅异质结电池的制备方法，其特征在于，所述退火在空气中进行，退火温度为180-230℃，退火时间为20-50min。
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