CN114709292A - 一种太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
一种太阳能电池及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114709292A CN114709292A CN202210322717.2A CN202210322717A CN114709292A CN 114709292 A CN114709292 A CN 114709292A CN 202210322717 A CN202210322717 A CN 202210322717A CN 114709292 A CN114709292 A CN 114709292A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transparent conductive
- solar cell
- conductive oxide
- oxide layer
- surface treatment
- 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.)
- Withdrawn
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 8
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 23
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 claims description 20
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 13
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 12
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 6
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 5
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 abstract description 6
- -1 argon ions Chemical class 0.000 abstract description 5
- 238000005215 recombination Methods 0.000 abstract description 5
- 230000006798 recombination Effects 0.000 abstract description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 abstract description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Substances [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000003854 Surface Print Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1884—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO
- H01L31/1888—Manufacture of transparent electrodes, e.g. TCO, ITO methods for etching transparent electrodes
-
- 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
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
-
- 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
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
- H01L31/022475—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers composed of indium tin oxide [ITO]
-
- 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
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
- H01L31/022483—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers composed of zinc oxide [ZnO]
-
- 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
- H01L31/0747—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 comprising a heterojunction of crystalline and amorphous materials, e.g. heterojunction with intrinsic thin layer
-
- 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
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
本申请提供一种太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。太阳能电池的制备方法，其包括：对硅基异质结太阳能电池蓝膜片的第一透明导电氧化物层表面进行等离子体表面处理。对第一透明导电氧化物层表面进行等离子体表面处理，在等离子体表面处理过程中，高能氩离子对膜层的轰击能够有选择性的去除第一透明导电氧化物层表面的氧离子，有效增加氧原子空位，降低第一透明导电氧化物层的功函数，费米能级上移，降低界面势垒，从而使得电子可以有效的收集，并降低界面处电子空穴对的复合，提高太阳能电池开路电压，进一步提高太阳能电池转换效率。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种太阳能电池及其制备方法。
背景技术
硅异质结太阳能电池是一种晶体硅和薄膜技术相结合的高效太阳能电池技术，该硅异质结太阳能电池以晶体硅为基础，经过清洗制绒、在晶体硅正面受光面依次沉积本征非晶硅层和N型非晶硅层、在背面依次沉积本征非晶硅层和P型非晶硅层、在受光面和背面同时沉积TCO，最后在受光面和背面，利用丝网印刷技术，采用热固型低温树脂浆料制备金属电极，得到硅异质结太阳能电池。
在硅异质结太阳能电池中，晶体硅正面的透明导电氧化物层(TransparentConductive Oxide，TCO)和N型非晶硅层相比，透明导电氧化物层的光学带隙较大，与N型非晶硅层接触时会导致能带弯曲，产生较高的势垒，不利于电子收集，造成电子与空穴对的复合，导致电池开路电压下降，从而影响电池的转换效率。
发明内容
本申请提供了一种太阳能电池及其制备方法，其能够降低界面势垒，从而使得电子可以有效的收集，并降低界面处电子空穴对的复合，提高太阳能电池开路电压，进一步提高电池的转换效率。
本申请的实施例是这样实现的：
在第一方面，本申请示例提供了一种太阳能电池的制备方法，其包括：提供硅基异质结太阳能电池蓝膜片，硅基异质结太阳能电池蓝膜片包括依次层叠布置的第一透明导电氧化物层、N型非晶硅层、第一本征非晶硅层、晶体硅层、第二本征非晶硅层、P型非晶硅层和第二透明导电氧化物层，对第一透明导电氧化物层表面进行等离子体表面处理。
在上述技术方案中，对第一透明导电氧化物层表面进行等离子体表面处理，在等离子体表面处理过程中，高能氩离子对膜层的轰击能够有选择性的去除第一透明导电氧化物层表面的氧离子，有效增加氧原子空位，降低第一透明导电氧化物层的功函数，费米能级上移，降低界面势垒，从而使得电子可以有效的收集，并降低界面处电子空穴对的复合，提高太阳能电池开路电压，进一步提高太阳能电池转换效率。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，硅基异质结太阳能电池蓝膜片具有第一透明导电氧化物层的一侧为光入射面。结合第一方面，在本申请的第一方面的第二种可能的示例中，上述第一透明导电氧化物层和/或第二透明导电氧化物层的材质为氧化铟锡、掺铝氧化锌或掺氟氧化锡。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第三种可能的示例中，等离子体表面处理采用的气体为Ar、N2和O2中的任意一种或多种。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第四种可能的示例中，等离子体表面处理的处理时间＞180s。
可选地，等离子体表面处理的处理时间＜300s。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第五种可能的示例中，等离子体表面处理的射频功率>350mW/cm2。
可选地，等离子体表面处理的射频功率＜600mW/cm2。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第六种可能的示例中，上述完成等离子体表面处理后，分别在第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面形成栅线。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第七种可能的示例中，形成栅线的方法包括采用银浆料分别在第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面印刷形成栅线半成品，固化形成栅线。
可选地，固化温度为100～250℃。
可选地，固化时间为1～60min。
可选地，在固化前，对栅线半成品进行烘干处理。
可选地，烘干温度为100～200℃。
可选地，烘干时间为1～15min。
在上述示例中，烘干处理能够使得银浆料中的溶剂挥发，使银浆料初步凝固，方便对第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面印刷银浆料。
结合第一方面，在本申请的第一方面的第八种可能的示例中，形成栅线后，制得电池半成品，对电池半成品进行光注入处理。
可选地，光注入处理包括在150～250℃下采用白光照射1～2min。
在第二方面，本申请示例提供了一种太阳能电池，其根据上述的太阳能电池的制备方法制得。
在上述技术方案中，本申请的太阳能电池具有较高的开路电压以及较高的电池转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例的太阳能电池的制备方法的流程图；
图2为本申请实施例的太阳能电池的剖视图。
图标：10-太阳能电池；100-第一透明导电氧化物层；200-N型非晶硅层；300-第一本征非晶硅层；400-晶体硅层；500-第二本征非晶硅层；600-P型非晶硅层；700-第二透明导电氧化物层；800-金属栅线电极。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
以下针对本申请实施例的一种太阳能电池及其制备方法进行具体说明：
请参阅图1，本申请提供一种太阳能电池的制备方法，其包括：
S1、制备太阳能电池蓝膜片；
其中，硅基异质结太阳能电池蓝膜片包括依次层叠布置的第一透明导电氧化物层、N型非晶硅层(n-α-Si:H)、第一本征非晶硅层(i-α-Si:H)、晶体硅层(C-Si)、第二本征非晶硅层(i-α-Si:H)、P型非晶硅层(p-α-Si:H)和第二透明导电氧化物层。
S2、对第一透明导电氧化物层进行等离子体表面处理。
S3、在第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面形成栅线；
S4、形成栅线后，制得电池半成品，对电池半成品进行光注入处理。
第一透明导电氧化物层和/或第二透明导电氧化物层的材质为氧化铟锡(Indiumtin oxide，ITO)、掺铝氧化锌(Aluminum doped zinc oxide，ZAO)或掺氟氧化锡(Fluorinedoped tin oxide，FTO)。
第一透明导电氧化物层分别层叠于N、P型非晶硅上，其在异质结太阳能电池中所起到的主要作用是对载流子的输运，基于此，首先，导电性是评价TCO的主要参数，第一透明导电氧化物层为N型半导体材料，一般而言，改变TCO导电性的方法主要包括两种，一种是调整材料的化学计量比而改变材料的组成，另一种是改变材料的缺陷态密度和分布，从而改变其导电性。其次，第一透明导电氧化物层与N型非晶硅的能带匹配也是评价TCO的重要参数，接触势垒以及能带弯曲影响界面处的载流子分离与收集，从而影响器件性能。再次，在本申请中，优选硅基异质结太阳能电池蓝膜片具有第一透明导电氧化物层的一侧为光入射面。因此，第一透明导电氧化物层对光的透射率也是评价该TCO的重要参数。本申请采用等离子体对第一透明导电氧化物层分别进行表面处理，改变TCO的上述参数，提升器件性能。
等离子体表面处理采用的气体为Ar、N2和O2中的任意一种或多种。
等离子体表面处理的处理时间＞180s。
可选地，等离子体表面处理的处理时间＜300s。
在本申请的一种实施方式中，等离子体表面处理的处理时间为240s。在本申请的其他一些实施方式中，等离子体表面处理的处理时间还可以为185s、190s、200s、210s、220s、230s、250s、260s、270s、280s、290s或295s。
等离子体表面处理的射频功率>350mW/cm2。
可选地，等离子体表面处理的射频功率＜600mW/cm2。
在本申请的一种实施方式中，等离子体表面处理的射频功率为450mW/cm2。在本申请的其他一些实施方式中，等离子体表面处理的射频功率还可以为355mW/cm2、360mW/cm2、380mW/cm2、400mW/cm2、420mW/cm2、440mW/cm2、460mW/cm2、480mW/cm2、500mW/cm2、520mW/cm2、540mW/cm2、560mW/cm2、580mW/cm2或595mW/cm2。
完成等离子体表面处理后，分别在第一透明导电氧化物层(受光面)和第二透明导电氧化物层(背面)表面形成栅线。
形成栅线的方法包括采用银浆料分别在第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面印刷形成栅线半成品，对栅线半成品进行烘干处理，固化形成栅线，制得电池半成品。
烘干温度为100～200℃。
在本申请的一种实施方式中，烘干温度为150℃。在本申请的其他一些实施方式中，烘干温度还可以为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃。
烘干时间为1～15min。
在本申请的一种实施方式中，烘干时间为8min。在本申请的其他一些实施方式中，烘干时间还可以为1min、2min、3min、4min、5min、6min、7min、9min、10min、11min、12min、13min、14min或15min。
固化温度为100～250℃。
在本申请的一种实施方式中，固化温度为180℃。在本申请的其他一些实施方式中，固化温度还可以为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃或250℃。
固化时间为1～60min。
在本申请的一种实施方式中，固化时间为30min。在本申请的其他一些实施方式中，固化时间还可以为1min、2min、3min、5min、8min、10min、15min、20min、25min、35min、40min、45min、50min、55min、58min或60min。
烘干处理能够使得银浆料中的溶剂挥发，使银浆料初步凝固，在第一透明导电氧化物层或第二透明导电氧化物层表面印刷银浆料后，通过烘干处理的方式使其表面的银浆料初步凝固后，方便翻面在另一个透明导电氧化物层表面印刷银浆料。固化处理能够使第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面的银浆料彻底固化形成栅线。
本申请太阳能电池的制备方法中烘干温度和固化温度均需要保证在250℃以下，以防止高温对其他结构产生不良影响。
完成制备金属栅线电极后，对电池半成品进行光注入处理。光注入处理包括在150～250℃下采用白光照射1～2min。
在本申请的一种实施方式中，光注入处理包括在200℃下采用白光照射1min。在本申请的其他一些实施方式中，光注入处理包括在150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、210℃、220℃、230℃、240℃或250℃下采用白光照射1.2min、1.5min、1.8min或2min。
请参阅图2，本申请还提供一种太阳能电池10，其根据上述的太阳能电池的制备方法制得。
太阳能电池10包括依次层叠布置的第一透明导电氧化物层100、N型非晶硅层200(n-α-Si:H)、第一本征非晶硅层300(i-α-Si:H)、晶体硅层400(C-Si)、第二本征非晶硅层500(i-α-Si:H)、P型非晶硅层600(p-α-Si:H)和第二透明导电氧化物层700，第一透明导电氧化物层100和第二透明导电氧化物层700表面均设置有金属栅线电极800。
本申请的太阳能电池具有较高的开路电压以及较高的电池转换效率。
以下结合实施例对本申请的一种太阳能电池及其制备方法作进一步的详细描述。
实施例1
本申请实施例提供一种太阳能电池及其制备方法，其包括：
S1、制备太阳能电池蓝膜片；
其中，硅基异质结太阳能电池蓝膜片包括依次层叠的第一透明导电氧化物层、N型非晶硅层(n-α-Si:H)、第一本征非晶硅层(i-α-Si:H)、晶体硅层(C-Si)、第二本征非晶硅层(i-α-Si:H)、P型非晶硅层(p-α-Si:H)和第二透明导电氧化物层，其中，第一透明导电氧化物层的材质为氧化铟锡；
S2、对第一透明导电氧化物层进行表面等离子体处理，等离子气氛为Ar气；Ar气等离子体表面处理的时间为210s，处理的射频功率为400mW/cm2。
S3、在完成等离子体表面处理的太阳能电池蓝膜片的第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面印刷形成栅线半成品，对栅线半成品进行烘干处理，固化形成栅线，制得电池半成品；
烘干温度为150℃，烘干时间为8min，固化温度为180℃，固化时间为30min。
S4、对太阳能电池进行光注入处理，光注入处理包括在200℃下采用白光照射1min，制得太阳能电池。
实施例2
本申请实施例除了处理功率为500mW/cm2以外，其他的条件与实施例1相同。
实施例3
本申请实施例除了处理功率为550mW/cm2以外，其他的条件与实施例1相同。
实施例4
本申请实施例除了处理时间为290s以外，其他的条件与实施例2相同。
实施例5
本申请实施例除了处理功率为700mW/cm2以外，其他的条件与实施例1相同。
实施例6
本申请实施例除了处理时间为420s以外，其他的条件与实施例1相同。
对比例1
本申请对比例提供一种太阳能电池及其制备方法，其包括：
S1、制备太阳能电池蓝膜片；
其中，硅基异质结太阳能电池蓝膜片包括依次层叠的第一透明导电氧化物层、N型非晶硅层(n-α-Si:H)、第一本征非晶硅层(i-α-Si:H)、晶体硅层(C-Si)、第二本征非晶硅层(i-α-Si:H)、P型非晶硅层(p-α-Si:H)和第二透明导电氧化物层，其中，第一透明导电氧化物层的材质为氧化铟锡；
S2、在太阳能电池蓝膜片的第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面印刷形成栅线半成品，对栅线半成品进行烘干处理，固化形成栅线，制得电池半成品；烘干温度为150℃，烘干时间为8min，固化温度为180℃，固化时间为30min。
S3、对太阳能电池进行光注入处理，光注入处理包括在200℃下采用白光照射1min，制得太阳能电池。
试验例1
分别检测实施例1～6和对比例1制得的太阳能电池的Jsc(mA/cm2)、Voc(mV)、FF(％)和η(％)。
表1实施例1～6和对比例1制得的太阳能电池参数
| 项目 | Jsc(mA/cm<sup>2</sup>) | Voc(mV) | FF(％) | η(％) |
| 实施例1 | 38.7 | 731 | 82.9 | 23.5 |
| 实施例2 | 38.5 | 739 | 83.5 | 23.8 |
| 实施例3 | 38.6 | 741 | 83.7 | 23.9 |
| 实施例4 | 38.4 | 740 | 83.1 | 23.6 |
| 实施例5 | 36.1 | 727 | 80.4 | 21.1 |
| 实施例6 | 35.9 | 725 | 79.3 | 20.6 |
| 对比例1 | 39.1 | 730 | 81.3 | 23.2 |
透明导电氧化物层的材料和非晶硅层是两种完全不同的半导体材料，两种不同的半导体材料在禁带宽度、费米能级、导带阶、价带阶等都存在不同，导致接触的时候，出现势垒尖峰。
本申请实施例对第一透明导电氧化物层表面进行等离子体表面处理，在等离子体表面处理过程中，高能离子对膜层的轰击能够有选择性的去除第一透明导电氧化物层表面的氧离子，有效增加TCO表面的氧原子空位，降低第一透明导电氧化物层的功函数，费米能级上移，降低界面势垒，从而使得电子可以有效的收集，并降低界面处电子空穴对的复合，提高太阳能电池开路电压，进一步提高太阳能电池转换效率。
根据实施例的数据可以看到，等离子表面处理的功率和处理的时间对改善TCO的性能效果有明显的影响，本发明中，等离子体表面处理的处理时间＞180s，进一步地，等离子体表面处理的处理时间＜300s，等离子体表面处理的射频功率>350mW/cm2，进一步地，等离子体表面处理的射频功率＜600mW/cm2。过低的处理功率和较短的处理时间，无法达到改善TCO性能的效果(实验数据未示出)。另外，通过实施例1～4与实施例5～6的比较可以看到，过高的处理功率和过长的处理时间会降低器件性能，这是因为在过度表面处理后，一方面，TCO的表面氧损失过多，导致其透过率降低，影响了太阳能电池对光的吸收，降低了器件的Jsc，另一方面，当功率过高/时间过长时，破坏了材料本身的结构，造成材料元素比例失衡以及原子间的结合发生变化，引入新的缺陷和造成材料表面损伤，导致材料电导率降低，影响器件性能。
以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，其包括：提供硅基异质结太阳能电池蓝膜片，所述硅基异质结太阳能电池蓝膜片包括依次层叠布置的第一透明导电氧化物层、N型非晶硅层、第一本征非晶硅层、晶体硅层、第二本征非晶硅层、P型非晶硅层和第二透明导电氧化物层，对所述第一透明导电氧化物层表面进行等离子体表面处理。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述硅基异质结太阳能电池蓝膜片具有所述第一透明导电氧化物层的一侧为光入射面。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一透明导电氧化物层和/或所述第二透明导电氧化物层的材质为氧化铟锡、掺铝氧化锌或掺氟氧化锡。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述等离子体表面处理采用的气体为Ar、N2和O2中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述等离子体表面处理的处理时间＞180s；
可选地，所述等离子体表面处理的处理时间＜300s。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述等离子体表面处理的射频功率>350mW/cm2；
可选地，所述等离子体表面处理的射频功率＜600mW/cm2。
7.根据权利要求1～6任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，完成所述等离子体表面处理后，分别在所述第一透明导电氧化物层和所述第二透明导电氧化物层表面形成栅线。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，形成栅线的方法包括采用银浆料分别在所述第一透明导电氧化物层和所述第二透明导电氧化物层表面印刷形成栅线半成品，固化形成栅线；
可选地，固化温度为100～250℃；
可选地，固化时间为1～60min；
可选地，在固化前，对所述栅线半成品进行烘干处理；
可选地，烘干温度为100～200℃；
可选地，烘干时间为1～15min。
9.根据权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，形成所述栅线后，制得电池半成品，对所述电池半成品进行光注入处理；
可选地，所述光注入处理包括在150～250℃下采用白光照射1～2min。
10.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池根据权利要求1～9任一项所述的太阳能电池的制备方法制得。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210322717.2A CN114709292A (zh) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 一种太阳能电池及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210322717.2A CN114709292A (zh) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 一种太阳能电池及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114709292A true CN114709292A (zh) | 2022-07-05 |
Family
ID=82171108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210322717.2A Withdrawn CN114709292A (zh) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | 一种太阳能电池及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114709292A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116014036A (zh) * | 2023-01-30 | 2023-04-25 | 通威太阳能（成都）有限公司 | 太阳电池及其制备方法、光注入装置及光注入系统 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103985777A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-08-13 | 新奥光伏能源有限公司 | 一种硅异质结太阳能电池及其制作方法 |
| CN106816494A (zh) * | 2015-12-02 | 2017-06-09 | 钧石(中国)能源有限公司 | 一种异质结太阳能电池降低串联电阻的方法 |
| CN111653644A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-09-11 | 晋能光伏技术有限责任公司 | 一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法 |
| CN111710747A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-09-25 | 中威新能源(成都)有限公司 | 一种硅异质结太阳电池组件的制作方法 |
-
2022
- 2022-03-29 CN CN202210322717.2A patent/CN114709292A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103985777A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-08-13 | 新奥光伏能源有限公司 | 一种硅异质结太阳能电池及其制作方法 |
| CN106816494A (zh) * | 2015-12-02 | 2017-06-09 | 钧石(中国)能源有限公司 | 一种异质结太阳能电池降低串联电阻的方法 |
| CN111710747A (zh) * | 2020-05-18 | 2020-09-25 | 中威新能源(成都)有限公司 | 一种硅异质结太阳电池组件的制作方法 |
| CN111653644A (zh) * | 2020-06-08 | 2020-09-11 | 晋能光伏技术有限责任公司 | 一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116014036A (zh) * | 2023-01-30 | 2023-04-25 | 通威太阳能（成都）有限公司 | 太阳电池及其制备方法、光注入装置及光注入系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110635051B (zh) | 太阳能电池组件及其制作方法 | |
| Suhail et al. | Improved efficiency of graphene/Si Schottky junction solar cell based on back contact structure and DUV treatment | |
| CN211376648U (zh) | 具有双层tco导电膜的异质结太阳能电池结构 | |
| CN108198941B (zh) | 具有紫外光过滤性能的全无机钙钛矿太阳能电池及其制备 | |
| KR20150031889A (ko) | 테양전지 | |
| WO2013001864A1 (ja) | 光起電力装置 | |
| CN108389929A (zh) | 一种选择性接触晶体硅异质结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN114709292A (zh) | 一种太阳能电池及其制备方法 | |
| CN217280794U (zh) | 一种光伏电池 | |
| JP2012227281A (ja) | 結晶シリコン系太陽電池 | |
| CN113130712A (zh) | 一种太阳能电池及其制备方法 | |
| US9761752B2 (en) | Solar cell, solar cell module, method for manufacturing solar cell, and method for manufacturing solar cell module | |
| CN111640867A (zh) | 空穴传输层及其制作方法、钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池及其制作方法 | |
| CN115881853B (zh) | 一种太阳电池及其制备方法 | |
| CN115498071B (zh) | 电池的制备方法、电池和电子产品 | |
| CN110808314A (zh) | 一种改善异质结太阳电池光电性能的方法 | |
| CN112701194B (zh) | 一种异质结太阳能电池的制备方法 | |
| CN115425148A (zh) | 一种钙钛矿太阳能电池及制备方法 | |
| WO2022052534A1 (zh) | 一种太阳能电池及其制作方法 | |
| CN114937705A (zh) | 太阳能电池及其生产方法、生产系统，光伏组件 | |
| JP4198079B2 (ja) | 光起電力装置の製造方法 | |
| CN114188429A (zh) | 一种带有隧穿隧道结的同质异质结电池及其制备方法 | |
| CN210156405U (zh) | 具有氢退火tco导电膜的异质结电池结构 | |
| CN113380950A (zh) | 一种背接触钙钛矿太阳能电池及其制备方法 | |
| CN110556433A (zh) | 一种碲化镉纳米晶太阳电池及其制备方法 |
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 | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220705 |