CN114744052B - 太阳能电池及光伏组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种太阳能电池及光伏组件，涉及太阳能光伏技术领域。太阳能电池包括：硅基底、第一氮化钛层、第一载流子选择传输层和第一电极；第一氮化钛层设置在硅基底的第一表面，第一载流子选择传输层设置在第一氮化钛层的一面，第一电极设置在第一载流子选择传输层的一面；第一载流子选择传输层为电子选择传输材料或空穴选择传输材料中的一种；第一氮化钛层为电子传输材料或空穴传输材料中的一种；第一氮化钛层和第一载流子选择传输层的多数载流子类型相同。本申请中，在第一载流子选择传输层和硅基底之间设置了第一氮化钛层，避免了第一载流子选择传输层与硅基底直接接触而发生表面反应，从而提高了太阳能电池的效率。

Description

太阳能电池及光伏组件
技术领域
本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种太阳能电池及光伏组件。
背景技术
随着传统能源的不断消耗及其对环境带来的负面影响，太阳能作为一种无污染、可再生能源，其开发和利用得到了迅速的发展。
太阳能电池的一个显著特点是它们能够将光产生的电子和空穴引导到非对称导电的路径上，即将载流子分开，然后通过正极和负极进行收集，从而输出电能。传统的晶体硅太阳能电池是通过在硅基底的近表面进行掺杂，从而得到电子选择性接触和空穴选择性接触以实现载流子的分离，但由于掺杂技术势必引起重掺杂效应，影响电池性能，同时掺杂技术的高温过程会引入较多杂质，且会影响少数载流子的寿命，从而导致太阳电池的效率较低，因此，可以通过在硅基底的一面设置具有电子选择性或者空穴选择性的载流子选择传输层，以收集硅基底中的电子或空穴，从而分离硅基底中的载流子，而无需对硅基底进行掺杂就可以形成用于分离载流子的空穴选择性接触和电子选择性接触。
但是，在目前的方案中，由于载流子选择传输层的性能不稳定，会与硅基底的表面发生反应，导致载流子选择传输层的性能恶化，从而降低了载流子选择传输层的场效应钝化效果，使得太阳能电池的效率降低。
发明内容
本发明提供一种太阳能电池及光伏组件，旨在解决太阳能电池载流子选择传输层与硅基底的表面发生反应，导致载流子选择传输层的场效应钝化效果降低的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：
硅基底、第一氮化钛层、第一载流子选择传输层和第一电极；
其中，所述第一氮化钛层设置在所述硅基底的第一表面，所述第一载流子选择传输层设置在所述第一氮化钛层远离所述硅基底的一面，所述第一电极设置在所述第一载流子选择传输层远离所述第一氮化钛层的一面；
所述第一载流子选择传输层为电子选择传输材料或空穴选择传输材料中的一种；
所述第一氮化钛层为电子传输材料或空穴传输材料中的一种；
所述第一氮化钛层和所述第一载流子选择传输层的多数载流子类型相同。
可选的，所述第一载流子选择传输层厚度为0.5-10纳米。
可选的，所述太阳能电池还包括：第一透明导电层；
所述第一透明导电层设置在所述第一载流子选择传输层和所述第一电极之间。
可选的，所述空穴选择传输材料包括：氧化钼、聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐、氧化钨、硫氰酸亚铜和酞氰铜中的任意一种；
所述电子选择传输材料包括：氟化锂、氧化镁、氟化镁、氟化铯、氟化钾、氧化铯和碳酸铯中的任意一种。
可选的，所述电子传输材料的功函数小于预设功函数阈值，所述空穴传输材料的功函数大于所述预设功函数阈值；
所述预设功函数阈值为5.5电子伏特
可选的，所述太阳能电池还包括：界面钝化层；
所述界面钝化层设置在所述第一氮化钛层与所述硅基底之间；
所述界面钝化层包括：氢化非晶硅、氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝和二氧化铪中的任意一种或多种。
可选的，所述太阳能电池还包括：第二氮化钛层、第二载流子选择传输层和第二电极；
所述第二氮化钛层设置在所述硅基底与所述第一表面相对的第二表面，或，所述第一氮化钛层和所述第二氮化钛层位于所述硅基底的第一表面的第一区域和第二区域；
所述第二载流子选择传输层为电子选择传输材料或空穴选择传输材料中不同于所述第一载流子选择传输层的另一种；
所述第二氮化钛层为电子传输材料或空穴传输材料中不同于所述第一氮化钛层的另一种。
可选的，所述第二载流子选择传输层厚度为0.5-10纳米。
可选的，所述第一氮化钛层和所述第二氮化钛层位于所述硅基底的第一表面的第一区域和第二区域，所述第一氮化钛层和所述第二氮化钛层之间电学绝缘。
可选的，所述太阳能电池还包括：第二透明导电层；
所述第二透明导电层设置在所述第二载流子选择传输层和所述第二电极之间。
可选的，所述第一透明导电层和第二透明导电层包括：金属透明导电薄膜、透明导电氧化物薄膜、非氧化物透明导电薄膜、高分子透明导电薄膜、石墨烯薄膜和碳纳米管薄膜中的任意一种。
第二方面，本发明实施例提供了一种光伏组件，所述光伏组件包括前述任一所述的太阳能电池。
基于上述太阳能电池及光伏组件，本申请存在以下有益效果：本申请中太阳能电池包括：硅基底、第一氮化钛层、第一载流子选择传输层和第一电极；其中，第一氮化钛层设置在硅基底的第一表面，第一载流子选择传输层设置在第一氮化钛层远离硅基底的一面，第一电极设置在第一载流子选择传输层远离第一氮化钛层的一面；第一载流子选择传输层为电子选择传输材料或空穴选择传输材料中的一种；第一氮化钛层为电子传输材料或空穴传输材料中的一种；第一氮化钛层和第一载流子选择传输层的多数载流子类型相同。本申请中，在第一载流子选择传输层和硅基底之间设置了第一氮化钛层，避免了第一载流子选择传输层与硅基底直接接触而发生表面反应，同时，由于第一氮化钛层与第一载流子选择传输层的多数载流子类型相同，即第一氮化钛层也能够作为载流子选择性接触，因此，同时采用第一氮化钛层和第一载流子选择传输层作为载流子选择性接触，使得第一氮化钛层和第一载流子选择传输层的厚度均处于适宜的范围内，避免了因第一氮化钛层的厚度过大引起的紫外光吸收，导致的太阳能电池短路电流低的缺点，也避免了因第一载流子选择传输层的厚度过大导致的与硅基底表面的反应加剧的问题，从而提高了太阳能电池的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例中的第一种太阳能电池的结构示意图；
图2示出了本发明实施例中的第二种太阳能电池的结构示意图；
图3示出了本发明实施例中的第三种太阳能电池的结构示意图；
图4示出了本发明实施例中的第四种太阳能电池的结构示意图；
图5示出了本发明实施例中的一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图。
附图编号说明：
10-硅基底，20-第一氮化钛层，30-第一载流子选择传输层，40-第一电极，50-第二氮化钛层，60-第二载流子选择传输层，70-第二电极，80-第一透明导电层，90-第二透明导电层，100-界面钝化层，110-钝化减反层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面通过列举几个具体的实施例详细介绍本发明提供的一种太阳能电池及光伏光伏组件。
图1示出了本发明实施例提供的第一种太阳能电池的结构示意图，参照图1，太阳能电池可以包括：硅基底10、第一氮化钛层20、第一载流子选择传输层30和第一电极40，第一氮化钛层20设置在硅基底10的第一表面，第一载流子选择传输层30设置在第一氮化钛层20远离硅基底10的一面，第一电极40设置在第一载流子选择传输层30远离第一氮化钛层20的一面。
其中，第一载流子选择传输层为电子选择传输材料或空穴选择传输材料中的一种，第一氮化钛层为电子传输材料或空穴传输材料中的一种，且第一氮化钛层和第一载流子选择传输层的多数载流子类型相同。
在本发明实施例中，设置在硅基底第一表面的第一氮化钛层可以为电子传输材料或空穴传输材料，所述第一表面可以为硅基底的向光面，也可以为硅基底的背光面，第一氮化钛层可以显著提高太阳能电池的开路电压和填充因子。若第一氮化钛层为电子传输材料，则第一氮化钛层中的多数载流子为电子，其功函数较低，第一氮化钛层可以实现硅基底中产生的电子的传输；若第一氮化钛层为空穴传输材料，则第一氮化钛层中的多数载流子为空穴，其功函数较高，第一氮化钛层可以实现硅基底中产生的空穴的传输。因此，太阳能电池中的硅基底在太阳光的照射下生成载流子，载流子中的空穴或电子向第一氮化钛层移动，从而有效的分离和提取载流子。
在本发明实施例中，在第一氮化钛层远离硅基底的一面设置有第一载流子选择传输层，可以避免第一载流子选择传输层与硅基底直接接触而发生表面反应。若第一载流子选择传输层直接与硅基底接触，例如，第一载流子选择传输层为氧化钼(MoOx)，则由于MoOx的性能不稳定，第一载流子选择传输层会与硅基底的表面发生反应生成非晶态氧化硅(SiOx)界面层，一方面，SiOx界面层会分散硅基底/MoOx界面的电位差，另一方面，SiOx界面层会产生氧空位，使得MoOx的空穴选择性显著下降，从而降低了太阳能电池的电池效率。同时，为保证第一载流子选择传输层载流子的选择传输性能，需要设置厚度较大的MoOx层，由于较厚的MoOx层可以提供更多的氧原子，使得SiOx界面层变得更厚，导致MoOx层中产生更多的氧空位，MoOx与硅基底的反应加剧，从而进一步降低太阳能电池的电池效率,需要说明的是化学式中的x本领域技术人员可以根据实际需要确定。
因而，在第一载流子选择传输层和硅基底之间设置第一氮化钛层，使得第一载流子选择传输层不会与硅基底直接接触，从而提高了阳能电池的电池效率。同时，由于第一氮化钛层和第一载流子选择传输层的多数载流子类型相同，则第一载流子选择传输层的厚度可以适当的减小，从而避免了因第一载流子选择传输层的厚度过大导致的与硅基底表面的反应加剧的问题，提高了太阳能电池的效率。
此外，采用第一氮化钛层，可以显著提高太阳能电池的开路电压和填充因子，但是当第一氮化钛层的厚度超过50纳米时，第一氮化钛层具有较强的紫外光吸收特性，这不利于太阳能电池的短路电流。由于第一氮化钛层和第一载流子选择传输层的多数载流子类型相同，则无需设置厚度较大的第一氮化钛层，使得第一氮化钛层的厚度可以处于适宜的范围内，例如，小于50纳米，从而避免了因第一氮化钛层的厚度过大引起的紫外光吸收，导致的太阳能电池短路电流低的缺点。
具体的，第一载流子选择传输层可以为电子选择传输材料或空穴选择传输材料，若第一载流子选择传输层为电子选择传输材料，则第一载流子选择传输层可以通过费米能级的脱钉降低第一电极的功函数，从而使电子输运的势垒高度变小，第一载流子选择传输层中的多数载流子为电子，第一载流子选择传输层可以实现硅基底中产生的电子的传输和收集，如果加工得当，第一载流子选择传输层不仅可以降低接触电阻率，还可以降低表面复合；若第一载流子选择传输层为空穴选择传输材料，则第一载流子选择传输层会在硅基底中引起向上的能带弯曲，有利于空穴的传输，第一载流子选择传输层中的多数载流子为空穴，第一载流子选择传输层可以实现硅基底中产生的空穴的选择和传输。
在本发明实施例中，设置在第一载流子选择传输层远离第一氮化钛层的一面的第一电极，用于收集第一氮化钛层和第一载流子选择传输层选择和传输的载流子。在受到光照的情况下，硅基底作为光吸收层，产生电子-空穴对，由于第一载流子选择传输层为电子选择传输材料或空穴选择传输材料，第一氮化钛层为电子传输材料或空穴传输材料，且第一氮化钛层和第一载流子选择传输层的多数载流子类型相同，因此，硅基底中产生的电子或空穴被传输至第一氮化钛层中，进一步被选择和传输至第一载流子选择传输层，然后被与第一载流子选择传输层连接的第一电极导出，使得电子和空穴被太阳电池分离，第一电极和硅基底之间产生电势差，即产生电压，从而将光能转换为电能。
因而，硅基底上无需进行掺杂以形成用于分离载流子的空穴选择性接触和电子选择性接触，从而避免了掺杂技术引起的俄歇复合、禁带变窄、体/表面复合和自由载流子吸收等不利因素，同时，由于第一氮化钛层的生产工艺通常小于或等于500℃，温度较低，减少了杂质，从而减少了由于杂质带入的额外的复合中心，增加了少数载流子的寿命，降低了太阳能电池的复合速率，从而提高了太阳电池的效率，也免去了太阳电池工艺过程中的高温处理过程，从而提高了电池的性能。
在本发明实施例中，一种太阳能电池，包括：硅基底、第一氮化钛层、第一载流子选择传输层和第一电极；其中，第一氮化钛层设置在硅基底的第一表面，第一载流子选择传输层设置在第一氮化钛层远离硅基底的一面，第一电极设置在第一载流子选择传输层远离第一氮化钛层的一面；第一载流子选择传输层为电子选择传输材料或空穴选择传输材料中的一种；第一氮化钛层为电子传输材料或空穴传输材料中的一种；第一氮化钛层和第一载流子选择传输层的多数载流子类型相同。本申请中，在第一载流子选择传输层和硅基底之间设置了第一氮化钛层，避免了第一载流子选择传输层与硅基底直接接触而发生表面反应，同时，由于第一氮化钛层与第一载流子选择传输层的多数载流子类型相同，即第一氮化钛层也能够作为载流子选择性接触，因此，同时采用第一氮化钛层和第一载流子选择传输层作为载流子选择性接触，使得第一氮化钛层和第一载流子选择传输层的厚度均处于适宜的范围内，避免了因第一氮化钛层的厚度过大引起的紫外光吸收，导致的太阳能电池短路电流低的缺点，也避免了因第一载流子选择传输层的厚度过大导致的与硅基底表面的反应加剧的问题，从而提高了太阳能电池的效率。
可选的，上述第一载流子选择传输层厚度为0.5-10纳米。
可选的，图2示出了本发明实施例提供的第二种太阳能电池的结构示意图，参照图2，太阳能电池还可以包括：第一透明导电层80，第一透明导电层80设置在第一载流子选择传输层30和第一电极40之间。
其中，第一透明导电层可以辅助进行载流子的传输，有利于更好的收集，具体的，若为了提高导电能力，采用较大面积的第一电极铺设于第一载流子选择传输层之上，则会造成遮光严重，从而影响电池的性能，因而，可以设置第一透明导电层，以有效的辅助电流的传输，降低电池内部电阻造成的电能损耗。
需要说明的是，第一透明导电层的厚度、大小、材料可以根据实际需要进行确定。
可选的，上述空穴选择传输材料可以包括：氧化钼(MoOx)、聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、氧化钒(VOx)、氧化钨(WOx)、硫氰酸亚铜(CuSCN)和酞氰铜(CuPc)中的任意一种。其中，MoOx、Vox和WOx由于具有相对较大的功函数(大于5.5电子伏特)，因而可以被用作空穴选择传输材料，由于可以在硅基底中引起向上的能带弯曲，从而有利于空穴的选择和传输，需要说明的是化学式中的x本领域技术人员可以根据实际需要确定。在所述第一载流子选择传输层为空穴选择传输材料时，第一载流子选择传输层的厚度可以为0.5-10纳米。
可选的，上述电子选择传输材料可以包括：氟化锂(LiF)、氧化镁(MgOx)、氟化镁(MgF2)、氟化铯(CsFx)、氟化钾(KFx)、氧化铯(CsOx)和碳酸铯(CsCO3)中的任意一种。其中，LiF、MgF2、MgOx和CsCO3能产生偶极矩，通过费米能级的脱钉降低第一电极的功函数，从而使电子输运的势垒高度变小，有利于电子的选择和传输，需要说明的是化学式中的x本领域技术人员可以根据实际需要确定。在所述第一载流子选择传输层为电子选择传输材料时，第一载流子选择传输层的厚度可以为0.5-5纳米。
可选的，上述电子传输材料的功函数可以小于预设功函数阈值，上述空穴传输材料的功函数可以大于预设功函数阈值，其中，预设功函数阈值可以为5.5电子伏特。
可选的，图3示出了本发明实施例提供的第三种太阳能电池的结构示意图，参照图3，太阳能电池还可以包括：界面钝化层100，其中，界面钝化层100设置在第一氮化钛层20与硅基底10之间，所述界面钝化层可以包括：氢化非晶硅(a-Si:H)、氧化钛(TiOx)、二氧化硅(SiO2)、三氧化二铝(Al2O3)和二氧化铪(HfO2)中的任意一种或多种，需要说明的是化学式中的x本领域技术人员可以根据实际需要确定。
具体的，界面钝化层可以钝化硅基底表面的缺陷，从而降低缺陷态密度，实现表面钝化，提高太阳能电池的效率。
可选的，参照图1，太阳能电池还可以包括：第二氮化钛层50、第二载流子选择传输层60和第二电极70，第二氮化钛层50设置在硅基底10与第一表面相对的第二表面，形成双面太阳能电池，或者，图4示出了本发明实施例提供的第四种太阳能电池的结构示意图，参照图4，第一氮化钛层20和第二氮化钛层50位于硅基底10的第一表面的第一区域和第二区域，从而形成背接触式太阳能电池，所述第一表面为硅基底的背光面。
其中，第二载流子选择传输层为电子选择传输材料或空穴选择传输材料中不同于第一载流子选择传输层的另一种；第二氮化钛层为电子传输材料或空穴传输材料中不同于第一氮化钛层的另一种。
例如，第一氮化钛层可以为空穴传输材料，相应的，第一载流子选择传输层为空穴选择传输材料，利于硅基底中产生的空穴的选择和传输，第一电极也可以为具有高功函数的金属电极，如铝电极或铝/银电极，有利于空穴的收集，空穴传输材料/空穴选择传输材料/高功函数的金属电极的结构，可以作为太阳能电池的发射极，使的空穴选择性明显增加。第二氮化钛层可以为电子传输材料，相应的，第二载流子选择传输层为电子选择传输材料，利于硅基底中产生的电子的选择和传输，第二电极也可以为具有低功函数的金属电极，如银电极、金电极、钯电极和铂电极中的任意一种，有利于电子的收集，还能降低电阻，电子传输材料/电子选择传输材料/低功函数的金属电极的结构，使的电子选择性明显增加。硅基底上无需进行掺杂以形成用于分离载流子的空穴选择性接触和电子选择性接触，从而避免了掺杂技术引起的俄歇复合、禁带变窄、体/表面复合和自由载流子吸收等不利因素，同时，由于第一氮化钛层的生产工艺通常小于或等于500℃，温度较低，减少了杂质，从而减少了由于杂质带入的额外的复合中心，增加了少数载流子的寿命，降低了太阳能电池的复合速率，从而提高了太阳电池的效率，也免去了太阳电池工艺过程中的高温处理过程，避免了高温工艺的热预算，提高了电池的性能，简化了太阳电池生产工艺流程。
可选的，上述第二载流子选择传输层厚度可以为0.5-10纳米。
可选的，在第一氮化钛层和第二氮化钛层位于硅基底的第一表面的第一区域和第二区域的情况下，第一氮化钛层和第二氮化钛层之间电学绝缘。
参照图4，第一氮化钛层20和第二氮化钛层50在硅基底10的背光面间隔分布，第一氮化钛层20和第二氮化钛层50之间电学绝缘，该电学绝缘可以通过设置空隙、介电层或绝缘层等方式实现。进而，不易漏电，可以减少载流子复合，以提升光电转换效率。具体的隔离方法包括使用激光隔离，化学方法隔离等，也可以使用图形化的掩膜等的方式辅助进行隔离。
此外，参见图4，硅基底10的向光面可以设置有绒面结构，以增加太阳能电池的陷光，增加太阳能电池的光吸收，第一氮化钛层20和第二氮化钛层50均设置在硅基底10的背光面时，硅基底的向光面可以设置钝化减反层110，从而对硅基底10的向光面进行钝化和减反射，提高太阳能电池的效率。此外，也可以在硅基底10的两面同时设置绒面结构，硅基底10上的其余结构层的形状适应硅基底10的向光面、背光面的绒面结构进行设置，使得电池的背面也可以吸收光能，提高光线利用率。
在本发明实施例中，在第一氮化钛层和第二氮化钛层分别位于硅基底的第一表面的第一区域和第二区域的情况下，上述第一区域和第二区域的大小不作具体限定，例如，第一氮化钛层和第二氮化钛层两者中具有少数载流子选择性的氮化钛层对应的区域，比具有多数载流子选择性的氮化钛层对应的区域的尺寸大。
在本发明实施例中，若第一氮化钛层为电子传输材料，则第一氮化钛层包含的掺杂原子或离子可以包括：氧原子或离子、碳原子或离子、磷原子或离子、砷原子或离子、铝原子或离子和锌原子或离子中的至少两种。掺杂原子或离子使得第一氮化钛层具有良好的电子选择性，从而可以作为电子传输层，第一氮化钛层中的氮原子和钛原子的原子比也不作具体的限定，氧原子或离子、碳原子或离子、磷原子或离子、砷原子或离子、铝原子或离子和锌原子或离子分别对应的原子/离子比也不做具体的限定。
相应的，若第二氮化钛层为空穴传输材料，则第二氮化钛层包含的掺杂原子或离子可以包括：氮原子或离子、硼原子或离子的任意一种或多种。掺杂原子或离子使得第二氮化钛层具有良好的空穴选择性，从而可以作为空穴传输层，第二氮化钛层中的氮原子和钛原子的原子比也不作具体的限定。
在本发明实施例中，可通过离子注入的方式进行掺杂，例如，离子注入磷原子或离子可以通过界面反应形成磷诱导的偶极子，显著降低氮化钛层的功函数；氮离子注入可以提高氮化钛层的氮钛比，提高氮化钛层的功函数。
可选的，参照图2，太阳能电池还可以包括：第二透明导电层90，第二透明导电层90设置在第二载流子选择传输层60和第二电极70之间。
其中，第二透明导电层可以辅助进行载流子的传输，有利于更好的收集，具体的，若为了提高导电能力，采用较大面积的第二电极铺设于第二载流子选择传输层之上，则会造成遮光严重，从而影响电池的性能，因而，可以设置第二透明导电层，以有效的辅助电流的传输，降低电池内部电阻造成的电能损耗。
需要说明的是，第二透明导电层的厚度、大小、材料可以根据实际需要进行确定，第一透明导电层和第二透明导电层可以只设置其中一个，或者两者都设置。
可选的，第一透明导电层和第二透明导电层可以包括：金属透明导电薄膜、透明导电氧化物(TCO)薄膜、非氧化物透明导电薄膜、高分子透明导电薄膜、石墨烯薄膜和碳纳米管薄膜中的任意一种，上述材料均具有良好的透光性，且横向导电能力较强。
上述金属透明导电薄膜可以包括银(Ag)薄膜、金(Au)薄膜、铝(Al)薄膜、铜(Cu)薄膜、钯(Pd)薄膜中的至少一种。TCO薄膜可以包括二氧化锡(SnO2)，三氧化二铟(In2O3)以及氧化锌(ZnO)基的各类材料，以及其他的含氧金属化合物。SnO2基类例如：TCO导电玻璃(FTO)和掺铅氧化锡(SnO:Pb)等，例如掺氟氧化锡(SnO:F)。In2O3基类例如：掺锡氧化铟(ITO)、掺钨氧化铟(IWO)、掺钼氧化铟(IMO)、掺钛氧化铟(In2O3:Ti)、掺氢氧化铟(In2O3:H，IOH)等。ZnO基类如：铝掺杂氧化锌(AZO)、掺镓氧化锌(ZnO:Ga，GZO)。TCO薄膜还包括其他的TCO材料，如：氧化镉(CdO)、掺铌氧化钛(TIO2:Nb，TNO)、锡酸镉(Cd2SnO4，CTO)、a-锡酸锌(a-Zn2SnO4，ZTO)等。TCO由于导电性高，在可见光的范围内透光率好，且横向导电能力强，因此可以提高电池的性能。显然地，此处的TCO可以是多种薄膜的复合结构。非氧化物透明导电薄膜可以包括氮化钛(TiN)薄膜、氮化铪(HfN)薄膜、硼化镧(LaB4)薄膜中的一种。高分子透明导电薄膜可以包括聚苯胺，聚吡咯-聚乙烯醇复合材料(PPY-PVA)等。
可选的，第一电极和第二电极的材料可以为银，金，铜，镍，铝，锡，铬和钯中的任意一种或多种，因此，第一电极和第二电极可以包括：铝电极、银电极、铝/银复合电极、镍/铜/锡复合电极、铬/钯/银复合电极和镍/铜/银复合电极中的任意一种。
本发明还提供了一种太阳能电池的生产方法，参见图5，示出了本发明实施例提供的一种太阳能电池的生产方法的步骤流程图，该方法可以包括如下步骤：
步骤101，在硅基底的第一表面制备第一氮化钛层。
在该步骤中，可以首先获取硅基底，进而在硅基底的第一表面上制备第一氮化钛层。
此外，还可以在硅基底与第一表面相对的第二表面上制备第二氮化钛层，或者，第一氮化钛层和第二氮化钛层位于硅基底的第一表面的第一区域和第二区域，其中，第一氮化钛层为电子传输材料或空穴传输材料中的一种，第二氮化钛层为电子传输材料或空穴传输材料中不同于所述第一氮化钛层的另一种。
在本发明实施例中，所述硅基底的掺杂类型可以为n型掺杂，也可以为p型掺杂，所述硅基底可以为经过表面去损伤、抛光或者制绒扩散后的硅片。
具体的，可以利用热原子沉积法制备第一氮化钛层和第二氮化钛层的步骤，可以为：采用钛的有机前体作为钛源，采用氨气作为氮源，在300-500摄氏度的温度范围内进行热原子沉积，生成所述第一氮化钛层，其中，钛的有机前体可以包括：TDMAT、TDEAT和TEMAT中的任意一种或多种。
例如，可以将经过制绒的n型硅片作为硅基底，在沉积第一氮化钛层之前，在200摄氏度下采用等离子体增强化学的气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，PECVD)，在硅基底的背光面上沉积6纳米厚度的氢化非晶硅薄膜作为界面钝化层。并采用热原子层沉积(ALD)方式，以不同的反应前驱体在硅基底的向光面和背光面分别沉积p型氮化钛和n型氮化钛，分别作为第一氮化钛层和第二氮化钛层。
步骤102、在所述第一氮化钛层远离所述硅基底的一面制备第一载流子选择传输层。
在该步骤中，在制备得到第一氮化钛层后，可以在第一氮化钛层远离硅基底的一面制备第一载流子选择传输层。
此外，还可以在制备得到第二氮化钛层后，可以在第二氮化钛层远离硅基底的一面制备第二载流子选择传输层，其中，第一载流子选择传输层为电子选择传输材料或空穴选择传输材料中的一种，第二载流子选择传输层为电子选择传输材料或空穴选择传输材料中不同于第一载流子选择传输层的另一种。
在本发明实施例中，上述空穴选择传输材料可以包括：氧化钼(MoOx)、聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)、氧化钒(VOx)、氧化钨(WOx)、硫氰酸亚铜(CuSCN)和酞氰铜(CuPc)中的任意一种；上述电子选择传输材料可以包括：氟化锂(LiF)、氧化镁(MgOx)、氟化镁(MgF2)、氟化铯(CsFx)、氟化钾(KFx)、氧化铯(CsOx)和碳酸铯(CsCO3)中的任意一种，需要说明的是化学式中的x本领域技术人员可以根据实际需要确定。
制备第一载流子选择传输层和第一载流子选择传输层的方法可以采用真空热蒸发法、热原子沉积法和旋涂中的任意一种。例如，若空穴选择传输材料或电子选择传输材料为LiF、KFx、CsFx或MoOx，则可以通过真空热蒸发粉末源(纯度大于3N)沉积制备得到，需要说明的是化学式中的x本领域技术人员可以根据实际需要确定。
步骤103、在所述第一载流子选择传输层远离所述第一氮化钛层的一面制备第一电极。
在该步骤中，在制备得到第一载流子选择传输层之后，可以进一步在第一载流子选择传输层远离第一氮化钛层的一面制备第一电极。
此外，还可以在第二载流子选择传输层远离第二氮化钛层的一面制备第二电极。
可选的，还可以在第一载流子选择传输层和第一电极之间制备第一透明导电层，在第二载流子选择传输层和第二电极之间制备第二透明导电层。
例如，可以在硅基底向光面的第一氮化钛层上，热蒸发制备10纳米厚度的MoOx作为第一载流子选择传输层，并在第一载流子选择传输层上于室温下溅射制备由55纳米的氢化氧化铟和约10纳米的ITO组成的双层膜作为第一透明导电层，并丝网印刷5％接触分数的银前栅极，作为第一电极，并在130摄氏度下烘烤固化。在硅基底背光面的第二氮化钛层上蒸发制备1纳米的LiFx作为第二载流子选择传输层，并在第二载流子选择传输层制备100纳米的铝层作为第二电极。或者，在硅基底向光面溅射第一透明导电层后，不印刷银电极，通过电镀同时在硅基底向光面和背光面沉积银层作为第一电极和第二电极，透明导电层和铝层均可作为电镀的种子层，电镀前可以在硅基底向光面和背光面通过掩膜形成电镀电极的图形化区域。
需要说明的是，上述太阳能电池和太阳能电池的生产方法对应的部分两者可以参照，且具有相同或相似的有益效果。
此外，本发明实施例还提供了一种光伏组件，包括前述任一所述的太阳能电池，太阳能电池的两侧可以设置有封装胶膜、盖板、背板等。具有与前述的太阳能电池相同或相似的有益效果。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (11)

1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括：
硅基底、第一氮化钛层、第一载流子选择传输层和第一电极；
其中，所述第一氮化钛层设置在所述硅基底的第一表面，所述第一载流子选择传输层设置在所述第一氮化钛层远离所述硅基底的一面，所述第一电极设置在所述第一载流子选择传输层远离所述第一氮化钛层的一面；
所述第一载流子选择传输层为电子选择传输材料或空穴选择传输材料中的一种；
所述第一氮化钛层为电子传输材料或空穴传输材料中的一种；
所述第一氮化钛层和所述第一载流子选择传输层的多数载流子类型相同；
所述空穴选择传输材料包括：氧化钼、聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐、氧化钨、硫氰酸亚铜和酞氰铜中的任意一种；
所述电子选择传输材料包括：氟化锂、氧化镁、氟化镁、氟化铯、氟化钾、氧化铯和碳酸铯中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一载流子选择传输层厚度为0.5-10纳米。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括：第一透明导电层；
所述第一透明导电层设置在所述第一载流子选择传输层和所述第一电极之间。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，
所述电子传输材料的功函数小于预设功函数阈值，所述空穴传输材料的功函数大于所述预设功函数阈值；
所述预设功函数阈值为5.5电子伏特。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括：界面钝化层；
所述界面钝化层设置在所述第一氮化钛层与所述硅基底之间；
所述界面钝化层包括：氢化非晶硅、氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝和二氧化铪中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括：第二氮化钛层、第二载流子选择传输层和第二电极；
所述第二氮化钛层设置在所述硅基底与所述第一表面相对的第二表面，或，所述第一氮化钛层和所述第二氮化钛层位于所述硅基底的第一表面的第一区域和第二区域；
所述第二载流子选择传输层为电子选择传输材料或空穴选择传输材料中不同于所述第一载流子选择传输层的另一种；
所述第二氮化钛层为电子传输材料或空穴传输材料中不同于所述第一氮化钛层的另一种。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二载流子选择传输层厚度为0.5-10纳米。
8.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一氮化钛层和所述第二氮化钛层位于所述硅基底的第一表面的第一区域和第二区域，所述第一氮化钛层和所述第二氮化钛层之间电学绝缘。
9.根据权利要求6所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括：第二透明导电层；
所述第二透明导电层设置在所述第二载流子选择传输层和所述第二电极之间。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池，其特征在于，第一透明导电层和第二透明导电层包括：透明导电氧化物薄膜或者非氧化物透明导电薄膜；
所述非氧化物透明导电薄膜包括以下任意一种：金属透明导电薄膜、高分子透明导电薄膜、石墨烯薄膜和碳纳米管薄膜；
所述第一透明导电层设置在第一载流子选择传输层和第一电极之间。
11.一种光伏组件，其特征在于，包括权利要求1-10中任一项所述的太阳能电池。
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