CN114883451B - 一种全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备方法，属于光伏发电技术领域。本发明采用有机物作为第一牺牲层S1，其可以被有机溶剂溶解，可采用CO2激光刻蚀的方法进行图形化，所述的图形化过程对电池构成功能层没有损伤，可保障电池具有获得高性能的潜力；此外，刻蚀后剩余的用作掩膜的有机物可以用有机溶剂直接去除，而有机溶剂同样不影响电池构成功能层，因而无需采用其他保护措施，从而减少图形化的步骤。本发明的方法所制备的结构可保障电池高性能，且能减少步骤，便捷实施，降低制备成本。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备方法。
背景技术
晶硅太阳电池长期占世界太阳电池市场份额的90％以上。提升晶硅太阳电池的转换效率是促进光伏发电成本下降的关键。基于异质结的钝化载流子选择性接触被认为是提升晶硅太阳电池转换效率的重要途径。通常采用P型掺杂的或功函数比较高的载流子选择性接触层取出晶硅衬底中的空穴，采用N型掺杂的或功函数比较低的载流子选择性接触层取出晶硅衬底中的电子。晶硅衬底中含有的空穴和电子，数量较多的一个称为多子，数量较少的另一个称为少子。取出晶硅衬底中的少子的载流子选择性接触层构成太阳电池的发射极，取出晶硅衬底中的多子的载流子选择性接触层构成太阳电池的高低结表面场。为了提高载流子选择性接触层和晶硅衬底之间的异质结界面质量，一般在二者之间插入界面钝化层来消除异质结界面上的缺陷。
为制作简便，晶硅太阳电池一般采用双面电极结构，即前述的发射极和表面场分别制作在太阳电池的迎光面和背光面上。高性能的载流子选择性接触层和界面钝化层结合可使晶硅衬底获得优异的钝化效果，从而使太阳电池获得高开路电压。但是，由于这些载流子选择性接触层一般存在较大的光学自吸收效应，当将其制作在太阳电池的迎光面上时，会引起电池较大的光学损失从而导致电池短路电流密度下降。同时，将金属电极制备在太阳电池的迎光面，也会由于金属电极遮光而导致电池光电流下降。为解决上述电极遮光问题，产生了全背接触晶硅太阳电池结构，将电池的正负电极全部制作在电池的背光面上。美国Sunpower公司开发的插指状全背接触(IBC)电池很好的体现了这种结构的优势。如果将分别取出电子和空穴的钝化载流子选择性接触层也全部制作在电池的背光面上，就能把晶硅异质结太阳电池和IBC太阳电池的优势结合起来，同时避免载流子选择性接触层的光学自吸收和金属电极遮光所带来的光电流损失，这便是全背接触晶硅异质结(HBC)太阳电池。日本Kaneka公司已经采用HBC太阳电池结构创造了26.7％的晶硅太阳电池的世界效率纪录，但并没有公开其制备方法的具体细节。
制备HBC太阳电池的关键在于如何低成本高性能的在电池背面实现分别取出晶硅衬底中的电子和空穴的载流子选择性接触结构的交替分布，并避免二者之间的短路，即如何实现全背面接触结构的图形化非常重要。目前，常用的方法主要有基于机械掩模、光刻、丝网印刷和激光烧蚀等的方法，但这些方法在具体实施过程中仍然存在明显缺点。
基于机械掩模的方法采用外置的掩模对电池背面不需要覆盖特定电池构成功能层的区域进行遮挡。为了在相互交替的位置分别沉积电子选择性接触层和空穴选择性接触层，往往需要进行两次掩模遮挡，掩模的定位精度和其与电池背面的贴合程度显著影响两个选择性接触层的沉积精度，操作复杂并容易引起电池短路。近来，开发出只需一次掩模的步骤，先通过掩模在所需图形化的位置局域制备取出第一种载流子的选择性接触层，然后再全面积制备取出第二种载流子的选择性接触层，即取出第二种载流子的选择性接触层会覆盖在已经选区存在的取出第一种载流子的选择性接触层上。虽然简化了工艺步骤，但在两个选择性接触层之间存在过渡区域位置的短路，并要解决第一种载流子从其所对应的选择性接触层中往覆盖在其上的另一个选择性接触层中有效隧穿传输的问题，电池性能会受到很大影响。而在其他的现有方法中(光刻、丝网印刷和激光烧蚀)，图形化过程中普遍存在对电池构成功能层的损伤问题，比如，绝大多数方法采用在电池背面先全面积覆盖制备取出第一种载流子的选择性接触层，然后再将需要制备取出第二种载流子的选择性接触层的区域上存在的上述选择性接触层刻蚀掉的办法来对电池的背面接触结构进行图形化，在此过程中，电池的界面钝化层乃至晶硅衬底本身都会存在刻蚀损伤，导致电池性能受到影响。激光烧蚀作为一种可便捷实施的方法，近来被越来越多用在制备HBC电池的背接触结构中，但由于采用532nm或1064nm波长的激光，电池构成功能层对这些激光均有不同程度的吸收响应，结果，即使采用了牺牲层保护，为降低激光图形化可能对电池构成功能层造成的损伤，仍需采用价格昂贵的皮秒乃至飞秒激光。
总体而言，目前光伏领域中仍然缺乏便捷可行并能保障电池性能的HBC太阳电池结构的低成本制备方法，这限制了HBC太阳电池在光伏市场中的推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备方法，可保障电池高性能，且能减少步骤，便捷实施，降低制备成本。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备方法，包括以下步骤：
在晶硅衬底1的背光面上覆盖制备第一界面钝化层2；在所述晶硅衬底1的迎光面上覆盖制备第二界面钝化层3；
在所述第一界面钝化层2上制备带图形化结构的第一牺牲层S1，并按照所述图形化结构露出所述第一界面钝化层2；所述第一牺牲层S1为光刻胶层、干膜层或石蜡层；
在所述背光面上依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的第一种载流子的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；所述第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2的总厚度小于第一牺牲层S1的厚度；
采用有机溶剂溶解去除所述第一牺牲层S1，同时剥离所述第一牺牲层S1上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
在所述背光面上覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的第二种载流子的第二载流子选择性接触层5；所述第二载流子选择性接触层5的厚度小于所述第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2的总厚度；
采用第一酸性溶液刻蚀去除所述第二牺牲层S2，同时剥离去除第二牺牲层S2上的第二载流子选择性接触层5，露出具有图形化结构的第一载流子选择性接触层4；所述第一酸性溶液不刻蚀所述第二载流子选择性接触层5、第一载流子选择性接触层4和第二界面钝化层3；
在所述背光面上覆盖制备透明导电电极层6；
在所述透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制第一金属电极7和第二金属电极8；所述第一金属电极7处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内，所述第二金属电极8处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内，且所述第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙；
采用第二酸性溶液刻蚀去除所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的所述透明导电电极层6；所述第二酸性溶液不刻蚀所述第一界面钝化层2、第二界面钝化层3、第一金属电极7和第二金属电极8；
在所述迎光面覆盖的第二界面钝化层3上覆盖制备光学减反射层9，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
优选的，所述制备带图形化结构的第一牺牲层S1的过程包括：在所述第一界面钝化层2上覆盖第一牺牲层S1，采用波长10.6μm的CO2激光对所述第一牺牲层S1进行图形化刻蚀，形成图形化结构，并按照所述图形化结构露出所述第一界面钝化层2。
优选的，所述图形化结构为插指状图形化结构；所述制备第一牺牲层S1的制备方法包括旋涂、贴膜或涂布。
优选的，所述第一界面钝化层2为硅薄膜层、硅氧薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第一界面钝化层2为一层非晶层或含有至少一层非晶层的复合层；所述第一界面钝化层2的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积、湿化学氧化或等离子体氧化；所述第二界面钝化层3为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二界面钝化层3为一层非晶层或含有至少一层非晶层的复合层；所述第二界面钝化层3的制备方法为等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积。
优选的，当电子是所述晶硅衬底1中的第一种载流子时，所述第一载流子选择性接触层4具有≤4.2eV的功函数；所述第一载流子选择性接触层4是N型掺杂的，且为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或低压化学气相沉积；或所述第一载流子选择性接触层4是无主动掺杂的硼化物层；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积；所述第二载流子选择性接触层5具有≥5.0eV的功函数；所述第二载流子选择性接触层5是P型掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或低压化学气相沉积；或所述第二载流子选择性接触层5是无主动掺杂的，且为氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积。
优选的，当空穴是所述晶硅衬底1中的第一种载流子时，所述第一载流子选择性接触层4具有≥5.0eV的功函数；所述第一载流子选择性接触层4是P型掺杂的，且为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或低压化学气相沉积；或所述第一载流子选择性接触层4是无主动掺杂的，且为氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积；所述第二载流子选择性接触层5具有≤4.2eV的功函数；所述第二载流子选择性接触层5是N型掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或低压化学气相沉积；或所述第二载流子选择性接触层5是无主动掺杂的硼化物层；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积。
优选的，所述第二牺牲层S2为氧化硅；所述第二牺牲层S2的制备方法包括磁控溅射或化学气相沉积。
优选的，所述有机溶剂包括汽油、柴油、植物油、丙酮和酒精中的一种或多种。
优选的，所述透明导电电极层6为氧化铟基透明导电氧化物层和氧化锌基透明导电氧化物层中的一种或多种；所述透明导电电极层6的制备方法包括反应等离子体沉积、磁控溅射或原子层沉积。
优选的，所述光学减反射层9为氧化物层、氮化物层、氟化物层、硫化物层和有机聚合物层中的一种或多种；所述光学减反射层9的折射率小于所述晶硅衬底1的折射率；所述光学减反射层9的制备方法包括化学气相沉积、磁控溅射、原子层沉积、热蒸发或旋涂。
本发明提供了一种全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备方法，采用有机物作为第一牺牲层，可以被有机溶剂溶解，可采用CO2激光刻蚀的方法图形化，所述图形化过程对电池构成功能层没有损伤，可保障电池高性能；此外，刻蚀后剩余的用作掩膜的有机物可以用有机溶剂直接去除，而有机溶剂同样不影响电池构成功能层，因而无需采用其他保护措施，从而减少图形化的步骤。本发明通过将全背接触所需要的图形化结构首先制备在特定的牺牲层上，然后再将图形化结构从牺牲层转移到电池构成功能层上，从而实现分别取出电子和空穴的载流子选择性接触区域的图形化。本发明采用CO2激光对第一牺牲层进行图形化刻蚀的过程以及完成图形化结构转移后通过有机溶剂溶解去除剩余的第一牺牲层的过程，均不会对电池构成功能层产生任何损伤，包括晶硅衬底、界面钝化层、载流子选择性接触层，从而确保电池具有获得高转换效率的潜力，同时，所述方法的实现步骤简捷，便于实施，有利于降低全背接触晶硅异质结太阳电池的制备成本。
附图说明
图1为本发明的全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备方法的流程图，其中，1为晶硅衬底，2为电池背光面的第一界面钝化层，3为电池迎光面的第二界面钝化层，4为取出所述晶硅衬底1中的第一种载流子的第一载流子选择性接触层，5为取出所述晶硅衬底1中的第二种载流子的第二载流子选择性接触层，6为透明导电电极层，7为第一金属电极，8为第二金属电极，9为光学减反射层，S1为第一牺牲层，S2为第二牺牲层。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备方法，包括以下步骤：
在晶硅衬底1的背光面上覆盖制备第一界面钝化层2；在所述晶硅衬底1的迎光面上覆盖制备第二界面钝化层3；
在所述第一界面钝化层2上制备带图形化结构的第一牺牲层S1，并按照所述图形化结构露出所述第一界面钝化层2；所述第一牺牲层S1为光刻胶层、干膜层或石蜡层；
在所述背光面上依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的第一种载流子的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；所述第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2的总厚度小于第一牺牲层S1的厚度；
采用有机溶剂溶解去除所述第一牺牲层S1，同时剥离所述第一牺牲层S1上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
在所述背光面上覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的第二种载流子的第二载流子选择性接触层5；所述第二载流子选择性接触层5的厚度小于所述第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2的总厚度；
采用第一酸性溶液刻蚀去除所述第二牺牲层S2，同时剥离去除第二牺牲层S2上的第二载流子选择性接触层5，露出具有图形化结构的第一载流子选择性接触层4；所述第一酸性溶液不刻蚀所述第二载流子选择性接触层5、第一载流子选择性接触层4和第二界面钝化层3；
在所述背光面上覆盖制备透明导电电极层6；
在所述透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制第一金属电极7和第二金属电极8；所述第一金属电极7处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内，所述第二金属电极8处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内，且所述第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙；
采用第二酸性溶液刻蚀去除所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的所述透明导电电极层6；所述第二酸性溶液不刻蚀所述第一界面钝化层2、第二界面钝化层3、第一金属电极7和第二金属电极8；
在所述迎光面覆盖的第二界面钝化层3上覆盖制备光学减反射层9，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料或试剂均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明在晶硅衬底1的背光面上覆盖制备第一界面钝化层2；在所述晶硅衬底1的迎光面上覆盖制备第二界面钝化层3。
在本发明中，所述晶硅衬底1优选为N型掺杂或P型掺杂；所述晶硅衬底的电阻率优选为0.3～8Ω·cm，更优选为0.3～4Ω·cm。所述晶硅衬底1的迎光面优选是制绒的，所述晶硅衬底1的背光面优选是制绒的或不制绒的，所述制绒优选采用本领域技术人员熟知的过程进行。
在本发明中，所述第一界面钝化层2优选为硅薄膜层、硅氧薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第一界面钝化层2为一层非晶层或含有至少一层非晶层的复合层。
本发明对所述第一界面钝化层2的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的来源获取即可；在本发明的实施例中，具体为非晶硅层、非晶硅锗非晶硅复合层、氧化硅层或非晶硅氧层。
在本发明中，所述第一界面钝化层2的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)、热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)、湿化学氧化或等离子体氧化；本发明对所述第一界面钝化层2的具体制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的上述方法调整参数制备即可。
在本发明中，所述第一界面钝化层2的厚度优选为1～8nm，更优选为1.2～4nm。
在本发明中，所述第二界面钝化层3优选为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二界面钝化层3为一层非晶层或含有至少一层非晶层的复合层；本发明对所述第二界面钝化层3的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的来源获取即可；在本发明的实施例中，具体为非晶硅纳米晶硅复合层、非晶硅层或非晶硅微晶硅碳复合层。
在本发明中，所述第二界面钝化层3的制备方法优选为等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)或热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)。本发明对所述第二界面钝化层3的具体制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的上述方法调整参数制备即可。
在本发明中，所述第二界面钝化层3的厚度优选为3～8nm，更优选为4～6nm。
形成第一界面钝化层2后，本发明在所述第一界面钝化层2上制备带图形化结构的第一牺牲层S1，并按照所述图形化结构露出所述第一界面钝化层2。
在本发明中，所述第一牺牲层S1为光刻胶层、干膜层或石蜡层；本发明对所述第一牺牲层S1的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的方式获取即可。
在本发明中，所述制备带图形化结构的第一牺牲层S1所用图形化方法优选为CO2激光刻蚀。在本发明中，所述制备带图形化结构的第一牺牲层S1的过程优选包括：在所述第一界面钝化层2上覆盖第一牺牲层S1，采用波长10.6μm的CO2激光对所述第一牺牲层S1进行图形化刻蚀，形成图形化结构，并按照所述图形化结构露出所述第一界面钝化层2。本发明对所述图形化刻蚀的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述第一牺牲层S1的制备方法优选包括旋涂、贴膜或涂布；本发明对制备所述第一牺牲层S1的具体制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的上述方法根据实际需求调整参数即可。
在本发明中，所述图形化结构优选为插指状图形化结构。
本发明对所述第一牺牲层S1的厚度没有特殊的限定，根据实际需求调整即可；在本发明的实施例中，具体为2μm、3μm、20μm、30μm或40μm。
形成第一牺牲层S1后，本发明在所述背光面上依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的第一种载流子的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；所述第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2的总厚度小于第一牺牲层S1的厚度，确保第一牺牲层S1的侧面不会被完全遮挡。
在本发明中，当电子是所述晶硅衬底1中的第一种载流子时，所述第一载流子选择性接触层4优选具有≤4.2eV的功函数；所述第一载流子选择性接触层4优选是N型掺杂的，且为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或低压化学气相沉积；或所述第一载流子选择性接触层4优选是无主动掺杂的硼化物层；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法优选包括磁控溅射或原子层沉积。
在本发明中，当空穴是所述晶硅衬底1中的第一种载流子时，所述第一载流子选择性接触层4优选具有≥5.0eV的功函数；所述第一载流子选择性接触层4优选是P型掺杂的，且为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或低压化学气相沉积；或所述第一载流子选择性接触层4优选是无主动掺杂的，且为氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法优选包括磁控溅射或原子层沉积。
在本发明中，所述第一载流子选择性接触层4的具体材料配比根据实际需求调整即可。本发明对所述第一载流子选择性接触层4的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法获取即可。在本发明的实施例中，所述第一载流子选择性接触层4具体为P型掺杂非晶硅层、P+型掺杂的非晶硅纳米晶硅碳复合层、P型掺杂的多晶硅层、高功函数的氮化钒层、低功函数的钛硼化物层或N型掺杂的纳米晶硅层。本发明对所述第一载流子选择性接触层4的具体制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的上述方法根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述第一载流子选择性接触层4的厚度优选为4～120nm。
在本发明中，所述第二牺牲层S2优选为氧化硅；所述第二牺牲层S2的制备方法优选包括磁控溅射或化学气相沉积。本发明对所述第二牺牲层S2的具体制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的上述方法根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述第二牺牲层S2的厚度优选为50～100nm。
形成第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2后，本发明采用有机溶剂溶解去除所述第一牺牲层S1，同时剥离所述第一牺牲层S1上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2。
在本发明中，所述有机溶剂优选包括汽油、柴油、植物油、丙酮和酒精中的一种或多种；当所述有机溶剂优选为上述中的两种以上时，本发明对不同种类有机溶剂的配比没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。本发明对所述溶解去除第一牺牲层S1的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
采用有机溶剂溶解去除所述第一牺牲层S1后，本发明优选将所得结构依次进行清洗和干燥，所述清洗优选为依次采用酒精清洗和去离子水冲洗；所述干燥优选在惰性保护气氛下进行；所述惰性保护气氛优选为氮气。
完成所述清洗和干燥后，本发明在所述背光面上覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的第二种载流子的第二载流子选择性接触层5；所述第二载流子选择性接触层5的厚度小于所述第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2的总厚度，确保第二牺牲层S2的侧面不被完全遮挡。
本发明采用第一酸性溶液刻蚀去除所述第二牺牲层S2，同时剥离去除第二牺牲层S2上的第二载流子选择性接触层5，露出具有图形化结构的第一载流子选择性接触层4。
在本发明中，当电子是所述晶硅衬底1中的第一种载流子时，所述第二载流子选择性接触层5优选具有≥5.0eV的功函数；所述第二载流子选择性接触层5优选是P型掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或低压化学气相沉积；或所述第二载流子选择性接触层5优选是无主动掺杂的，且为氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法优选包括磁控溅射或原子层沉积。
当空穴是所述晶硅衬底1中的第一种载流子时，所述第二载流子选择性接触层5优选具有≤4.2eV的功函数；所述第二载流子选择性接触层5优选是N型掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或低压化学气相沉积；或所述第二载流子选择性接触层5优选是无主动掺杂的硼化物层；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法优选包括磁控溅射或原子层沉积。
在本发明中，所述第二载流子选择性接触层5的具体材料配比根据实际需求调整即可。本发明对所述第二载流子选择性接触层5的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法获取即可。在本发明的实施例中，所述第二载流子选择性接触层5具体为N+型掺杂的非晶硅碳层、N型掺杂的非晶硅纳米晶硅碳复合层、N+型掺杂的多晶硅层、低功函数的钛硼化物层、P型掺杂的纳米晶硅层或高功函数的碳化钽层。本发明对所述第二载流子选择性接触层5的具体制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的上述方法根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述第二载流子选择性接触层5的厚度优选为4～120nm。
在本发明中，所述第一酸性溶液优选为氢氟酸溶液和/或氟化铵溶液；所述第一酸性溶液不刻蚀所述第二载流子选择性接触层5、第一载流子选择性接触层4和第二界面钝化层3。本发明对所述第一酸性溶液的配比和浓度没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。
本发明对所述第一酸性溶液刻蚀的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
完成所述第一酸性溶液刻蚀后，本发明优选将所得结构依次进行清洗和干燥，所述清洗所用试剂优选为去离子水；所述干燥优选在惰性保护气氛下进行，所述惰性保护气氛优选为氮气。
去除第二牺牲层S2后，本发明在所述背光面上覆盖制备透明导电电极层6。在本发明中，所述透明导电电极层6优选为氧化铟基透明导电氧化物层和氧化锌基透明导电氧化物层中的一种或多种；本发明对所述透明导电电极层6的不同材料来源和配比没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述透明导电电极层6的制备方法优选包括反应等离子体沉积(RPD)、磁控溅射(PVD)或原子层沉积(ALD)。本发明对所述透明导电电极层6的具体制备过程没有特殊的限定，按照上述方法根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述透明导电电极层6的厚度优选为50～300nm。
形成透明导电电极层6后，本发明在所述透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制第一金属电极7和第二金属电极8；所述第一金属电极7处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内，所述第二金属电极8处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内，且所述第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙。
在本发明中，所述第一金属电极7和第二金属电极8优选为银电极；本发明所述第一金属电极7和第二金属电极8的厚度没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。
本发明对所述丝网印刷第一金属电极7和第二金属电极8的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程制备即可。
在本发明中，所述第一金属电极7处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内；所述第二金属电极8处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内，第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连，实现刻蚀后所述第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离。本发明对所述第一金属电极7和第二金属电极8之间的间隙距离没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。
形成第一金属电极7和第二金属电极8后，本发明采用第二酸性溶液刻蚀去除所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的所述透明导电电极层6；所述第二酸性溶液不刻蚀所述第一界面钝化层2、第二界面钝化层3、第一金属电极7和第二金属电极8。
在本发明中，所述第二酸性溶液优选包括氢氟酸溶液和/或盐酸溶液；本发明对第二酸性溶液的配比和浓度没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。本发明对所述第二酸性溶液刻蚀的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
完成所述第二酸性溶液刻蚀后，本发明优选将所得结构依次进行清洗和干燥，所述清洗所用试剂优选为去离子水；所述干燥优选在惰性保护气氛下进行，所述惰性保护气氛优选为氮气。
刻蚀透明导电电极层6后，本发明在所述迎光面覆盖的第二界面钝化层3上覆盖制备光学减反射层9，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
在本发明中，所述光学减反射层9优选为氧化物层、氮化物层、氟化物层、硫化物层和有机聚合物层中的一种或多种；所述光学减反射层9的折射率小于所述晶硅衬底1的折射率；所述光学减反射层9的具体材料来源和配比根据降低反射率的实际需求调整即可。在本发明的实施例中，所述光学减反射层9具体为氮化硅层、硫化锌氟化镁复合层、氮化硅氧化硅复合层、氧化铝氮化硅复合层、氮化硅PDMS复合层或氮化硅氟化镁复合层。在本发明中，所述光学减反射层9的制备方法优选包括化学气相沉积(CVD)、磁控溅射(PVD)、原子层沉积(ALD)、热蒸发或旋涂。本发明对所述光学减反射层9的具体制备过程没有特殊的限定，按照上述方法根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述光学减反射层9的厚度优选为80～200nm，更优选为100～180nm。
本发明的方法可以简捷便利的实现全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备，整个制备过程对电池构成功能层没有损伤，可确保电池获得高转换效率的潜力，从而为全背接触晶硅异质结太阳电池的低成本制造提供一种可行的途径。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅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做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。
实施例1
(1)在N型掺杂的电阻率为0.3Ω·cm的晶硅衬底1的背光面上采用硅烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度为4nm的非晶硅第一界面钝化层2；在所述晶硅衬底1的制绒的迎光面上采用硅烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度为6nm的非晶硅纳米晶硅复合的第二界面钝化层3；
(2)在所述第一界面钝化层2上旋涂厚度3μm的光刻胶作为第一牺牲层S1，采用波长10.6μm的CO2激光对所述第一牺牲层S1进行插指状图形化刻蚀，并按照所得图形化结构露出所述第一界面钝化层2；
(3)在背光面上采用硅烷、氢气和硼烷为源及采用硅烷和N2O为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中空穴的厚度为4nm的P型掺杂的非晶硅第一载流子选择性接触层4和厚度50nm的氧化硅第二牺牲层S2；
(4)采用丙酮溶解去除所述第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在其上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
(5)采用酒精清洗并用去离子水冲洗在氮气保护下干燥后，在背光面上采用硅烷、甲烷、氢气和磷烷为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备取出所述晶硅衬底1中电子的厚度为4nm的N+型掺杂的非晶硅碳第二载流子选择性接触层5；
(6)采用氢氟酸溶液刻蚀去除所述第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在其上的第二载流子选择性接触层5，露出具有图形化结构的第一载流子选择性接触层4；
(7)采用去离子水冲洗并在氮气保护下干燥后，在背光面上采用氧化铟锡(ITO)靶为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度80nm的ITO透明导电电极层6；
(8)在所述透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内的银第一金属电极7和处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内的银第二金属电极8，在所述第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连；采用氢氟酸溶液刻蚀去除所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的透明导电电极层6，实现所述第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离；
(9)采用去离子水冲洗并在氮气保护下干燥后，在迎光面的第二界面钝化层3上采用硅烷和氨气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度80nm的氮化硅光学减反射层9，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
实施例2
(1)在表面制绒的P型掺杂的电阻率为8Ω·cm的晶硅衬底1的背光面上采用硅烷、锗烷和氢气为源通过热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)覆盖制备厚度为8nm的非晶硅锗非晶硅复合的第一界面钝化层2；在所述晶硅衬底1的制绒的迎光面上采用硅烷和氢气为源通过热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)覆盖制备厚度为3nm的非晶硅第二界面钝化层3；
(2)在所述第一界面钝化层2上贴厚度30μm的干膜作为第一牺牲层S1，采用波长10.6μm的CO2激光对所述的第一牺牲层S1进行插指状图形化刻蚀，并按照所得图形化结构露出所述第一界面钝化层2；
(3)在背光面上采用硅烷、甲烷、氢气和硼烷为源通过热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)覆盖制备取出所述晶硅衬底1中空穴的厚度为15nm的P+型掺杂的非晶硅纳米晶硅碳复合的第一载流子选择性接触层4，采用硅靶和氧气为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度80nm的氧化硅第二牺牲层S2；
(4)采用汽油溶解去除所述第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在其上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
(5)采用酒精清洗并用去离子水冲洗在氮气保护下干燥后，在背光面上采用硅烷、甲烷、氢气和磷烷为源通过热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)覆盖制备取出所述晶硅衬底1中电子的厚度为15nm的N型掺杂的非晶硅纳米晶硅碳复合的第二载流子选择性接触层5；
(6)采用氟化铵溶液刻蚀去除所述第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在其上的第二载流子选择性接触层5，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；
(7)采用去离子水冲洗并在氮气保护下干燥后，在背光面上采用氧化锌镓(GZO)靶为源通过反应等离子体沉积(RPD)覆盖制备厚度300nm的GZO透明导电电极层6；
(8)在所述的透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内的银第一金属电极7和处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内的银第二金属电极8，在所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连；采用氢氟酸溶液刻蚀去除所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的所述透明导电电极层6，实现所述第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离；
(9)采用去离子水冲洗并在氮气保护下干燥后，在迎光面所述的第二界面钝化层3上采用热蒸发覆盖制备厚度60nm的硫化锌和厚度120nm的氟化镁复合的光学减反射层9，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
实施例3
(1)在迎光面制绒的N型掺杂的电阻率为4Ω·cm的晶硅衬底1的背光面上采用浓硝酸湿化学氧化覆盖制备厚度为1nm的氧化硅第一界面钝化层2；在所述的晶硅衬底1的制绒的迎光面上采用硅烷、甲烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度为8nm的非晶硅微晶硅碳复合的第二界面钝化层3；
(2)在所述的第一界面钝化层2上涂布厚度40μm的石蜡膜作为第一牺牲层S1，采用波长10.6μm的CO2激光对所述的第一牺牲层S1进行插指状图形化刻蚀，并按照所得图形化结构露出所述的第一界面钝化层2；
(3)在背光面上采用硅烷和氢气为源通过低压化学气相沉积(LPCVD)和硼离子注入覆盖制备取出所述晶硅衬底1中空穴的厚度120nm的P型掺杂的多晶硅第一载流子选择性接触层4，采用氧化硅靶为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度100nm的氧化硅第二牺牲层S2；
(4)采用丙酮溶解去除所述第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在其上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
(5)采用酒精清洗并用去离子水冲洗在氮气保护下干燥后，在背光面上采用硅烷和氢气为源通过低压化学气相沉积(LPCVD)和磷离子注入覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的电子的厚度120nm的N+型掺杂的多晶硅第二载流子选择性接触层5；
(6)采用氢氟酸溶液刻蚀去除所述第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在其上的第二载流子选择性接触层5，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；
(7)采用去离子水冲洗并在氮气保护下干燥后，在背光面上采用三甲基铝(TMA)、二乙基锌(DEZ)和水为源通过原子层沉积(ALD)覆盖制备厚度50nm的氧化锌铝(AZO)透明导电电极层6；
(8)在所述透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内的银第一金属电极7和处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内的银第二金属电极8，在所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连；采用盐酸溶液刻蚀去除所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的所述透明导电电极层6，实现所述第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离；
(9)采用去离子水冲洗并在氮气保护下干燥后，在迎光面的第二界面钝化层3上采用硅靶、氨气和氧气为源通过磁控溅射(PVD)制备厚度80nm的氮化硅和厚度110nm的氧化硅复合的光学减反射层9。
实施例4
(1)在P型掺杂的电阻率为4Ω·cm的晶硅衬底1的背光面上采用氩气、氧气为源通过等离子体氧化覆盖制备厚度为1.2nm的氧化硅第一界面钝化层2；在所述晶硅衬底1的制绒的迎光面上采用硅烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度为4nm的非晶硅第二界面钝化层3；
(2)在所述第一界面钝化层2上贴厚度30μm的干膜作为第一牺牲层S1，采用波长10.6μm的CO2激光对所述的第一牺牲层S1进行插指状图形化刻蚀，并按照所述图形化结构露出所述的第一界面钝化层2；
(3)在背光面上采用钒靶和氮气为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的空穴的厚度为20nm的氮化钒第一载流子选择性接触层4，采用氧化硅靶为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度80nm的氧化硅第二牺牲层S2；
(4)采用丙酮溶解去除所述第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在其上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
(5)采用酒精清洗并用去离子水冲洗在氮气保护下干燥后，在背光面上采用钛硼化物靶为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的电子的厚度20nm的钛硼化物第二载流子选择性接触层5；
(6)采用氢氟酸溶液刻蚀去除所述第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在其上的第二载流子选择性接触层5，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；
(7)采用去离子水冲洗并在氮气保护下干燥后，在背光面上采用氧化锌铝(AZO)靶为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度150nm的AZO透明导电电极层6；
(8)在所述透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内的银第一金属电极7和处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内的银第二金属电极8，在所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连；采用氢氟酸盐酸混合溶液刻蚀去除所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的所述透明导电电极层6，实现所述第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离；
(9)采用去离子水冲洗并在氮气保护下干燥后，在迎光面所述的第二界面钝化层3上采用三甲基铝(TMA)和水为源通过原子层沉积(ALD)结合采用硅靶和氨气为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度10nm的氧化铝和厚度90nm的氮化硅复合的光学减反射层9，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
实施例5
(1)在表面制绒的N型掺杂的电阻率为8Ω·cm的晶硅衬底1的背光面上采用硅烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度为4nm的非晶硅第一界面钝化层2；在所述的晶硅衬底1的制绒的迎光面上采用乙硅烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度为4nm的非晶硅第二界面钝化层3；
(2)在所述第一界面钝化层2上涂布厚度2μm的光刻胶作为第一牺牲层S1，采用波长10.6μm的CO2激光对所述的第一牺牲层S1进行插指状图形化刻蚀，并按照所述图形化结构露出所述的第一界面钝化层2；
(3)在背光面上采用钛硼化物靶为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的电子的厚度15nm的钛硼化物第一载流子选择性接触层4，采用硅靶和氧气为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度100nm的氧化硅第二牺牲层S2；
(4)采用丙酮溶解去除所述第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在其上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
(5)采用酒精清洗并用去离子水冲洗在氮气保护下干燥后，在背光面上采用硅烷、氢气和硼烷为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备取出所述晶硅衬底1中空穴的厚度10nm的P型掺杂的纳米晶硅第二载流子选择性接触层5；
(6)采用氢氟酸氟化铵混合溶液刻蚀去除所述的第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在其上的第二载流子选择性接触层5，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；
(7)采用去离子水冲洗并在氮气保护下干燥后，在背光面上采用氧化铟铈(ICO)靶为源通过反应等离子体沉积(RPD)覆盖制备厚度200nm的ICO透明导电电极层6；
(8)在所述透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内的银第一金属电极7和处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内的银第二金属电极8，在所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连；采用氢氟酸溶液刻蚀去除所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的所述透明导电电极层6，实现所述第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离；
(9)采用去离子水冲洗并在氮气保护下干燥后，在迎光面所述的第二界面钝化层3上采用硅靶和氨气为源通过磁控溅射(PVD)结合旋涂覆盖制备厚度80nm的氮化硅和厚度120nm的PDMS复合的光学减反射层9，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
实施例6
(1)在表面制绒的P型掺杂的电阻率为0.3Ω·cm的晶硅衬底1的背光面上采用硅烷、氢气和二氧化碳为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度为4nm的非晶硅氧第一界面钝化层2；在所述的晶硅衬底1的制绒的迎光面上采用硅烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度为4nm的非晶硅第二界面钝化层3；
(2)在所述第一界面钝化层2上涂布厚度20μm的石蜡膜作为第一牺牲层S1，采用波长10.6μm的CO2激光对所述的第一牺牲层S1进行图形化刻蚀，得到所述的图形化结构，并按照所述图形化结构露出所述的第一界面钝化层2；
(3)在背光面上采用N型硅靶为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的电子的厚度8nm的N型掺杂的纳米晶硅第一载流子选择性接触层4，采用硅靶和氧气为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度50nm的氧化硅第二牺牲层S2；
(4)采用丙酮溶解去除所述第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在其上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
(5)采用酒精清洗并用去离子水冲洗在氮气保护下干燥后，在背光面上采用碳化钽靶为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备取出所述晶硅衬底1中空穴的厚度10nm的碳化钽第二载流子选择性接触层5；
(6)采用氢氟酸溶液刻蚀去除所述的第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在其上的第二载流子选择性接触层5，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；
(7)采用去离子水冲洗并在氮气保护下干燥后，在背光面上采用氧化铟钨(IWO)靶为源通过反应等离子体沉积(RPD)覆盖制备厚度100nm的IWO透明导电电极层6；
(8)在所述的透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内的银第一金属电极7和处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内的银第二金属电极8，在所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连，采用氢氟酸溶液刻蚀去除所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的所述透明导电电极层6，实现所述第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离；
(9)采用去离子水冲洗并在氮气保护下干燥后，在迎光面所述的第二界面钝化层3上采用硅靶和氨气为源通过磁控溅射(PVD)结合氟化镁为源通过热蒸发覆盖制备厚度80nm的氮化硅和厚度120nm的氟化镁复合的光学减反射层9，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在晶硅衬底(1)的背光面上覆盖制备第一界面钝化层(2)；在所述晶硅衬底(1)的迎光面上覆盖制备第二界面钝化层(3)；
在所述第一界面钝化层(2)上制备带图形化结构的第一牺牲层(S1)，并按照所述图形化结构露出所述第一界面钝化层(2)；所述第一牺牲层(S1)为光刻胶层、干膜层或石蜡层；
在所述背光面上依次覆盖制备取出所述晶硅衬底(1)中的第一种载流子的第一载流子选择性接触层(4)和第二牺牲层(S2)；所述第一载流子选择性接触层(4)和第二牺牲层(S2)的总厚度小于第一牺牲层(S1)的厚度；
采用有机溶剂溶解去除所述第一牺牲层(S1)，同时剥离所述第一牺牲层(S1)上的第一载流子选择性接触层(4)和第二牺牲层(S2)；
在所述背光面上覆盖制备取出所述晶硅衬底(1)中的第二种载流子的第二载流子选择性接触层(5)；所述第二载流子选择性接触层(5)的厚度小于所述第一载流子选择性接触层(4)和第二牺牲层(S2)的总厚度；
采用第一酸性溶液刻蚀去除所述第二牺牲层(S2)，同时剥离去除第二牺牲层(S2)上的第二载流子选择性接触层(5)，露出具有图形化结构的第一载流子选择性接触层(4)；所述第一酸性溶液不刻蚀所述第二载流子选择性接触层(5)、第一载流子选择性接触层(4)和第二界面钝化层(3)；
在所述背光面上覆盖制备透明导电电极层(6)；
在所述透明导电电极层(6)上，通过一次丝网印刷同时印制第一金属电极(7)和第二金属电极(8)；所述第一金属电极(7)处于所述第一载流子选择性接触层(4)所对应区域内，所述第二金属电极(8)处于所述第二载流子选择性接触层(5)所对应区域内，且所述第一金属电极(7)和第二金属电极(8)之间留有间隙；
采用第二酸性溶液刻蚀去除所述第一金属电极(7)和第二金属电极(8)之间露出的所述透明导电电极层(6)；所述第二酸性溶液不刻蚀所述第一界面钝化层(2)、第二界面钝化层(3)、第一金属电极(7)和第二金属电极(8)；
在所述迎光面覆盖的第二界面钝化层(3)上覆盖制备光学减反射层(9)，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备带图形化结构的第一牺牲层(S1)的过程包括：在所述第一界面钝化层(2)上覆盖第一牺牲层(S1)，采用波长10.6μm的CO2激光对所述第一牺牲层(S1)进行图形化刻蚀，形成图形化结构，并按照所述图形化结构露出所述第一界面钝化层(2)。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述图形化结构为插指状图形化结构；所述制备第一牺牲层(S1)的方法包括旋涂、贴膜或涂布。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一界面钝化层(2)为硅薄膜层、硅氧薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第一界面钝化层(2)为一层非晶层或含有至少一层非晶层的复合层；所述第一界面钝化层(2)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积、湿化学氧化或等离子体氧化；所述第二界面钝化层(3)为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二界面钝化层(3)为一层非晶层或含有至少一层非晶层的复合层；所述第二界面钝化层(3)的制备方法为等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当电子是所述晶硅衬底(1)中的第一种载流子时，所述第一载流子选择性接触层(4)具有≤4.2eV的功函数；所述第一载流子选择性接触层(4)是N型掺杂的，且为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层(4)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或低压化学气相沉积；或所述第一载流子选择性接触层(4)是无主动掺杂的硼化物层；所述第一载流子选择性接触层(4)的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积；第二载流子选择性接触层(5)具有≥5.0eV的功函数；所述第二载流子选择性接触层(5)是P型掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层(5)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或低压化学气相沉积；或所述第二载流子选择性接触层(5)是无主动掺杂的，且为氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层(5)的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当空穴是所述晶硅衬底(1)中的第一种载流子时，所述第一载流子选择性接触层(4)具有≥5.0eV的功函数；所述第一载流子选择性接触层(4)是P型掺杂的，且为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层(4)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或低压化学气相沉积；或所述第一载流子选择性接触层(4)是无主动掺杂的，且为氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层(4)的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积；所述第二载流子选择性接触层(5)具有≤4.2eV的功函数；所述第二载流子选择性接触层(5)是N型掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层(5)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或低压化学气相沉积；或所述第二载流子选择性接触层(5)是无主动掺杂的硼化物层；所述第二载流子选择性接触层(5)的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二牺牲层(S2)为氧化硅；所述第二牺牲层(S2)的制备方法包括磁控溅射或化学气相沉积。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括汽油、柴油、植物油、丙酮和酒精中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述透明导电电极层(6)为氧化铟基透明导电氧化物层和氧化锌基透明导电氧化物层中的一种或多种；所述透明导电电极层(6)的制备方法包括反应等离子体沉积、磁控溅射或原子层沉积。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光学减反射层(9)为氧化物层、氮化物层、氟化物层、硫化物层和有机聚合物层中的一种或多种；所述光学减反射层(9)的折射率小于所述晶硅衬底(1)的折射率；所述光学减反射层(9)的制备方法包括化学气相沉积、磁控溅射、原子层沉积、热蒸发或旋涂。
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| CN202210576713.7A CN114883451B (zh) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | 一种全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备方法 |
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