CN117012841A - 一种晶硅底电池及其制备方法和叠层电池 - Google Patents

一种晶硅底电池及其制备方法和叠层电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种晶硅底电池及其制备方法和叠层电池，晶硅底电池包括晶硅衬底，晶硅衬底的正面依次层叠设置有正面隧穿氧化层、正面掺杂多晶硅层和透明导电层，晶硅衬底的背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层、背面掺杂多晶硅层和背面电极，晶硅衬底的正面具有和背面具有金字塔形貌的绒面，其中正面绒面的金字塔高度为0.4‑1μm，背面绒面的金字塔高度为2‑5μm。本发明提供的晶硅底电池正面具有金字塔随机亚微米小绒面，这种陷光结构具有优异的陷光性能，钙钛矿薄膜在其表面涂覆效果好，同时小绒面陷域可以诱导钙钛矿晶粒生长，形成没有缺陷的钙钛矿薄膜，亚微米金字塔绒面还可以减小多晶硅薄膜与晶硅衬底的应力，保证TOPCon钝化结构的均匀性。

Description

一种晶硅底电池及其制备方法和叠层电池
技术领域
本发明涉及叠层太阳电池技术领域，具体而言，涉及一种晶硅底电池及其制备方法和叠层电池。
背景技术
随着传统化学能源的不断消耗和生态环境的恶化，人类面巨大的能源危机。光伏发电作为一项新能源技术受到人们的广泛关注，目前光伏市场上的主流是晶硅太阳电池，且隧穿氧化层钝化接触(TOPCon)太阳电池在具有更高转化效率潜力的同时，与当前主流PERC电池的生产线高度兼容，具有相对较低设备资本成本，被公认为下一代工业光伏技术。然而单结晶体硅电池由于带隙和光谱利用率的限制，其最高理论效率只有29.4％。
为了突破单结晶硅电池的效率极限，丰富光伏器件的应用窗口，具有更高效率极限的多结太阳能电池被广泛研究，其中钙钛矿/硅叠层太阳能电池因其在提高效率和降低成本方面的潜在优势而受到特别关注。对于钙钛矿/硅叠层太阳能电池而言，实现光电流匹配是至关重要的，因此需要对器件结构进行设计以提高陷光性能。
为了提高光捕获能力，现有技术公开的陷光结构包括随机金字塔绒面(常见金字塔高度2-5μm)、黑硅表面、周期性倒金字塔绒面等。但是这些陷光结构存在以下问题：对于大尺寸随机金字塔绒面，常规的湿化学法制备的钙钛矿在其表面难以形成高质量的膜层，易覆盖不全，形成针孔及顶电池漏电，且钙钛矿薄膜在金字塔谷底及谷顶的厚度差异过大，易形成各种薄膜缺陷。至于黑硅表面，由于其复杂的锥形阵列，存在非常多的缺陷，导致其钝化性能大幅降低。周期性倒金字塔需要采用光刻法，则工艺复杂，效果难以保证，且不适合于产业应用；如果采用铜催化腐蚀，则存在铜沾污风险，且制备成本较高，效果难以保证。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种晶硅底电池的陷光结构，改善钙钛矿薄膜的涂覆效果和底电池的钝化接触性能，提高叠层器件的效率。
为解决上述问题，本发明第一方面提供一种晶硅底电池，包括晶硅衬底，所述晶硅衬底的正面依次层叠设置有正面隧穿氧化层、正面掺杂多晶硅层和透明导电层，所述晶硅衬底的背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层、背面掺杂多晶硅层和背面电极，所述晶硅衬底的正面具有和背面具有金字塔形貌的绒面，其中正面绒面的金字塔高度为0.4-1μm，背面绒面的金字塔高度为2-5μm。
本发明提供的晶硅底电池具有金字塔高度小于1μm的随机亚微米小绒面，这种陷光结构具有优异的陷光性能，钙钛矿薄膜在其表面涂覆效果好，同时小绒面陷域可以诱导钙钛矿晶粒生长，形成没有缺陷的钙钛矿薄膜，亚微米金字塔绒面还可以减小多晶硅薄膜与晶硅衬底的应力，保证TOPCon钝化结构的均匀性；另外晶硅底电池的正面和背面形成了双面不对称的绒面结构，也可以提升其陷光性能，降低反射率。
进一步地，所述晶硅衬底的正面绒面的金字塔宽度为0.3-1.2μm。微纳米金字塔具有合适的高宽比，有利于降低绒面的比表面积，从而有效降低反射率。
进一步地，所述绒面的金字塔的塔尖和谷底为圆角结构，圆角弧度为110°-150°。圆角结构可以将降低绒面缺陷态密度，同时可以进一步减少等离子体尖端放电，提高电池的钝化性能和改善钙钛矿薄膜的涂覆效果。
进一步地，所述正面隧穿氧化层的厚度为1.3-1.8nm，所述背面隧穿氧化层的厚度为1.3-1.8nm，所述正面掺杂多晶硅层的厚度为15-200nm，所述背面掺杂多晶硅层的厚度为15-200nm，所述透明导电层的厚度为0.5-1μm。
本发明第二方面提供上述晶硅底电池的制备方法，包括以下步骤：
S1、将晶硅衬底浸泡在制绒溶液中，在正面和背面形成尺寸不同的金字塔形貌绒面；
S2、晶硅衬底清洗后，在正面沉积正面隧穿氧化层和正面掺杂非晶硅层，在背面沉积背面隧穿氧化层和背面掺杂非晶硅层；
S3、将样品进行高温退火处理，高温退火处理温度为920-980℃，时间为30-60min；
S4、在正面掺杂多晶硅层表面沉积透明导电层；
S5、在背面掺杂多晶硅层表面沉积背面电极。
通过上述方法在晶硅底电池正面形成亚微米金字塔小绒面，有利于钙钛矿薄膜覆盖，避免出现钙钛矿成膜不均匀，稳定性降低等负面效果；正面形成大金字塔绒面，双面不对称的绒面可以提高电池陷光性能，降低反射率；通过优化退火温度，可以平衡绒面结构对钝化接触性能的影响，提升钝化效果。
进一步地，制备方法还包括以下步骤：制绒后进行圆角化处理，将晶硅衬底放入圆角化溶液中浸泡30-120s，圆角化溶液为氢氟酸、硝酸和乙酸混合溶液。对亚微米金字塔绒面进行圆角化处理，可以降低绒面表面悬挂键，提高钝化效果，同时可以避免金字塔尖端在钙钛矿薄膜中带来的尖端漏电。
进一步地，制备方法还包括以下步骤：沉积透明导电层后在空气中进行回火处理，温度为250-280℃，时间为10-20min。回火处理可以减少沉积透明导电层产生的损伤，提高钝化性能。
进一步地，制备方法还包括以下步骤：高温退火处理后在正面掺杂多晶硅层表面沉积氧化铝和氮化硅薄膜，然后用氢氟酸溶液去除氧化铝和氮化硅薄膜。该步骤使氮化硅薄膜中富含的氢原子扩散到多晶硅中，提高钝化效果。
本发明第三方面提供一种叠层电池，包括上述的晶硅底电池及钙钛矿顶电池。
进一步地，所述钙钛矿顶电池中钙钛矿薄膜的厚度为0.5-1μm。
亚微米金字塔小绒面结构可以获得优异的陷光性能，并且可以简单地将其应用于叠层电池，可从而改善钙钛矿涂覆效果，提升器件性能。
综上所述，相对现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明在晶硅底电池正面制备出亚微米金字塔小绒面，通过精准调控金字塔的大小，可以获得优异的陷光性能，且金字塔高度小于钙钛矿膜层厚度，使得钙钛矿薄膜可以均匀覆盖，小绒面陷域可以诱导钙钛矿晶粒生长，形成没有缺陷的钙钛矿薄膜；
(2)本发明对亚微米金字塔小绒面金字塔进行圆角化处理，使得金字塔尖和谷底平滑，可以降低绒面表面悬挂键，提高钝化效果，同时可以避免金字塔尖端在钙钛矿薄膜中带来的尖端漏电；
(3)本发明在晶硅底电池背面制备出大金字塔绒面，形成双面不对称的绒面结构，有利于提高晶硅底电池的陷光性能，降低反射率；
(4)本发明通过控制退火温度和制备方法，提升TOPCon结构的钝化效果，亚微米金字塔绒面可以减小多晶硅薄膜与晶硅衬底的应力，保证TOPCon钝化结构的均匀性；
(5)本发明制备工艺简单，与现有产业线设备兼容，可以简单易行的制备具有优异光电性能的钙钛矿/晶硅叠层电池，适合于大规模工业生产。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中晶硅底电池的结构示意图。
图2为本发明具体实施方式中钙钛矿/晶硅叠层电池的结构示意图。
图3为本发明实施例1、对比例1、对比例2制备的硅片表面的微观结构图。
图4为本发明实施例1、对比例1、对比例2制备的硅片的反射率测试结果图。
图5为本发明实施例2和对比例3制备的硅片表面的微观结构图。
图6为本发明实施例3的硅片表面钙钛矿薄膜涂覆效果图。
附图标记说明：
1-晶硅衬底，2-正面隧穿氧化层，3-正面掺杂多晶硅层，4-透明导电层，5-背面隧穿氧化层，6-背面掺杂多晶硅层，7-背面电极，8-钙钛矿顶电池，9-正面电极。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。需要说明的是，以下各实施例仅用于说明本发明的实施方法和典型参数，而不用于限定本发明所述的参数范围，由此引申出的合理变化，仍处于本发明权利要求的保护范围内。
需要说明的是，在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明的具体实施方式提供一种晶硅底电池，其典型结构如图1所示，晶硅底电池包括晶硅衬底1，晶硅衬底1的正面依次层叠设置有正面隧穿氧化层2、正面掺杂多晶硅层3和透明导电层4，晶硅衬底1的背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层5、背面掺杂多晶硅层6和背面电极7。晶硅衬底1的正面和背面具有金字塔形貌的绒面，且正面绒面的金字塔高度为0.4-1μm，宽度为0.3-1.2μm，背面绒面的金字塔高度为2-5μm。该晶硅底电池具有金字塔高度小于1μm的随机亚微米小绒面，这种陷光结构具有优异的陷光性能，钙钛矿薄膜在其表面涂覆效果好；同时小绒面陷域可以诱导钙钛矿晶粒生长，形成没有缺陷的钙钛矿薄膜；亚微米金字塔绒面还可以减小多晶硅薄膜与晶硅衬底1的应力，保证TOPCon钝化结构的均匀性；晶硅底电池的正面和背面形成了双面不对称的绒面结构，也可以提升其陷光性能，降低反射率。
具体实施方式中，正面隧穿氧化层2的厚度为1.3-1.8nm，背面隧穿氧化层5的厚度为1.3-1.8nm，正面掺杂多晶硅层3的厚度为15-200nm，背面掺杂多晶硅层6的厚度为15-200nm，透明导电层4的厚度为0.5-1μm。该TOPCon晶硅底电池具有很好的钝化接触性能。
优选地，绒面的金字塔的塔尖和谷底为圆角结构，圆角弧度为110°-150°。圆角结构可以将降低绒面缺陷态密度，同时可以进一步减少等离子体尖端放电，改善钙钛矿薄膜的涂覆效果。
本发明的具体实施方式提供一种叠层电池，其典型结构如图2所示，该钙钛矿/晶硅叠层电池包括上述的晶硅底电池及钙钛矿顶电池8，钙钛矿顶电池8设置在晶硅底电池顶部，钙钛矿顶电池8的顶面设有正面电极9。
优选地，钙钛矿顶电池8中钙钛矿薄膜的厚度为0.5-1μm。金字塔高度略小于钙钛矿薄膜的厚度，有利于钙钛矿薄膜覆盖，同时小绒面陷域可以诱导钙钛矿晶粒生长，形成优异的钙钛矿薄膜。
上述钙钛矿/晶硅叠层电池的制备方法如下：
(1)配置两种制绒溶液，制绒溶液为KOH和制绒添加剂混合溶液，其中KOH的质量分数为1-5wt％，制绒添加剂的体积分数为0.6-5vol％，制绒添加剂选自市售的制绒添加剂，制备小金字塔绒面和大金字塔绒面所用制绒添加剂不同。在晶硅衬底1正面沉积保护层，再浸泡在制备大金字塔绒面的制绒溶液中，控制制绒溶液温度为70-80℃，浸泡时间为7-15min，氮气吹干，晶硅衬底1背面形成金字塔高度为2-5μm的绒面。去除晶硅衬底1正面的保护层，在晶硅衬底1背面沉积保护层，再浸泡在制备小金字塔绒面的制绒溶液中，控制制绒溶液温度为70-80℃温度，浸泡时间为7-15min，氮气吹干，晶硅衬底1正面形成金字塔高度为0.4-1μm的绒面。
(2)配置圆角化溶液，将氢氟酸(50wt％)、硝酸(68wt％)和乙酸按照体积比1:60:20混合。将具有双面不对称绒面的晶硅衬底1放入圆角化溶液中浸泡30-120s，对亚微米金字塔绒面进行圆角化处理。
(3)对圆角化处理后的晶硅衬底1进行RCA清洗，用管式PECVD沉积设备在晶硅衬底1正面沉积正面隧穿氧化层2和正面掺杂非晶硅层，在晶硅衬底1背面沉积背面隧穿氧化层5和背面掺杂非晶硅层。
(4)将沉积完非晶硅层的样品进行高温退火处理，温度为920-980℃，时间为30-60min，非晶硅层晶化，得到正面掺杂多晶硅层3和背面掺杂多晶硅层6。
(5)在正面掺杂多晶硅层3表面采用ALD沉积氧化铝薄膜，采用PECVD沉积氮化硅薄膜。
(6)用氢氟酸溶液去除氧化铝和氮化硅薄膜，氮气吹干。
(7)在正面掺杂多晶硅层3表面采用PVD沉积透明导电层4。进行回火处理，温度为250-280℃，时间为10-20min。
(8)在背面掺杂多晶硅层6表面热蒸镀沉积背面电极7。
(9)在透明导电层4上制备钙钛矿顶电池8。
(10)在钙钛矿顶电池8上沉积正面电极9，完成钙钛矿/晶硅叠层电池的制备。
上述方法通过设计制绒工艺，可以精准调控金字塔的大小，在晶硅底电池上制备出亚微米金字塔小绒面，使晶硅底电池获得优异的陷光性能，有利于钙钛矿薄膜覆盖，并通过控制退火温度和制备方法，提升TOPCon结构的钝化效果，上述制备工艺简单，与现有产业线设备兼容，可以简单易行的制备具有优异光电性能的钙钛矿/晶硅叠层电池。
以下结合具体实施例对本发明的技术方案和效果进行详细说明，各实施例和对比例所用的硅片衬底相同。
实施例1
准备n型硅片衬底，双面碱性抛光。配置1.3wt％氢氧化钾和2vol％添加剂的小金字塔制绒溶液，添加剂为晶宝公司生产的HJ21(V08)添加剂；配置1.5wt％氢氧化钾和0.5vol％添加剂的大金字塔制绒溶液，添加剂为拓邦公司生产的TB20添加剂。在硅片衬底正面沉积保护层，再浸泡在大金字塔制绒溶液中，控制制绒溶液温度为70℃，浸泡时间为7min，氮气吹干。去除硅片衬底正面的保护层，在硅片衬底背面沉积保护层，再浸泡在小金字塔制绒溶液中，控制制绒溶液温度为70℃，浸泡时间为7min，氮气吹干。
观察硅片正面结构，其微观形貌如图3中a所示，表面形成金字塔绒面结构，金字塔的高度为0.4-1μm，宽度为0.3-1.2μm。
对比例1
准备n型硅片衬底，双面碱性抛光；配置1.5wt％氢氧化钾和0.5vol％添加剂的制绒溶液，添加剂为拓邦公司生产的TB20添加剂；将硅片衬底在80℃的制绒溶液中浸泡15min，清洗，氮气吹干。硅片两面形成金字塔绒面结构，其正面微观形貌如图3中b所示，金字塔的高度为2-5μm。
对比例2
准备n型硅片衬底，双面碱性抛光，清洗，氮气吹干。其微观形貌如图3中c所示。
测试实施例1、对比例1和对比例2的硅片的反射率，结果如图4所示。一般而言，正面具有大金字塔绒面结构的硅片反射率低于小金字塔绒面结构的硅片，而本发明实施例1制备的硅片具有双面不对称的绒面，其反射率与双面为大金字塔绒面的对比例1接近，可见这种双面不对称的绒面结构有利于提升硅片的限光性能，降低反射率。
实施例2
准备n型硅片衬底，双面碱性抛光。配置2.5wt％氢氧化钾和1.5vol％添加剂的小金字塔制绒溶液，添加剂为晶宝公司生产的HJ21(V08)添加剂；配置2wt％氢氧化钾和2vol％添加剂的大金字塔制绒溶液，添加剂为拓邦公司生产的TB20添加剂。在硅片衬底正面沉积保护层，再浸泡在大金字塔制绒溶液中，控制制绒溶液温度为80℃，浸泡时间为10min，氮气吹干。去除硅片衬底正面的保护层，在硅片衬底背面沉积保护层，再浸泡在小金字塔制绒溶液中，控制制绒溶液温度为75℃，浸泡时间为10min，氮气吹干。配置圆角化溶液，HF(50wt％)6mL+HNO3(68wt％)360mL+CH3COOH 120mL，将硅片衬底放入圆角化溶液，室温浸泡60s，清洗干净，氮气吹干。其正面微观形貌如图5中a所示，金字塔的塔尖和谷底变得平滑，圆角弧度为110°-150°。
对比例3
准备n型硅片衬底，双面碱性抛光。配置2.5wt％氢氧化钾和1.5vol％添加剂的小金字塔制绒溶液，添加剂为晶宝公司生产的HJ21(V08)添加剂；配置2wt％氢氧化钾和2vol％添加剂的大金字塔制绒溶液，添加剂为拓邦公司生产的TB20添加剂。在硅片衬底正面沉积保护层，再浸泡在大金字塔制绒溶液中，控制制绒溶液温度为80℃，浸泡时间为10min，氮气吹干。去除硅片衬底正面的保护层，在硅片衬底背面沉积保护层，再浸泡在小金字塔制绒溶液中，控制制绒溶液温度为75℃，浸泡时间为10min，氮气吹干。其正面微观形貌如图5中b所示。
实施例3
将钙钛矿薄膜旋涂至实施例1制备的硅片正面，钙钛矿薄膜微观形貌如图6所示，钙钛矿薄膜完全覆盖亚微米金字塔绒面。
实施例4
将实施例1制备的硅片衬底RCA清洗后，在管式PECVD两面沉积1.5nm的氧化硅薄膜；随后利用管式PECVD在两侧氧化硅薄膜上沉积40nm的碳掺杂的掺磷非晶硅；进行960℃高温30min退火，晶化及掺杂剂扩散；然后在多晶硅表面沉积氧化铝和氮化硅薄膜，对表面进行钝化处理。
实施例5
将实施例2制备的硅片衬底RCA清洗后，在管式PECVD两面沉积1.5nm的氧化硅薄膜；随后利用管式PECVD在两侧氧化硅薄膜上沉积40nm的碳掺杂的掺磷非晶硅；进行960℃高温30min退火，晶化及掺杂剂扩散；然后在多晶硅表面沉积氧化铝和氮化硅薄膜，对表面进行钝化处理。
对比例4
将对比例1制备的硅片衬底RCA清洗后，在管式PECVD两面沉积1.5nm的氧化硅薄膜；随后利用管式PECVD在两侧氧化硅薄膜上沉积40nm的碳掺杂的掺磷非晶硅；进行960℃高温30min退火，晶化及掺杂剂扩散；然后在多晶硅表面沉积氧化铝和氮化硅薄膜，对表面进行钝化处理。
对比例5
将对比例2制备的硅片衬底RCA清洗后，在管式PECVD两面沉积1.5nm的氧化硅薄膜；随后利用管式PECVD在两侧氧化硅薄膜上沉积40nm的碳掺杂的掺磷非晶硅；进行960℃高温30min退火，晶化及掺杂剂扩散；然后在多晶硅表面沉积氧化铝和氮化硅薄膜，对表面进行钝化处理。
测试实施例4、实施例5、对比例4、对比例5制备的双面TOPCon钝化片的隐含开路电压(iVoc)，结构如下表1所示。结果表明具有亚微米金字塔绒面结构的TOPCon钝化片相对于大金字塔绒面具有更好的钝化性能，对亚微米金字塔绒面进行圆角化处理可以进一步提高钝化性能。
表1不同形貌硅片钝化性能对比
测试样品 实施例4 实施例5 对比例4 对比例5
iVoc 737mV 740mV 723mV 752mV
实施例6
将实施例1制备的硅片衬底RCA清洗后，在管式PECVD两面沉积1.5nm的氧化硅薄膜；随后利用管式PECVD在两侧氧化硅薄膜上沉积40nm的碳掺杂的掺磷非晶硅；进行960℃高温30min退火，晶化及掺杂剂扩散；热蒸镀Ag电极，制备出接触电阻率测试所需要图形。
对比例6
将对比例1制备的硅片衬底RCA清洗后，在管式PECVD两面沉积1.5nm的氧化硅薄膜；随后利用管式PECVD在两侧氧化硅薄膜上沉积40nm的碳掺杂的掺磷非晶硅；进行960℃高温30min退火，晶化及掺杂剂扩散；热蒸镀Ag电极，制备出接触电阻率测试所需要图形。
对比例7
将对比例2制备的硅片衬底RCA清洗后，在管式PECVD两面沉积1.5nm的氧化硅薄膜；随后利用管式PECVD在两侧氧化硅薄膜上沉积40nm的碳掺杂的掺磷非晶硅；进行960℃高温30min退火，晶化及掺杂剂扩散；热蒸镀Ag电极，制备出接触电阻率测试所需要图形。
测试实施例6、对比例6、对比例7制备的TOPCon钝化片的接触电阻率(ρc)，结果如下表2所示，结果显示具有亚微米金字塔绒面结构的TOPCon钝化片接触电阻率小，接触性能优异。
表2不同形貌硅片接触电阻率对比
测试样品 实施例6 对比例6 对比例7
接触电阻率(ρc) 8.6mΩ·cm2 37.6mΩ·cm2 非欧姆接触
实施例7
将实施例1制备的硅片衬底RCA清洗后，在管式PECVD两面沉积1.5nm的氧化硅薄膜；随后利用管式PECVD在一面氧化硅薄膜上沉积40nm的碳掺杂的掺磷非晶硅，另一面沉积100nm的碳掺杂的掺硼非晶硅；进行940-1000℃高温30min退火，晶化及掺杂剂扩散；采用氧化铝和氮化硅对正面进行钝化处理；利用磁控溅射沉积正面100nm ITO；电子束沉积制备正面细栅，热蒸发沉积背面全电极，完成TOPCon电池的制备。
对比例8
将对比例1制备的硅片衬底RCA清洗后，在管式PECVD两面沉积1.5nm的氧化硅薄膜；随后利用管式PECVD在一面氧化硅薄膜上沉积40nm的碳掺杂的掺磷非晶硅，另一面沉积100nm的碳掺杂的掺硼非晶硅；进行940-1000℃高温30min退火，晶化及掺杂剂扩散；采用氧化铝和氮化硅对正面进行钝化处理；利用磁控溅射沉积正面100nm ITO；电子束沉积制备正面细栅，热蒸发沉积背面全电极，完成TOPCon电池的制备。
测试实施例7和对比例8在不同退火温度下制备的TOPCon电池的开路电压，结果如下表3所示。
表3不同硅片形貌在不同退火温度下电池开压对比
退火温度(℃) 940℃ 960℃ 980℃ 1000℃
实施例7开压 650mV 679mV 687mV 674mV
对比例8开压 644mV 653mV 668mV 660mV
实施例8
将实施例1制备的硅片衬底RCA清洗后，在管式PECVD两面沉积1.5nm的氧化硅薄膜；随后利用管式PECVD在一面氧化硅薄膜上沉积40nm的碳掺杂的掺磷非晶硅，另一面沉积100nm的碳掺杂的掺硼非晶硅；进行940-1000℃高温30min退火，晶化及掺杂剂扩散；采用氧化铝和氮化硅对正面进行钝化处理；利用磁控溅射沉积正面100nm ITO；在正面旋涂钙钛矿薄膜，再沉积金电极，完成钙钛矿/晶硅叠层电池的制备。
对比例9
将对比例1制备的硅片衬底RCA清洗后，在管式PECVD两面沉积1.5nm的氧化硅薄膜；随后利用管式PECVD在一面氧化硅薄膜上沉积40nm的碳掺杂的掺磷非晶硅，另一面沉积100nm的碳掺杂的掺硼非晶硅；进行940-1000℃高温30min退火，晶化及掺杂剂扩散；采用氧化铝和氮化硅对正面进行钝化处理；利用磁控溅射沉积正面100nm ITO；在正面旋涂钙钛矿，再沉积金电极，完成钙钛矿/晶硅叠层电池的制备。
测试实施例8和对比例9制备的钙钛矿/晶硅叠层电池的开路电压和电流密度，结果如下表4所示。结果显示，具有亚微米金字塔绒面的叠层电池相比于大金字塔绒面具有更有的电池性能。
表4不同硅片形貌钙钛矿/晶硅叠层电池性能对比
测试样品 实施例8 对比例9
开压(mV) 1890 1820
电流密度(mA/cm2) 19.5 19.3
最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种晶硅底电池，其特征在于，包括晶硅衬底，所述晶硅衬底的正面依次层叠设置有正面隧穿氧化层、正面掺杂多晶硅层和透明导电层，所述晶硅衬底的背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层、背面掺杂多晶硅层和背面电极，所述晶硅衬底的正面具有和背面具有金字塔形貌的绒面，其中正面绒面的金字塔高度为0.4-1μm，背面绒面的金字塔高度为2-5μm。
2.根据权利要求1所述的晶硅底电池，其特征在于，所述晶硅衬底的正面绒面的金字塔宽度为0.3-1.2μm。
3.根据权利要求1所述的晶硅底电池，其特征在于，所述绒面的金字塔的塔尖和谷底为圆角结构，圆角弧度为110°-150°。
4.根据权利要求1-3任一所述的晶硅底电池，其特征在于，所述正面隧穿氧化层的厚度为1.3-1.8nm，所述背面隧穿氧化层的厚度为1.3-1.8nm，所述正面掺杂多晶硅层的厚度为15-200nm，所述背面掺杂多晶硅层的厚度为15-200nm，所述透明导电层的厚度为0.5-1μm。
5.一种如权利要求1-4任一所述的晶硅底电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将晶硅衬底浸泡在制绒溶液中，在正面和背面形成尺寸不同的金字塔形貌绒面；
S2、晶硅衬底清洗后，在正面沉积正面隧穿氧化层和正面掺杂非晶硅层，在背面沉积背面隧穿氧化层和背面掺杂非晶硅层；
S3、将样品进行高温退火处理，高温退火处理温度为920-980℃，时间为30-60min；
S4、在正面掺杂多晶硅层表面沉积透明导电层；
S5、在背面掺杂多晶硅层表面沉积背面电极。
6.根据权利要求5所述的晶硅底电池的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：制绒后进行圆角化处理，将晶硅衬底放入圆角化溶液中浸泡30-120s，圆角化溶液为氢氟酸、硝酸和乙酸混合溶液。
7.根据权利要求5所述的晶硅底电池的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：沉积透明导电层后在空气中进行回火处理，温度为250-280℃，时间为10-20min。
8.根据权利要求5所述的晶硅底电池的制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：高温退火处理后在正面掺杂多晶硅层表面采用ALD沉积氧化铝薄膜，再采用PECVD沉积氮化硅薄膜，然后用氢氟酸溶液去除氧化铝和氮化硅薄膜。
9.一种叠层电池，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的晶硅底电池及钙钛矿顶电池。
10.根据权利要求9所述的叠层电池，其特征在于，所述钙钛矿顶电池中钙钛矿薄膜的厚度为0.5-1μm。
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