CN117577721A - 全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法 - Google Patents

全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法 Download PDF

Info

Publication number
CN117577721A
CN117577721A CN202311527196.5A CN202311527196A CN117577721A CN 117577721 A CN117577721 A CN 117577721A CN 202311527196 A CN202311527196 A CN 202311527196A CN 117577721 A CN117577721 A CN 117577721A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
microcrystalline silicon
doped layer
silicon
doped
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.)
Pending
Application number
CN202311527196.5A
Other languages
English (en)
Inventor
王文静
周肃
徐晓华
萧吉宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Huasheng New Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Anhui Huasheng New Energy Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Huasheng New Energy Technology Co ltd filed Critical Anhui Huasheng New Energy Technology Co ltd
Priority to CN202311527196.5A priority Critical patent/CN117577721A/zh
Publication of CN117577721A publication Critical patent/CN117577721A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/06Semiconductor 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L31/068Semiconductor 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0682Semiconductor 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic System
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1868Passivation
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/10Organic photovoltaic [PV] modules; Arrays of single organic PV cells
    • H10K39/15Organic photovoltaic [PV] modules; Arrays of single organic PV cells comprising both organic PV cells and inorganic PV cells

Abstract

本发明的实施例提供了一种全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法,涉及光伏领域。全背接触式光伏电池包括衬底和多个金属电极。衬底的背面同层交替间隔排布有第一本征非晶硅层和隧穿氧化层。隧穿氧化层的背面层叠有多晶硅掺杂层。第一本征非晶硅层的背面层叠有第一微晶硅掺杂层。多个电极分别与多晶硅掺杂层和微晶硅掺杂层对应连接。衬底的正面向外依次层叠有第二本征非晶硅层和第二微晶硅掺杂层。其能提高转化率。

Description

全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法
技术领域
本发明涉及光伏领域,具体而言,涉及一种全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法。
背景技术
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术,如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收,具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发,以致产生电子-空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前,将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。太阳光照在半导体P-N结上,形成新的空穴-电子对,在P-N结内建电场的作用下,空穴由N区流向P区,电子由P区流向N区,接通电路后就形成电流。
太阳能电池包括不同的类型,晶硅太阳能电池可以有效地利用钙钛矿材料无法吸收的红外光,从而通过叠层方式组合钙钛矿和晶硅太阳能单电池,提升晶硅光伏电池的效率。然而现有的叠层方式组合钙钛矿和晶硅太阳能单电池仍存在效率提升受限的问题。
发明内容
本发明的目的包括,例如,提供了一种全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法,其能够提升光伏电池的转换效率。
本发明的实施例可以这样实现:
第一方面,本发明提供一种全背接触式光伏电池,包括衬底和多个金属电极,
所述衬底的背面同层交替间隔排布有第一本征非晶硅层和隧穿氧化层;
对应所述隧穿氧化层的背面层叠有多晶硅掺杂层;
对应所述第一本征非晶硅层的背面层叠有第一微晶硅掺杂层;
多个金属电极分别与所述多晶硅掺杂层和所述微晶硅掺杂层对应连接;
所述衬底的正面向外依次层叠有第二本征非晶硅层和第二微晶硅掺杂层。
在可选的实施方式中,所述衬底为N型单晶硅片;和/或,
所述多晶硅掺杂层为磷掺杂多晶硅;和/或,
所述第一微晶硅掺杂层为硼掺杂微晶硅层;和/或,
所述第二微晶硅掺杂层为磷掺杂微晶硅层。
在可选的实施方式中,所述多晶硅掺杂层和所述第一微晶硅掺杂层背部均层叠有第一钝化层,所述第一钝化层的背部层叠有第一减反层,所述第一钝化层为氧化铝钝化膜;和/或,
所述第一减反层为氮化硅钝化减反膜。
在可选的实施方式中,所述第二微晶硅掺杂层的正面向外依次层叠有第二钝化层和第一减反层。
在可选的实施方式中,所述第二钝化层为氧化铝钝化膜;和/或,
所述第二减反层为氮化硅钝化减反膜。
在可选的实施方式中,所述多晶硅掺杂层和所述第一微晶硅掺杂层同层间隔设置,且二者之间的间隔区对应所述隧穿氧化层和所述第一本征非晶硅层之间形成的间隔区。第二方面,本发明提供一种钙钛矿晶硅叠层电池,包括前述实施方式中任一项所述的全背接触式光伏电池和钙钛矿电池组件;
所述钙钛矿电池组件层叠设置于所述全背接触式光伏电池的正面。
在可选的实施方式中,所述钙钛矿电池组件包括钙钛矿层;
所述钙钛矿层的正面依次向外层叠有电子传输层和第一电极层;
所述钙钛矿层的背面依次向外层叠有空穴传输层和第二电极层;
所述第二电极层层叠于所述全背接触式光伏电池的正面。
第三方面,本发明提供一种全背接触式光伏电池的工艺方法,用于制备前述实施方式中任一项所述全背接触式光伏电池,所述方法包括:
S1、在衬底的背面沉积形成隧穿氧化层;
S2、在所述隧穿氧化层的表面沉积多晶硅掺杂层;
S3、通过掩膜及激光开膜的方式对所述隧穿氧化层和所述多晶硅掺杂层进行处理,使所述隧穿氧化层间隔排布,并使所述隧穿氧化层之间的间隔露出所述衬底的背面,并在所述隧穿氧化层之间的间隔露出所述衬底的背面沉积形成第一本征非晶硅层;
S4、在所述第一本征非晶硅层表面沉积形成第一微晶硅掺杂层;
S5、采用激光对所述第一微晶硅掺杂层和所述多晶硅掺杂层之间以及所述隧穿氧化层和所述第一本征非晶硅层之间开膜,以使所述第一微晶硅掺杂层和所述多晶硅掺杂层之间形成间隔以及所述隧穿氧化层和所述第一本征非晶硅层之间形成间隔;
在可选的实施方式中,所述方法还包括:
S6、在所述第一微晶硅掺杂层、所述多晶硅掺杂层表面以及间隔内沉积氧化铝形成第一钝化层,在所述第二微晶硅掺杂层沉积氧化铝形成第二钝化层;
S7、在所述第一钝化层和所述第二钝化层的表面分别沉积第一减反层和第二减反层;
S8、在所述第一减反层表面采用丝网印刷金属电极,并使所述金属电极分别与所述多晶硅掺杂层和所述第一微晶硅掺杂层连接;
S9、在衬底的正面采用低温沉积形成第二本征非晶硅层;
S10、在所述第二本征非晶硅层表面沉积形成第二微晶硅掺杂层。
本发明实施例提供的光伏组件、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法的有益效果包括,例如:
本申请通过在衬底的背面设置形成隧穿氧化层以及在隧穿氧化层的背面形成多晶硅掺杂层,且设置与隧穿氧化层同层间隔的第一本征非晶硅层以及在第一本征非晶硅层的背面形成第一微晶硅掺杂层。这样设置可使得多晶硅掺杂层和第一微晶硅掺杂层结合形成PN结,以让电极均排布在电池的背面,从而减少正面金属栅线对光线的遮挡。其次,在隧穿氧化层及多晶硅掺杂层的作用下可促使电子进入多晶硅掺杂层,阻挡空穴,而第一微晶硅掺杂层具有更优的导电性能可以实现空穴的快速收集,从而可获得更多的载流子。最重要的是,第一层本征非晶硅层可起到缓冲的作用,其具有较多的氢键,从而可使电池具有更好的化学钝化效果,且第一本征非晶硅层与第一微晶硅掺杂层禁带宽度一致更有利于载流子的传输。从而整体提升电池的开路电压及短路电流,提升电池的效率。
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发明的某些实施例,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为本发明实施例提供的钙钛矿晶硅叠层电池结构示意图。
图标:1-全背接触式光伏电池;2-钙钛矿电池;3-衬底;4-第二本征非晶硅层;5-第二微晶硅掺杂层;6-第二钝化层;7-第二减反层;8-隧穿氧化层;9-多晶硅掺杂层;10-第一本征非晶硅层;11-第一微晶硅掺杂层;12-第一钝化层;13-第一减反层;14-第二电极层;15-空穴传输层;16-钙钛矿层;17-电子传输层;18-第一电极层;19-金属电极;20-间隔区;100-钙钛矿晶硅叠层电池。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。
在本发明的描述中,需要说明的是,若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1,本实施例提供了一种钙钛矿晶硅叠层电池100,包括全背接触式光伏电池1和钙钛矿电池2组件。钙钛矿电池2组件层叠设置于全背接触式光伏电池1的正面。
本申请将钙钛矿光伏组件和全背接触式光伏电池1叠加这样可以提高转化率。
在本实施例中,全背接触式光伏电池1包括衬底3和多个电极。衬底3的背面交替间隔排布有第一本征非晶硅层10和隧穿氧化层8。隧穿氧化层8的背面层叠有多晶硅掺杂层9。第一本征非晶硅层10的背面层叠有第一微晶硅掺杂层11。多个电极分别与多晶硅掺杂层9和第一微晶硅掺杂层11对应连接。衬底3的正面向外依次层叠有第二本征非晶硅层4和第二微晶硅掺杂层5。
本实施例通过在衬底3的背面形成隧穿氧化层8以及在隧穿氧化层8的背面形成多晶硅掺杂层9,且设置与隧穿氧化层8同层间隔的第一本征非晶硅层10以及在第一本征非晶硅层10的背面形成第一微晶硅掺杂层11,使得多晶硅掺杂层9和第一微晶硅掺杂层11结合可形成PN结,这样可以让电极均位于背面可以减少正面对光线的遮挡。在隧穿氧化层8及多晶硅掺杂层9的作用下可促使电子进入多晶硅掺杂层9,阻挡空穴,而第一微晶硅掺杂层11具有更优的导电性能可以实现空穴的快速收集,从而可获得更多的载流子。最重要的是第一层本征非晶硅层可起到缓冲的作用,其具有较多的氢键,从而可使晶硅电池具有更好的化学钝化效果,且第一本征非晶硅层10与第一微晶硅掺杂层11禁带宽度一致更有利于载流子的传输。从而整体提升电池的开路电压及短路电流,提升电池的效率。
在本实施例中,隧穿氧化层8和第一本征非晶硅层10之间形成有间隔区20,多晶硅掺杂层9和第一微晶硅掺杂层11之间形成有间隔区20。
在本实施例中,衬底3为N型单晶硅片。多晶硅掺杂层9为磷掺杂多晶硅。第一微晶硅掺杂层11为硼掺杂微晶硅层。第二微晶硅掺杂层5为磷掺杂微晶硅层。
本实施例通过硼掺杂微晶硅层作为P+发射极,采用磷掺杂多晶硅作为N+背表面场,形成PN结的同时又起到钝化作用。正面采用第二本征非晶硅层4钝化,磷掺杂微晶硅层作为N+前表面场,本征非晶硅和磷掺杂微晶硅都有钝化效果,实现双层钝化,可提升电池的钝化效果。
请参考图1,在本实施例中,多晶硅掺杂层9和第一微晶硅掺杂层11背部均层叠有第一钝化层12,第一钝化层12的背部层叠有第一减反层13。
第一钝化层12和第一减反层13都有钝化效果,因此相较于tco钝化效果好。
在本实施例中,第一钝化层12为氧化铝钝化膜。第一减反层13为氮化硅钝化减反膜。
采用氧化铝和氮化硅进行钝化,可进一步提升电池的开路电压,采用氮化硅替代ITO作为减反射膜,实现无铟减反射膜,降低成本。
在本实施例中,第二微晶硅掺杂层5的正面向外依次层叠有第二钝化层6和第二减反层7。
第二钝化层6和第二减反层7都有钝化效果,配合从而使正面具有较好的钝化效果好。在本实施例中,第二钝化层6为氧化铝钝化膜。第二减反层7为氮化硅钝化减反膜。
氧化铝和氮化硅硅都有钝化效果,实现双层钝化可采用氮化硅替代ITO作为减发射膜,实现无铟减反射膜,降低成本。
在本实施例中,衬底3的正面和背面均通过制绒处理,均形成金子塔绒面。
在本实施例中,钙钛矿电池2组件包括钙钛矿层16。钙钛矿层16的正面依次向外层叠有电子传输层17和第一电极层18。钙钛矿层16的背面依次向外层叠有空穴传输层15和第二电极层14。第二电极层14层叠于全背接触式光伏电池1的正面。
在本实施例中,第一电极层18和第二电极层14均为TCO导电玻璃。
在本实施例中,钙钛矿层16可以为铯溴化铅、甲基溴化铅、甲脒溴化铅、铯碘化铅、甲基碘化铅、甲脒碘化铅、铯氯化铅、甲基氯化铅、甲脒氯化铅、碘化铅、溴化铅、氯化铅、碘化铯、溴化铯、氯化铯、碘甲脒、甲胺碘中的一种或多种。
金属电极19可以为金、银、铜、铝、镍、银、钨、导电石墨/炭黑、石墨烯和碳纳米管中的一种。
下表为本实施例提供的全背接触式光伏电池与对比例IBC电池的实验数据对比表:
通过上表可以看出本实施例提供的全背接触式光伏电池1的各项参数均优于现有的IBC结构电池,尤其是转化效率提升至28.368%,相较于对比例的IBC电池提升较大。
本发明提供一种全背接触式光伏电池1的工艺方法,用于制备前述实施例全背接触式光伏电池1。
方法包括:
S1、在衬底3的背面沉积形成隧穿氧化层8;
具体地,在衬底3背面的绒面上采用热氧化、LPCVD、PECVD或PVD的方式沉积隧穿氧化层8,隧穿氧化层8厚度为1nm-2.5nm。将隧穿氧化层8的沉积放在第二步骤,主要是由于其需要高温沉积,一般温度在800摄氏度,而后续的沉积温度较低,其先沉积则不会影响后续工艺。
一般情况下会在步骤S1之前会对基地进行处理,以提高光转化率。通常采用对衬底3进行制绒清洗,以使衬底3获得金字塔绒面。制绒清洗时时清洗衬底3表面脏污、采用KOH或NaOH与制绒添加剂在衬底3两面获得金字塔绒面,这样形成的金子塔绒面可对光进行两次多次反射。
S2、在隧穿氧化层8的表面沉积多晶硅掺杂层9;
具体地,多晶硅掺杂层9为磷掺杂多晶硅层,可采用LPCVD、PECVD或PVD的方式在沉积多晶硅层的同时掺杂磷,直接形成磷掺杂多晶硅层,形成N+背表面场,磷掺杂多晶硅层厚度为80-150nm。
S3、通过掩膜及激光开膜的方式对隧穿氧化层8和多晶硅掺杂层9进行处理,使隧穿氧化层8间隔排布,并使隧穿氧化层8之间的间隔露出衬底3的背面,并在隧穿氧化层8之间的间隔露出衬底3的背面沉积形成第一本征非晶硅层10;
通过开槽的方式露出第一本征非晶硅层10的区域,从而使第一本征非晶硅和隧穿氧化层8间隔排布。
S4、在第一本征非晶硅层10表面沉积形成第一微晶硅掺杂层11;
具体地,第一微晶硅掺杂层11为硼掺杂微晶硅层。在第一本征非晶硅层10背面表面采用PECVD或热丝CVD定域掺硼形成硼掺杂微晶硅,形成P+区发射极。
S5、采用激光对第一微晶硅掺杂层11和多晶硅掺杂层9之间以及隧穿氧化层8和第一本征非晶硅层10之间开膜,以使第一微晶硅掺杂层11和多晶硅掺杂层9之间形成间隔以及隧穿氧化层8和第一本征非晶硅层10之间形成间隔;
这样可使第一本征非晶硅层10/硼掺杂微晶硅层之间开膜形成间隔区20,在磷掺杂多晶硅层与硼掺杂微晶硅层之间形成间隔区20。
进一步地,在本实施例中,该制备方法还包括:
S6、在第一微晶硅掺杂层11、多晶硅掺杂层9表面以及间隔内沉积氧化铝形成第一钝化层12,在第二微晶硅掺杂层5沉积氧化铝形成第二钝化层6。
具体可采用低温ALD的方式沉积,沉积温度在200℃以内,厚度分别均为10-20nm,背面间隔区20也同样沉积氧化铝钝化膜。
S7、在第一钝化层12和第二钝化层6的表面分别沉积第一减反层13和第二减反层7。
第一减反层13和第二减反层7为氮化硅层。可采用低温ALD的方式沉积,沉积温度在200℃以内。
S8、在第一减反层13表面采用丝网印刷金属电极19,并使金属电极19分别与多晶硅掺杂层9和第一微晶硅掺杂层11连接。
通过溶液腐蚀可以使多晶硅掺杂层9和第一微晶硅掺杂层11露出,再通过丝网印刷与露出部分对准,从而印刷形成金属电极层。
S9、在衬底3的正面采用低温沉积形成第二本征非晶硅层4。
具体地,衬底3正面的第二本征非晶硅层4可采用PECVD或热丝CVD的方式,温度在200°以内低温沉积,层厚度为5-10nm。
S10、在第二本征非晶硅层4表面沉积形成第二微晶硅掺杂层5;
具体地,第二微晶硅掺杂层5为磷掺杂微晶硅层。可在第二本征非晶硅层4表面采用PECVD或热丝CVD通过改变氢气和硅烷的流量比沉积磷掺杂微晶硅形成N+前表面场,氢气与硅烷的流量比约300-600,沉积温度200℃以内。
钙钛矿电池2的制备工艺方法包括:
A1、第二电极层表面采用PVD或的方式沉积空穴传输层15,氧化镍作为空穴传输层15,厚度为10-20nm。
A2、在空穴传输层15表面采用蒸镀或涂布的方式沉积钙钛矿层16,宽禁带的铅碘盐作为钙钛矿吸收层,厚度为400-600nm。
A3、在钙钛矿吸收层表面采用ALD或蒸镀、喷墨的方式沉积电子传输层17,氧化锡和C60作为电子传输层17,氧化锡厚度20-30nm,C60厚度为15-20nm。
A4、在电子传输层17表面采用PVD或RPD的方式沉积TCO第一电极层18,ITO、IZO、IWO可作为透明导电膜,厚度80-100nm。
综上本发明实施例提供的光伏组件、钙钛矿晶硅叠层电池100及其工艺方法的有益效果包括,例如:
本实施例通过在衬底3的背面形成隧穿氧化层8以及在隧穿氧化层8的背面形成多晶硅掺杂层9,且设置与隧穿氧化层8同层间隔的第一本征非晶硅层10以及在第一本征非晶硅层10的背面形成第一微晶硅掺杂层11,使得多晶硅掺杂层9和第一微晶硅掺杂层11结合可形成PN结,这样可以让电极均位于背面可以减少正面对光线的遮挡。在隧穿氧化层8及多晶硅掺杂层9的作用下可促使电子进入多晶硅掺杂层9,阻挡空穴,而第一微晶硅掺杂层11具有更优的导电性能可以实现空穴的快速收集,从而可获得更多的载流子。最重要的是第一层本征非晶硅层可起到缓冲的作用,其具有较多的氢键,从而可使晶硅电池具有更好的化学钝化效果,且第一本征非晶硅层10与第一微晶硅掺杂层11禁带宽度一致更有利于载流子的传输。从而整体提升电池的开路电压及短路电流,提升电池的效率。
以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种全背接触式光伏电池,包括衬底(3)和多个金属电极(19),其特征在于,
所述衬底(3)的背面同层交替间隔排布有第一本征非晶硅层(10)和隧穿氧化层(8);
对应所述隧穿氧化层(8)的背面层叠有多晶硅掺杂层(9);
对应所述第一本征非晶硅层(10)的背面层叠有第一微晶硅掺杂层(11);
多个所述金属电极(19)分别与所述多晶硅掺杂层(9)和所述微晶硅掺杂层对应连接;
所述衬底(3)的正面向外依次层叠有第二本征非晶硅层(4)和第二微晶硅掺杂层(5);
所述衬底(3)为N型单晶硅片,所述第二微晶硅掺杂层(5)为磷掺杂微晶硅层;
所述多晶硅掺杂层(9)为磷掺杂多晶硅,所述第一微晶硅掺杂层(11)为硼掺杂微晶硅层。
2.根据权利要求1所述的全背接触式光伏电池,其特征在于,所述多晶硅掺杂层(9)和所述第一微晶硅掺杂层(11)背部均层叠有第一钝化层(12),所述第一钝化层(12)的背部层叠有第一减反层(13);
所述第一钝化层(12)为氧化铝钝化膜;和/或,
所述第一减反层(13)为氮化硅钝化减反膜。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的全背接触式光伏电池,其特征在于,所述第二微晶硅掺杂层(5)的正面向外依次层叠有第二钝化层(6)和第二减反层(7);所述第二钝化层(6)为氧化铝钝化膜,所述第二减反层(7)为氮化硅钝化减反膜。
4.根据权利要求3所述的全背接触式光伏电池,其特征在于,所述金属电极(19)形成于所述第二钝化层(6)的表面,并穿过所述第二钝化层(6)和所述第二减反层(7)分别与所述多晶硅掺杂层(9)或所述第一微晶硅掺杂层(11)电连接。
5.根据权利要求1-2任一项所述的全背接触式光伏电池,其特征在于,所述多晶硅掺杂层(9)和所述第一微晶硅掺杂层(11)同层间隔设置,且二者之间的间隔区(20)对应所述隧穿氧化层(8)和所述第一本征非晶硅层(10)之间形成的间隔区(20)。
6.一种钙钛矿晶硅叠层电池,其特征在于,包括权利要求1-5中任一项所述的全背接触式光伏电池,还包括钙钛矿电池(2)组件;
所述钙钛矿电池(2)组件层叠设置于所述全背接触式光伏电池的正面。
7.根据权利要求6所述的钙钛矿晶硅叠层电池,其特征在于,所述钙钛矿电池(2)组件包括钙钛矿层(16);
所述钙钛矿层(16)的正面依次向外层叠有电子传输层(17)和第一电极层(18);
所述钙钛矿层(16)的背面依次向外层叠有空穴传输层(15)和第二电极层(14);
所述第二电极层(14)层叠于所述全背接触式光伏电池的正面。
8.一种全背接触式光伏电池的工艺方法,其特征在于,所述方法包括:
S1、在衬底(3)的背面沉积形成隧穿氧化层(8);
S2、在所述隧穿氧化层(8)的表面沉积多晶硅掺杂层(9);
S3、通过掩膜及激光开膜的方式对所述隧穿氧化层(8)和所述多晶硅掺杂层(9)进行处理,使所述隧穿氧化层(8)间隔排布,并使所述隧穿氧化层(8)之间的间隔露出所述衬底(3)的背面,并在所述隧穿氧化层(8)之间的间隔露出所述衬底(3)的背面沉积形成第一本征非晶硅层(10);
S4、在所述第一本征非晶硅层(10)表面沉积形成第一微晶硅掺杂层(11);
S5、采用激光对所述第一微晶硅掺杂层(11)和所述多晶硅掺杂层(9)之间以及所述隧穿氧化层(8)和所述第一本征非晶硅层(10)之间开膜,以使所述第一微晶硅掺杂层(11)和所述多晶硅掺杂层(9)之间形成间隔以及所述隧穿氧化层(8)和所述第一本征非晶硅层(10)之间形成间隔;
其中,所述衬底(3)为N型单晶硅片,所述第二微晶硅掺杂层(5)为磷掺杂微晶硅层;
所述多晶硅掺杂层(9)为磷掺杂多晶硅,所述第一微晶硅掺杂层(11)为硼掺杂微晶硅层。
9.根据权利要求8所述的全背接触式光伏电池的工艺方法,其特征在于,所述方法还包括:
S6、在所述第一微晶硅掺杂层(11)、所述多晶硅掺杂层(9)表面以及间隔内沉积氧化铝形成第一钝化层(12),在所述第二微晶硅掺杂层(5)沉积氧化铝形成第二钝化层(6);
S7、在所述第一钝化层(12)和所述第二钝化层(6)的表面分别沉积第一减反层(13)和第二减反层(7);
S8、在所述第一减反层(13)表面并采用丝网印刷金属电极(19),并使所述金属电极(19)分别与所述多晶硅掺杂层(9)和所述第一微晶硅掺杂层(11)连接;
S9、在衬底(3)的正面沉积形成有第二本征非晶硅层(4);
S10、在所述第二本征非晶硅层(4)表面沉积形成有第二微晶硅掺杂层(5)。
CN202311527196.5A 2023-11-14 2023-11-14 全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法 Pending CN117577721A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311527196.5A CN117577721A (zh) 2023-11-14 2023-11-14 全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311527196.5A CN117577721A (zh) 2023-11-14 2023-11-14 全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117577721A true CN117577721A (zh) 2024-02-20

Family

ID=89863694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311527196.5A Pending CN117577721A (zh) 2023-11-14 2023-11-14 全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117577721A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ajayan et al. A review of photovoltaic performance of organic/inorganic solar cells for future renewable and sustainable energy technologies
US10084107B2 (en) Transparent conducting oxide for photovoltaic devices
US11616160B2 (en) Tandem solar cell
JP2012164961A (ja) 太陽電池およびその製造方法
WO2011061011A2 (en) Holey electrode grids for photovoltaic cells with subwavelength and superwavelength feature sizes
US20120042952A1 (en) Silicon solar cell comprising a carbon nanotube layer
CN113206123A (zh) 一种钙钛矿/晶硅叠层电池及其制备方法
CN113644142A (zh) 一种具有钝化接触的太阳能电池及其制备方法
KR102586115B1 (ko) 양면 수광형 실리콘 태양전지
KR101886818B1 (ko) 이종 접합 실리콘 태양 전지의 제조 방법
WO2012057604A1 (en) Nanostructure-based photovoltaic cell
JP2012064990A (ja) 半導体ナノ素材を利用した光電変換装置およびその製造方法{photoelectricconversiondeviceusingsemiconductornanomaterialsandmethodofmanufacturingthesame}
JP6619273B2 (ja) 光電変換装置
CN115642203A (zh) 背结太阳能电池及其制备方法
WO2022134994A1 (zh) 太阳电池及生产方法、光伏组件
JP5645734B2 (ja) 太陽電池素子
JP2675754B2 (ja) 太陽電池
CN117577721A (zh) 全背接触式光伏电池、钙钛矿晶硅叠层电池及其工艺方法
KR20120122002A (ko) 이종접합형 태양전지
CN114744052A (zh) 太阳能电池及光伏组件
US8852982B2 (en) Photoelectric device and manufacturing method thereof
CN117410361B (zh) 一种太阳能电池组件及其双面制绒的TOPCon结构电池
KR20120122023A (ko) 이종접합형 태양전지
KR20120109036A (ko) 태양전지 및 태양전지 제조방법
KR101621551B1 (ko) 태양전지 및 이의 제조방법

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