CN211376648U - 具有双层tco导电膜的异质结太阳能电池结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及的一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，它包括硅衬底，所述硅衬底的正面和背面均设有非晶硅本征层，所述硅衬底正面的非晶硅本征层的外侧设有P型非晶硅掺杂层，所述硅衬底背面的非晶硅本征层的外侧设有N型非晶硅掺杂层；所述P型非晶硅掺杂层和N型非晶硅掺杂层的外侧均设有第一TCO导电膜，所述第一TCO导电膜的外侧设有第二TCO导电膜，所述第二TCO导电膜的外侧设有若干Ag电极；所述第一TCO导电膜的掺杂浓度为1.5~3e20cm‑3，所述第二TCO导电膜的掺杂浓度为3~5e20cm‑3。本实用新型提高HJT太阳能电池的光电转换效率，同时稳定的工艺更适合运用于量产。
Description
技术领域
本实用新型涉及光伏高效电池技术领域，尤其涉及一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构。
背景技术
“光伏领跑者计划”是国家能源局拟从2015年开始，之后每年都实行的光伏扶持专项计划，意在促进光伏发电技术进步、产业升级、市场应用和成本下降为目的，通过市场支持和试验示范，以点带面，加速技术成果向市场应用转化，以及落后技术、产能淘汰，实现2020年光伏发电用电侧平价上网目标。在“领跑者”计划中所采用技术和使用的组件都是行业技术绝对领先的技术和产品，高效PERC、黑硅、N型双面、硅异质结（HJT）等高效电池的开发越来越受重视。其中硅基异质结（HJT)太阳电池的高转化效率、高开路电压、低温度系数、无光致衰减（LID）、无电致衰减（PID）、低制程工艺温度等优势成为了最热门研究方向之一。
由于HJT电池发射极是用非晶硅制备的，该层的横向导电性比较差，所以必须在发射极的上面制备一层TCO导电膜，其主要作用是将载流子输运到电池电极，同时保护P型非晶硅掺杂层和N型非晶硅掺杂层，现有的结构参见图1。TCO薄膜性能的好坏关乎HJT电池转换效率的高低，因此，制备性能优异的TCO薄膜对于进一步提高HJT电池转换效率意义重大。
TCO膜需要有高的迁移率和透过率以及较低的方阻和接触电阻（浆料与TCO膜的接触电阻），主要受薄膜的掺杂浓度影响，但是高的迁移率要求较低的掺杂浓度，而接触电阻则要求较高的掺杂浓度，相互矛盾，因此目前的硅基异质结太阳能电池结构无法达到更高的电池转换效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，采用双层TCO导电膜设计，提高HJT太阳能电池的光电转换效率。
本实用新型的目的是这样实现的：
一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，它包括硅衬底，所述硅衬底的正面和背面均设有非晶硅本征层，所述硅衬底正面的非晶硅本征层的外侧设有P型非晶硅掺杂层，所述硅衬底背面的非晶硅本征层的外侧设有N型非晶硅掺杂层；所述P型非晶硅掺杂层和N型非晶硅掺杂层的外侧均设有第一TCO导电膜，所述第一TCO导电膜的外侧设有第二TCO导电膜，所述第二TCO导电膜的外侧设有若干Ag电极；所述第一TCO导电膜的掺杂浓度为1.5~3e20cm-3，所述第二TCO导电膜的掺杂浓度为3~5e20cm-3。
一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，所述第一TCO导电膜的厚度为70~90nm。
一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，所述第二TCO导电膜的厚度为15~25nm。
一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，所述非晶硅本征层的厚度为5~10nm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型通过采用掺杂浓度不同的双层TCO导电膜，靠近硅片一侧为低掺杂浓度，厚度较厚，用以保证高的迁移率和透过率，靠近印刷金属栅线一侧为高掺杂浓度，厚度较薄，用以降低横向传输电阻和接触电阻，用于解决现有的HJT电池中不能同时实现高迁移率透过率和低接触的问题，提高HJT太阳能电池的光电转换效率，同时稳定的工艺更适合运用于量产。
附图说明
图1为现有异质结太阳能电池的结构示意图。
图2为本实用新型异质结太阳能电池的结构示意图。
其中：
硅衬底1、非晶硅本征层2、P型非晶硅掺杂层3、N型非晶硅掺杂层4、第一TCO导电膜5、第二TCO导电膜6、Ag电极7。
具体实施方式
实施例1：
参见图2，本实用新型涉及的一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，它包括硅衬底1，所述硅衬底1的正面和背面均设有非晶硅本征层2；
所述硅衬底1正面的非晶硅本征层2的外侧设有P型非晶硅掺杂层3，所述P型非晶硅掺杂层3的外侧设有第一TCO导电膜5，所述第一TCO导电膜5的外侧设有第二TCO导电膜6，所述第二TCO导电膜6的外侧设有若干Ag电极7；
所述硅衬底1背面的非晶硅本征层2的外侧设有N型非晶硅掺杂层4，所述N型非晶硅掺杂层4的外侧设有第一TCO导电膜5，所述第一TCO导电膜5的外侧设有第二TCO导电膜6，所述第二TCO导电膜6的外侧设有若干Ag电极7。
所述第一TCO导电膜5的掺杂浓度为1.5e20cm-3，厚度为70nm。
所述第二TCO导电膜6的掺杂浓度为3e20cm-3，厚度为15nm。
所述非晶硅本征层2的厚度为7nm；P型非晶硅掺杂层3的总厚度为10nm；N型非晶硅掺杂层4的厚度为6nm。
本实用新型涉及的一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构的制备方法，包括以下几个步骤：
（1）对尺寸为156.75mm、厚度为180um的硅衬底1进行制绒、清洗处理；
（2）通过PECVD制备本征非晶硅层，正背面本征非晶硅各自采用一步完成7nm沉积；
（3）选取N型非晶硅膜为受光面掺杂层；
（4）使用等离子体增强化学气相沉积制备n型非晶硅掺杂层，厚度为6nm；
（5）使用等离子体化学气相沉积制备p型非晶硅掺杂层，总厚度为10nm；
（6）使用RPD或PVD方法沉积第一TCO导电膜，靠近硅衬底的第一层，掺杂浓度为1.5e20cm-3，厚度为70nm；
（7）使用RPD或PVD方法沉积第二TCO导电膜，靠近金属栅线的第二层，掺杂浓度为3e20cm-3，厚度为15nm；
（8）通过丝网印刷形成正背面Ag电极；
（9）固化使得银栅线与第二TCO导电膜之间形成良好的欧姆接触；
（10）进行测试电池的电性能。
实施例2：
参见图2，本实用新型涉及的一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，与实施例1不同的是，所述第一TCO导电膜5的掺杂浓度为2.2e20cm-3，厚度为80nm；所述第二TCO导电膜6的掺杂浓度为4e20cm-3，厚度为20nm。
实施例3：
参见图2，本实用新型涉及的一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，与实施例1不同的是，所述第一TCO导电膜5的掺杂浓度为3e20cm-3，厚度为90nm；所述第二TCO导电膜6的掺杂浓度为5e20cm-3，厚度为25nm。
所述第一TCO导电膜5的掺杂浓度为1.5~3e20cm-3，为第一层浓度，所述第二TCO导电膜（6）的掺杂浓度为3~5e20cm-3，定义为第二层浓度。
将本实用新型的实施例数据与双面TCO结构不同其他参数均相同的现有技术对比，本实用新型与现有技术的电性能对比参见下表，主要从开路电压Voc、短路电流Isc和填充因子FF体现，可以得到本实用新型的太阳能电池电性能参数的提升，使太阳能电池的转换效率Eta有绝对0.08%的提升。
以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。
Claims (4)
1.一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，它包括硅衬底（1），所述硅衬底（1）的正面和背面均设有非晶硅本征层（2），所述硅衬底（1）正面的非晶硅本征层（2）的外侧设有P型非晶硅掺杂层（3），所述硅衬底（1）背面的非晶硅本征层（2）的外侧设有N型非晶硅掺杂层（4）；其特征在于：所述P型非晶硅掺杂层（3）和N型非晶硅掺杂层（4）的外侧均设有掺杂浓度为第一层浓度的第一TCO导电膜（5），所述第一TCO导电膜（5）的外侧设有掺杂浓度为第二层浓度的第二TCO导电膜（6），所述第一层浓度低于第二层浓度；所述第二TCO导电膜（6）的外侧设有若干Ag电极（7）。
2.根据权利要求1所述的一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，其特征在于：所述第一TCO导电膜（5）的厚度为70~90nm。
3.根据权利要求1所述的一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，其特征在于：所述第二TCO导电膜（6）的厚度为15~25nm。
4.根据权利要求1所述的一种具有双层TCO导电膜的异质结太阳能电池结构，其特征在于：所述非晶硅本征层（2）的厚度为5~10nm。
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