CN216563148U - 透明导电氧化物薄膜及异质结太阳能电池 - Google Patents
透明导电氧化物薄膜及异质结太阳能电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN216563148U CN216563148U CN202122267180.8U CN202122267180U CN216563148U CN 216563148 U CN216563148 U CN 216563148U CN 202122267180 U CN202122267180 U CN 202122267180U CN 216563148 U CN216563148 U CN 216563148U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- thin film
- amorphous silicon
- type doped
- transparent conductive
- 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.)
- Active
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 96
- 239000010408 film Substances 0.000 claims abstract description 180
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 97
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 102
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 20
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 19
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 101000760175 Homo sapiens Zinc finger protein 35 Proteins 0.000 description 4
- 102100024672 Zinc finger protein 35 Human genes 0.000 description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 4
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 3
- 238000005477 sputtering target Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本申请提供一种透明导电氧化物薄膜及异质结太阳能电池,涉及太阳能电池技术领域领域。透明导电氧化物薄膜包括种子层、导电层和保护层,种子层包括氧化铟锡膜和/或镓‑铝共掺杂氧化锌膜,导电层设于种子层的表面,导电层包括镓‑铝共掺杂氧化锌膜;保护层设于导电层的表面,保护层包括氧化铟锡膜。其能够保证电池效率和减少电池衰减,同时能够减少成本。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域,具体而言,涉及一种透明导电氧化物薄膜及异质结太阳能电池。
背景技术
透明导电氧化物(TCO)薄膜因其优异的光电性能在low-E玻璃、平板显示、发光二极管、光电探测、光电通信、太阳电池等泛光电半导体领域得到了广泛应用。
在异质结太阳电池(SHJ)应用中,TCO薄膜具有三大重要功能:1、充当光生载流子的有效收集和传输载体,需具备较好的导电性;2、充当表面减反射窗口层;3、充当表面保护层。此外,TCO薄膜除了必须具备满足电池性能所需要的光电性能外,还需严格控制TCO薄膜的物料及制备成本。
其中,氧化铟锡(ITO)薄膜是一种常用的TCO薄膜,但是目前铟的价格较高,导致氧化铟锡(ITO)薄膜的成本较高。而铝掺杂氧化锌(AZO)薄膜是另外一种常用的TCO薄膜,因该薄膜主要成分是Zn和Al,其成本仅为ITO薄膜的1/10左右。现有技术中,为了减少成本,有通过使用低成本的AZO薄膜替代ITO薄膜,但是AZO薄膜作为TCO薄膜制备的SHJ电池效率较低,且具有严重的电池衰减问题,终端产品很难满足国标委IEC:61215的相关指标要求。
实用新型内容
本申请实施例提供一种透明导电氧化物薄膜及异质结太阳能电池,其能够保证电池效率和减少电池衰减,同时能够减少成本。
本申请实施例是这样实现的:
第一方面,本申请实施例提供一种透明导电氧化物薄膜,其包括:
种子层,种子层包括氧化铟锡膜和/或镓-铝共掺杂氧化锌膜;
导电层,导电层设于种子层的表面,导电层包括镓-铝共掺杂氧化锌膜;
保护层,保护层设于导电层的表面,保护层包括氧化铟锡膜。
第二方面,本申请实施例提供一种异质结太阳能电池,其包括:
硅片;
在所述硅片的两个表面的本征非晶硅薄膜;
在其中一个本征非晶硅薄膜表面的P型掺杂非晶硅薄膜,以及在另一个本征非晶硅薄膜表面的N型掺杂非晶硅薄膜;
第一方面实施例的透明导电氧化物薄膜,透明导电氧化物薄膜设于所述P型掺杂非晶硅薄膜和N型掺杂非晶硅薄膜的表面;种子层靠近P型掺杂非晶硅薄膜和N型掺杂非晶硅薄膜设置;以及
电极,电极设于透明导电氧化物薄膜的表面。
本申请实施例的透明导电氧化物薄膜及异质结太阳能电池的有益效果包括:
透明导电氧化物薄膜中的种子层包括氧化铟锡膜和/或镓-铝共掺杂氧化锌膜,该种子层能够降低透明导电氧化物薄膜与P型掺杂非晶硅薄膜和N型掺杂非晶硅薄膜的接触势垒,获得较低的接触电阻;导电层包括镓-铝共掺杂氧化锌膜,则能够减少成本;同时,氧化铟锡膜作为保护层,能够提高透明导电氧化物薄膜的稳定性,保证电池效率和减少电池衰减。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,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申请的某些实施例,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为本申请实施例的异质结太阳能电池的结构示意图;
图2为本申请实施例的透明导电氧化物薄膜的结构示意图。
图标:10-异质结太阳能电池;11-硅片;12-本征非晶硅薄膜;13-P型掺杂非晶硅薄膜;14-N型掺杂非晶硅薄膜;15-透明导电氧化物薄膜;151-种子层;152-导电层;153-保护层;16-电极。
具体实施方式
下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本申请,而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
其中,方案A和/或方案B,可以是单独的方案A,单独的方案B,也可以是方案A和方案B的组合。
以下针对本申请实施例的透明导电氧化物薄膜15及异质结太阳能电池10进行具体说明:
第一方面,本申请实施例提供一种透明导电氧化物薄膜15,请参照图2,其包括种子层151、导电层152和保护层153,种子层151包括氧化铟锡(ITO)膜和/或镓-铝共掺杂氧化锌(GAZO)膜,导电层152设于种子层151的表面,导电层152包括镓-铝共掺杂氧化锌膜,保护层153设于导电层152的表面,保护层153包括氧化铟锡膜。
透明导电氧化物薄膜15中的种子层151包括氧化铟锡膜和/或镓-铝共掺杂氧化锌膜,该种子层151能够降低透明导电氧化物薄膜15与太阳能电池中的掺杂非晶硅薄膜的接触势垒,获得较低的接触电阻;导电层152包括镓-铝共掺杂氧化锌膜,则能够减少成本;同时,由氧化铟锡膜作为保护层153,能够提高透明导电氧化物薄膜15的稳定性,保证电池效率和减少电池衰减。
本申请的发明人在研究中发现,如果以氧化铟锡膜作为导电层152,以镓-铝共掺杂氧化锌膜作为保护层153,则透明导电氧化物薄膜15的稳定性较低,会影响电池效率,造成比较严重的电池衰减。
在一些实施方案中,透明导电氧化物薄膜15中的氧化铟锡膜的厚度小于镓-铝共掺杂氧化锌膜的厚度。
由于镓-铝共掺杂氧化锌膜的成本低于氧化铟锡膜的成本,则能够进一步降低成本。需要说明的是,当种子层151包括氧化铟锡膜时,透明导电氧化物薄膜15中的氧化铟锡膜的厚度即为种子层151的厚度与保护层153的厚度的总和。当种子层151包括镓-铝共掺杂氧化锌膜时,则透明导电氧化物薄膜15中的镓-铝共掺杂氧化锌膜的厚度即为种子层151的厚度与导电层152的厚度的总和。
示例性地,ITO膜中的锡的掺杂比例不大于10wt%,例如为1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或10wt%。
需要说明的是,透明导电氧化物薄膜15中的氧化铟锡膜,可以是一种锡掺杂比例的氧化铟锡膜,也可以是多层不同的锡掺杂比例的氧化铟锡膜层叠而成。
示例性地,GAZO膜中的铝掺杂比例不大于3wt%,例如为0.5wt%、1wt%、0.5wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%或3wt%。示例性地,GAZO膜中的镓掺杂比例为0.5~3.5wt%,例如为0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、0.5wt%、2.5wt%、3wt%或3.5wt%。
需要说明的是,透明导电氧化物薄膜15中的GAZO膜,可以是一种掺杂比例的GAZO膜,也可以是多层不同的掺杂比例的GAZO膜层叠而成。
第二方面,本申请实施例提供一种异质结太阳能电池10,请参照图1,其包括:
硅片11;
在硅片11的两个表面的本征非晶硅薄膜12;
在其中一个本征非晶硅薄膜12表面的P型掺杂非晶硅薄膜13,以及在另一个本征非晶硅薄膜12表面的N型掺杂非晶硅薄膜14;
第一方面实施例的透明导电氧化物薄膜15,透明导电氧化物薄膜15设于P型掺杂非晶硅薄膜13和N型掺杂非晶硅薄膜14的表面;种子层151靠近P型掺杂非晶硅薄膜13和N型掺杂非晶硅薄膜14设置;以及
电极16,电极16设于透明导电氧化物薄膜15的表面。
由于透明导电氧化物薄膜15中的种子层151包括氧化铟锡膜和/或镓-铝共掺杂氧化锌膜,该种子层151能够降低透明导电氧化物薄膜15与P型掺杂非晶硅薄膜13和N型掺杂非晶硅薄膜14的接触势垒,获得较低的接触电阻;导电层152为镓-铝共掺杂氧化锌膜,则能够减少成本;同时,由氧化铟锡膜作为保护层153,能够提高透明导电氧化物薄膜15的稳定性,保证电池效率和减少电池衰减。
在一些实施方案中,P型掺杂非晶硅薄膜13和N型掺杂非晶硅薄膜14中均具有微晶硅。
P型掺杂非晶硅薄膜13和N型掺杂非晶硅薄膜14中均具有微晶硅使得P型掺杂非晶硅薄膜13和N型掺杂非晶硅薄膜14的导电性更好、激活能更小、轰击损伤更少、P型掺杂非晶硅薄膜13和N型掺杂非晶硅薄膜14与TCO膜的接触势垒更低,有利于降低接触电阻,提高电池效率。
示例性地,P型掺杂非晶硅薄膜13的晶化率>20%,例如为21%、22%、23%、24%、25%、26%、28%或30%。
示例性地,N型掺杂非晶硅薄膜14的晶化率>25%,例如为26%、28%、30%、32%、35%或40%。
可选地,硅片11为单晶硅片11。
进一步地,在一些实施方案中,N型掺杂非晶硅薄膜14表面的透明导电氧化物薄膜15中,种子层151的载流子浓度>6×1020,厚度<10nm。
由于种子层151包括氧化铟锡膜和/或镓-铝共掺杂氧化锌膜,且种子层151的载流子浓度>6×1020,厚度<10nm,能够建一步降低N型掺杂非晶硅薄膜14与透明导电氧化物薄膜15的接触势垒,从而获得更低的接触电阻,有利于进一步提高电池效率。
示例性地,种子层151的载流子浓度为6.2×1020、6.5×1020、7×1020、8×1020、9×1020或10×1020。示例性地,种子层151的厚度为1nm、3nm、5nm、7nm或9nm。
在一些实施方案中,N型掺杂非晶硅薄膜14表面的透明导电氧化物薄膜15中,导电层152的载流子浓度<2×1020,厚度>40nm。
由于导电层152为GAZO膜,且载流子浓度<2×1020,厚度>40nm,则能够降低透明导电氧化物薄膜15的寄生吸收,从而进一步提高异质结太阳能电池10的电池效率,减小电池的衰减。
示例性地,N型掺杂非晶硅薄膜14表面的透明导电氧化物薄膜15中,导电层152的载流子浓度为0.2×1020、0.5×1020、0.8×1020、1×1020、1×1020、1.2×1020、1.5×1020或1.8×1020。示例性地,导电层152的厚度为42nm、45nm、50nm、52nm或55nm。
在一些实施方案中,N型掺杂非晶硅薄膜14表面的透明导电氧化物薄膜15中,保护层153的厚度为10~40nm,例如为10nm、20nm、30nm或40nm。
可选地,本申请实施例的N型掺杂非晶硅薄膜14表面的透明导电氧化物薄膜15的厚度为60~150nm,例如为60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm或150nm。
进一步地,在一些实施方案中,P型掺杂非晶硅薄膜13表面的透明导电氧化物薄膜15中,种子层151的载流子浓度<1×1020,厚度<10nm。
由于种子层151包括氧化铟锡膜和/或镓-铝共掺杂氧化锌膜,且种子层151的载流子浓度<1×1020,厚度<10nm,能够提高界面功函数的适配度,建一步降低P型掺杂非晶硅薄膜13与透明导电氧化物薄膜15之间的接触势垒,从而获得更低的接触电阻,有利于进一步提高电池效率。
示例性地,P型掺杂非晶硅薄膜13表面的透明导电氧化物薄膜15中,种子层151的载流子浓度为0.2×1020、0.5×1020、0.8×1020或0.9×1020。示例性地,种子层151的厚度为1nm、3nm、5nm、7nm或9nm。
在一些实施方案中,P型掺杂非晶硅薄膜13表面的透明导电氧化物薄膜15中,导电层152的载流子浓度>3×1020,厚度>40nm。
由于导电层152为GAZO膜,且载流子浓度>3×1020,厚度>40nm,则能够确保透明导电氧化物薄膜15具有更好的导电性。
示例性地,P型掺杂非晶硅薄膜13表面的透明导电氧化物薄膜15中,导电层152的载流子浓度为3.2×1020、3.5×1020、4×1020、4.5×1020、5×1020或6×1020。示例性地,导电层152的厚度为42nm、45nm、50nm、52nm或55nm。
在一些实施方案中,P型掺杂非晶硅薄膜13表面的透明导电氧化物薄膜15中,保护层153的厚度为10~40nm,例如为10nm、20nm、30nm或40nm。
可选地,本申请实施例的P型掺杂非晶硅薄膜13表面的透明导电氧化物薄膜15的厚度为60~250nm,例如为60nm、80nm、100nm、120nm、150nm、180nm、200nm、220nm或250nm。
本申请实施例还提供一种异质结太阳能电池10的制备工艺,其包括:
对硅片11进行表面制绒和化学清洗,形成表面陷光结构;
在硅片11的两个表面沉积本征非晶硅薄膜12;
在其中一个本征非晶硅薄膜12表面沉积P型掺杂非晶硅薄膜13,在另一个本征非晶硅薄膜12表面沉积N型掺杂非晶硅薄膜14;
通过激光溅射镀膜的方式在P型掺杂非晶硅薄膜13和N型掺杂非晶硅薄膜14的表面形成透明导电氧化物薄膜15;
通过丝网印刷的方式在透明导电氧化物薄膜15表面形成电极16。
以下结合实施例对本申请的透明导电氧化物薄膜15及异质结太阳能电池10作进一步的详细描述。
实施例1
本实施提供一种异质结太阳能电池,其包括:
单晶硅片、在硅片的两个表面的本征非晶硅薄膜、在其中一个本征非晶硅薄膜表面的P型掺杂非晶硅薄膜、在另一个本征非晶硅薄膜表面的N型掺杂非晶硅薄膜、TCO薄膜以及设于TCO薄膜的表面的电极。
其中,P型掺杂非晶硅薄膜中含有微晶硅,其晶化率为20%,N型掺杂非晶硅薄膜中含有微晶硅,其晶化率为30%。
TCO薄膜设于P型掺杂非晶硅薄膜和N型掺杂非晶硅薄膜的表面。其中,N型掺杂非晶硅薄膜表面的TCO薄膜包括依次设置的厚度为10nm的种子层、厚度为60nm的导电层和厚度为20nm的保护层,该种子层为ITO薄膜,载流子浓度为8×1020;导电层为GAZO膜,载流子浓度为1×1020,保护层为ITO膜。其中,P型掺杂非晶硅薄膜表面的TCO薄膜包括依次设置的厚度为10nm的种子层、厚度为60nm的导电层和厚度为20nm的保护层,该种子层为ITO薄膜,载流子浓度为0.8×1020;导电层为GAZO膜,载流子浓度为4×1020,保护层为ITO膜。
TCO薄膜的种子层靠近P型掺杂非晶硅薄膜和N型掺杂非晶硅薄膜设置。
本实施还提供一种异质结太阳能电池的制备方法,其步骤包括:
(1)以单晶硅片为衬底,对单晶硅片进行表面制绒和化学清洗,形成表面陷光结构,再次经过化学清洗后形成清洁的表面;
(2)在单晶硅片的两个表面分别沉积本征非晶硅薄膜;
(3)在其中一个本征非晶硅薄膜表面沉积P型掺杂非晶硅薄膜、在另一个本征非晶硅薄膜表面沉积N型掺杂非晶硅薄膜,完成表面钝化和场钝化;
(4)通过磁控溅射镀膜的方式在P型掺杂非晶硅薄膜表面形成TCO薄膜,其中,该TCO薄膜的种子层的磁控溅射工艺条件包括:溅射靶材为ITO、溅射功率密度5KW/m、溅射压力0.45Pa、溅射温度为180℃、氧/氩的体积比的比值为1.0%;该TCO薄膜的导电层的磁控溅射工艺条件包括:溅射功率密度5KW/m、溅射压力0.45Pa、溅射温度为180℃、氧/氩的体积比的比值为2%;该TCO薄膜的保护层的磁控溅射工艺条件包括:溅射功率密度5KW/m、溅射压力0.35Pa、溅射温度为180℃、氧/氩比为3.0%。
(5)通过磁控溅射镀膜的方式在N型掺杂非晶硅薄膜表面形成TCO薄膜,该TCO薄膜的种子层的磁控溅射工艺条件包括:溅射靶材为ITO、溅射功率密度5KW/m、溅射压力0.45Pa、溅射温度为180℃、氧/氩的体积比的比值为3.0%;该TCO薄膜的导电层的磁控溅射工艺条件包括:溅射功率密度5KW/m、溅射压力0.45Pa、溅射温度为180℃、氧/氩的体积比的比值为2%;该TCO薄膜的保护层的磁控溅射工艺条件包括:溅射功率密度5KW/m、溅射压力0.35Pa、溅射温度为180℃、氧/氩比为3.0%。
(6)通过丝网印刷的方式在TCO薄膜表面形成金属电极。
实施例2
本实施例提供一种异质结太阳能电池,与实施例1相比,其不同之处仅在于本实施例的P型掺杂非晶硅薄膜和N型掺杂非晶硅薄膜的表面的TCO薄膜中,种子层为GAZO膜,保护层的厚度均为10nm。
本实施例还提供一种上述异质结太阳能电池的制备方法,与实施例1相比,其不同之处仅在于,将实施例1中步骤(5)和步骤(6)的种子层的磁控溅射工艺条件中的溅射靶材为ITO替换为溅射靶材为GAZO。
实施例3
本实施例提供一种异质结太阳能电池,与实施例2相比,其不同之处仅在于本实施例的P型掺杂非晶硅薄膜和N型掺杂非晶硅薄膜中均不含有微晶硅。
实施例4
本实施例提供一种异质结太阳能电池,与实施例2相比,其不同之处仅在于本实施例的TCO薄膜中种子层和导电层的载流子浓度、厚度与实施例2不同。本实施例中,N型掺杂非晶硅薄膜表面的TCO薄膜中,种子层的载流子浓度为5×1020、厚度为12nm。本实施例中,P型掺杂非晶硅薄膜表面的TCO薄膜中,种子层的载流子浓度为1.5×1020、厚度为12nm。
实施例5
本实施例提供一种异质结太阳能电池,与实施例2相比,其不同之处仅在于本实施例的TCO薄膜中种子层和导电层的载流子浓度、厚度与实施例2不同。本实施例中,N型掺杂非晶硅薄膜表面的TCO薄膜中,导电层的载流子浓度为3×1020、厚度为35nm。本实施例中,P型掺杂非晶硅薄膜表面的TCO薄膜中,导电层的载流子浓度为2.5×1020、厚度为35nm。
对比例1
本对比例提供一种异质结太阳能电池,与实施例2相比,其不同之处仅在于对比例1的TCO薄膜为ITO薄膜。
对比例2
本对比例提供一种异质结太阳能电池,与实施例2相比,其不同之处仅在于对比例2的导电层为ITO膜,保护层为GAZO膜。
对比例3
本对比例提供一种异质结太阳能电池,与实施例2相比,其不同之处仅在于对比例3的TCO薄膜为GAZO薄膜。
试验例1
选用halm在线I-V测试系统,在25℃、AM 1.5、1个标准太阳的条件下测试实施例1~实施例5以及对比例1~对比例2的异质结太阳能电池的开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、填充因子(FF)和转换效率(Eff)其结果记录在表1中。
表1.异质结太阳能电池的性能测试结果
通过对比实施例2、对比例1~对比例3的实验结果可以发现,对比例1~对比例3的转换效率明显低于实施例2,说明了本申请实施例的TCO薄膜的组成能够减少成本的同时,保证电池效率。
通过对比实施例2、实施例4和实施例5的实验结果可以发现,实施例2的转换效率明显高于实施例4和实施例5,说明了实施例2的TCO薄膜中的种子层和导电层的载流子浓度、厚度更加有利于提高转换效率。
试验例2
对实施例1~实施例5以及对比例1~对比例3的异质结太阳能电池进行TC200、DH100和HF10测试,测试异质结太阳能电池在TC200、DH100和HF10测试过程中的老化衰减率,其结果记录在表2中。
TC200的测试条件是:异质结太阳能电池在-40~85℃之间循环200次,在温度超过25℃通入Ipm。
DH100的测试条件是:异质结太阳能电池在温度为85±2℃、湿度为85%±5%的条件下测试1000h。
HF10的测试条件是:异质结太阳能电池在-40~85℃之间循环10圈,85℃温度下保持稳定20h,-40℃保持0.5h一次循环,循环24h。
表2.异质结太阳能电池的老化衰减率测试结果
通过对比实施例2和对比例2、对比例3的实验结果可以发现,对比例3的老化衰减率明显高于实施例2,对比例2的DH100和HF10对应的老化衰减率明显高于实施例2,说明了本申请实施例的TCO薄膜的组成能够减少成本的同时,减少电池衰减。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种透明导电氧化物薄膜,其特征在于,其包括:
种子层,所述种子层包括氧化铟锡膜或镓-铝共掺杂氧化锌膜;
导电层,所述导电层设于所述种子层的表面;所述导电层包括镓-铝共掺杂氧化锌膜;
保护层,所述保护层设于所述导电层的表面,所述保护层包括氧化铟锡膜。
2.根据权利要求1所述的透明导电氧化物薄膜,其特征在于,所述透明导电氧化物薄膜中的所述氧化铟锡膜的厚度小于所述镓-铝共掺杂氧化锌膜的厚度。
3.一种异质结太阳能电池,其特征在于,其包括:
硅片;
在所述硅片的两个表面的本征非晶硅薄膜;
在其中一个所述本征非晶硅薄膜表面的P型掺杂非晶硅薄膜,以及在另一个所述本征非晶硅薄膜表面的N型掺杂非晶硅薄膜;
权利要求1或2所述的透明导电氧化物薄膜,所述透明导电氧化物薄膜设于所述P型掺杂非晶硅薄膜和N型掺杂非晶硅薄膜的表面;所述种子层靠近所述P型掺杂非晶硅薄膜和N型掺杂非晶硅薄膜设置;以及
电极,所述电极设于所述透明导电氧化物薄膜的表面。
4.根据权利要求3所述的异质结太阳能电池,其特征在于,所述N型掺杂非晶硅薄膜表面的所述透明导电氧化物薄膜中,所述种子层的厚度<10nm。
5.根据权利要求3或4所述的异质结太阳能电池,其特征在于,所述N型掺杂非晶硅薄膜表面的所述透明导电氧化物薄膜中,所述导电层的厚度>40nm。
6.根据权利要求5所述的异质结太阳能电池,其特征在于,所述N型掺杂非晶硅薄膜表面的所述透明导电氧化物薄膜的厚度为60~150nm。
7.根据权利要求3所述的异质结太阳能电池,其特征在于,所述P型掺杂非晶硅薄膜表面的所述透明导电氧化物薄膜中,所述种子层的厚度<10nm。
8.根据权利要求3或7所述的异质结太阳能电池,其特征在于,所述P型掺杂非晶硅薄膜表面的所述透明导电氧化物薄膜中,所述导电层的厚度>40nm。
9.根据权利要求8所述的异质结太阳能电池,其特征在于,所述P型掺杂非晶硅薄膜表面的所述透明导电氧化物薄膜为60~250nm。
10.根据权利要求8所述的异质结太阳能电池,其特征在于,所述P型掺杂非晶硅薄膜表面的所述透明导电氧化物薄膜中,所述保护层的厚度为10~40nm。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202122267180.8U CN216563148U (zh) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | 透明导电氧化物薄膜及异质结太阳能电池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202122267180.8U CN216563148U (zh) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | 透明导电氧化物薄膜及异质结太阳能电池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN216563148U true CN216563148U (zh) | 2022-05-17 |
Family
ID=81563448
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202122267180.8U Active CN216563148U (zh) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | 透明导电氧化物薄膜及异质结太阳能电池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN216563148U (zh) |
-
2021
- 2021-09-15 CN CN202122267180.8U patent/CN216563148U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20080223430A1 (en) | Buffer layer for front electrode structure in photovoltaic device or the like | |
US20080169021A1 (en) | Method of making TCO front electrode for use in photovoltaic device or the like | |
US20140261660A1 (en) | TCOs for Heterojunction Solar Cells | |
US8710357B2 (en) | Transparent conductive structure | |
CN211828779U (zh) | 硅异质结太阳电池及叠层透明导电氧化物薄膜 | |
WO2022247570A1 (zh) | 一种异质结太阳电池及其制备方法 | |
CN112490315A (zh) | 碲化镉太阳能电池及其制备方法 | |
Du et al. | Surface passivation of ITO on heterojunction solar cells with enhanced cell performance and module reliability | |
US20120042927A1 (en) | Photovoltaic device front contact | |
CN113745358A (zh) | 透明导电氧化物薄膜及异质结太阳能电池 | |
US8003431B2 (en) | Method for antireflection treatment of a zinc oxide film and method for manufacturing solar cell using the same | |
CN216563148U (zh) | 透明导电氧化物薄膜及异质结太阳能电池 | |
Pern et al. | Degradation of ZnO-based window layers for thin-film CIGS by accelerated stress exposures | |
CN112216747B (zh) | 一种异质结太阳能电池及其制备方法与应用 | |
CN101246930A (zh) | 薄膜太阳能电池的超白反射层 | |
JPH10294478A (ja) | 光電変換素子 | |
CN114361281A (zh) | 双面异质结太阳能电池及光伏组件 | |
Fuhs | ZnO window layers for solar cells | |
CN216488077U (zh) | 一种异质结太阳电池 | |
KR20140140187A (ko) | 산화아연계 스퍼터링 타겟 및 이를 통해 증착된 보호층을 갖는 광전지 | |
CN220627813U (zh) | 一种透明导电氧化物薄膜及晶体硅异质结太阳电池 | |
CN220796755U (zh) | 太阳能电池和光伏组件 | |
CN113964228B (zh) | 一种异质结太阳能电池及其制备方法和应用 | |
Pern et al. | Degradation of ZnO window layer for CIGS by Damp-Heat Exposure | |
CN117393630A (zh) | 异质结太阳电池及其制备方法、电子产品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240116 Address after: 610000 Industrial Centralized Development Zone of Southwest Airport Economic Development Zone, Shuangliu District, Chengdu City, Sichuan Province Patentee after: TONGWEI SOLAR (CHENGDU) Co.,Ltd. Address before: 610200 Shuangliu Southwest Airport Economic Development Zone, Shuangliu District, Chengdu City, Sichuan Province Patentee before: Zhongwei New Energy (Chengdu) Co.,Ltd. |