[发明专利]一种双面异质结太阳电池及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳电池技术领域，尤其是一种双面异质结太阳电池及制备方法。

背景技术

硅异质结太阳电池是在晶硅衬底上沉积非晶硅薄膜作为发射极，但掺杂非晶硅发射极薄膜能够吸收部分可见光，从而影响了基区衬底对光的有效利用，不利于电池的短波响应，限制了太阳电池的转换效率，可见，减小发射层的光吸收作用成为提高异质结太阳电池转换效率的有效途径。目前，主要采用宽带隙硅薄膜作为发射层，但是复杂的掺杂工艺成本较高，而且宽带隙掺杂薄膜电学性能不能保证。

采用传统的丝网印刷技术制备的异质结太阳电池，正面电极覆盖面积占整个电池面积的10%左右，严重影响了电池对光的充分吸收，然而，目前的电极制备技术很难实现理想的高宽比结构，就丝网印刷而言，对设备、浆料等要求较高，为此，正面电极的制备成为提高异质结太阳电池转换效率的关键技术。

影响异质结太阳电池的另一主要因素是界面态复合，传统硅异质结太阳电池的发射层覆盖了单晶硅衬底的整个面积，结区的接触界面较大，然而，薄膜/晶硅界面接触问题一直是异质结电池转换效率的瓶颈。小的结区面积有效减小了界面复合，有利于开路电压的提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种双面异质结太阳电池及制备方法，以减小传统硅异质结太阳电池发射极对光的吸收，有效改善电池的光谱响应，减小界面处的复合损失，提高电池的开路电压，简化工艺过程，降低工艺成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双面异质结太阳电池，包括硅片基体层，所述硅片基体层背面从内到外依次具有本征层、重掺杂BSF层以及背电极，硅片基体层的正面具有平行设置呈倾斜状的槽体，槽体斜面上分别设有本征硅薄膜和p型硅薄膜层，在p型硅薄膜层上设有作为正面电极的透明导电薄膜，透明导电薄膜和槽体底面上分别设有薄膜减反层，硅片基体层表面还具有与透明导电薄膜电性连接的银浆层。

进一步地，所述的槽体的侧面斜度为45°，槽体底面宽度为10μm，槽体深度为80μm。

所述的硅片基体层的厚度为150～300μm，重掺杂BSF层的厚度为10～50nm，背电极的厚度为1～3μm，本征硅薄膜的厚度为5～10nm，p型硅薄膜层的厚度为5～30nm。

所述的背电极材料为金属铝膜或导电薄膜。

一种上述双面异质结太阳电池的制备方法，具有以下步骤：

1）采用厚度为150～300μm的n型单晶硅片作为衬底的硅片基体层，并对硅片基体层表面进行常规清洗；

2）在硅片基体层背面采用PECVD沉积本征层，在本征层表面沉积一层重掺杂BSF层，厚度为10～50nm，同时形成可改善载流子输送的背面场BSF；

3）在重掺杂BSF层表面采用磁控溅射方式沉积厚度为1～3μm金属铝膜或导电薄膜作为背电极；

4）在硅片基体层正面采用激光刻槽方式制备平行的倾斜状的槽体；

5）对槽体内进行常规化学清洗，并在槽体内采用PECVD或HWCVD或LPCVD方法依次沉积本征硅薄膜和p型硅薄膜层；

6）利用湿法刻蚀法对槽体底部的p型硅薄膜层进行刻蚀去除，保留槽体斜面上的p型硅薄膜层；

7）在p型硅薄膜层上采用磁控溅射沉积透明导电薄膜，然后在透明导电薄膜上采用丝网印刷技术制备低温银浆层，并在低于200℃条件下烘干形成电极；

8）在硅片基体层正面其他区域采用PECVD法结合掩膜技术沉积薄膜减反层，得到异质结太阳电池。

本发明的有益效果是：本发明通过在硅片基体层正面设置倾斜状的槽体，利用槽体倾斜面垂直投影面积较小，可以减小正面电极对整个电池的遮光损失，有效地改善电池的光谱响应；同时由于p型硅薄膜层仅位于槽体斜面上，接触面积减小，减小了界面处的复合损失，提高了电池的开路电压；倾斜的金属电极感光面积减小，减少了发射区对光的吸收，提高了整个电池的短波响应。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述双面异质结太阳电池的结构示意图。

图2是本发明所述双面异质结太阳电池的制备流程图。

图中1.硅片基体层2.本征层3.重掺杂BSF层4.背电极5.槽体6.本征硅薄膜7.p型硅薄膜层8.薄膜减反层9.银浆层10.透明导电薄膜

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。