[发明专利]异质结太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，具体而言，涉及一种异质结太阳能电池及其制备方法。

背景技术

随着技术的发展，光伏行业逐渐进入人们的生活，特别是太阳能电池得到了广泛的推广应用。太阳能电池按其基质材料可以分为同质结太阳能电池和异质结太阳能电池。同质结太阳能电池是以晶硅为基本材料制成的太阳能电池，而异质结太阳能电池是通过薄膜工艺在晶体硅衬底上制备非晶、纳米晶薄膜形成的非晶硅/晶硅异质结为基本结构的太阳能电池。异质结太阳能电池由于其具有高效、工艺温度低，光生衰退效应不明显等优点成为当前太阳能电池领域非常重要的一项技术。

如图1所示，在图1中给出了一种异质结太阳能电池的结构，以n型异质结太阳能电池为例，其包括n型衬底(N-c-Si)10’，在n型衬底10’正面和背面分别镀有氢化本证非晶硅（a-Si:H(i)）20’，在n型衬底10’正面的氢化本证非晶硅20’上形成P型氢化非晶硅（a-Si:H(p)）30’，在n型衬底10’背面的氢化本证非晶硅20’上形成n型氢化非晶硅（a-Si:H(n⁺)）40’，在P型氢化非晶硅30’和n型氢化非晶硅40’的外侧通过PVD的方法镀上透明导电薄膜（TCO）50’，然后在透明导电薄膜50’的外侧形成栅极60’。其中形成位置“外侧”是指材料层远离n型衬底的一侧。

在同质结太阳能电池中由于不存在非晶硅材料，其在制备栅极的过程中，通常是通过在高温环境下烧结浆料，通过玻璃粉的作用，使金属栅极材料穿透减反射膜（通常减反射膜为SiNx膜）、腐蚀硅形成接触区进而形成栅极。而在上述图1所给出的异质结太阳能电池中，由于发射极（图1中p型氢化非晶硅）采用的是非晶硅材料，这种非晶硅材料具有较高的方阻，使得其中载流子不能直接导出，而是需要使用TCO来引出。为了保证非晶硅材料中载流子的顺利导出，在异质结太阳能电池中需要在发射极上方设置TCO，再将栅极设置在TCO上。如图1所示此时，栅极60’坐落在TCO50’上，形成直接的接触，其中接触面积就是栅极60’底部与TCO50’接触的界面部分。

鉴于上述原因，在异质结太阳能电池中，栅极需要设置在TCO材料层上。这就使得栅极和TCO之间产生接触电阻，这部分接触电阻会对填充因子产生很大影响，进而降低异质结电池的光电转化效率。降低栅极和TCO的接触电阻对提升异质结电池的转化效率至关重要。

为了降低栅极和TCO的接触电阻，有研究指出可以通过降低栅极/TCO的接触势垒和改善浆料的接触特性来降低接触电阻。如改善TCO的功函数，增强浆料的导电性，使用高固含量的浆料；另外优化浆料中金属颗粒的尺寸，优化浆料中的玻璃粉，粘合剂等以增加浆料和TCO接触的金属颗粒数量等方法来改善栅极/TCO接触电阻。

上述方法随着技术的进步已经发展到一定的程度，而且限于浆料本身的发展，其改善空间主要依赖于浆料供应商，从电池研究的角度无法再进一步深入。

发明内容

本发明旨在提供一种异质结太阳能电池及其制备方法，以提高异质结太阳能电池的光电转化效率。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种异质结太阳能电池，包括TCO，以及形成在TCO上的栅极，栅极部分延伸进入TCO中。

进一步地，上述异质结太阳能电池中栅极具有一端宽一端窄的结构，栅极的宽端延伸进入TCO中。

进一步地，上述异质结太阳能电池中栅极呈梯形结构。

进一步地，上述异质结太阳能电池中栅极中延伸进入TCO中的第一部分与位于TCO外部的第二部分的高度比为1/1000～1/100。

进一步地，上述异质结太阳能电池中栅极中第一部分的高度与TCO的厚度之间的比值为0.1～0.9。

进一步地，上述异质结太阳能电池中异质结太阳能电池包括衬底，TCO设置在衬底的正面和/或背面，栅极位于TCO远离衬底的一侧。

同时，根据本发明的另一方面，提供了一种异质结太阳能电池的制备方法，包括：提供衬底；在衬底上方形成TCO；以及在TCO上形成栅极，在TCO上形成栅极的步骤中，栅极部分延伸进入TCO中。

进一步地，上述制备方法中在TCO上形成栅极的步骤包括：在TCO上刻蚀形成凹槽；在凹槽中形成栅极，以使栅极部分延伸进入TCO中。