[发明专利]一种太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池制备技术领域，尤其涉及一种异质结太阳能电池及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展，世界各国对能源的需求急剧增加，而化石能源等不可再生资源日益减少，并且化石能源对环境污染严重，太阳能作为新型的绿色可再生能源有望成为未来主要能源之一。太阳能电池是利用太阳能的有效方式之一，目前，利用硅来制备太阳能电池占主导地位。硅基太阳能电池朝着高转化效率和低生产成本的方向发展。

黑硅作为一种有效的减反射结构，可以将单晶硅和多晶硅在可见光区的反射率降低到5％以下，有效的提高了硅片对光的吸收能力。但是由于黑硅表面的纳米结构大大增加了表面积，使得表面复合增加，并且，由于纳米结构的存在，在常规扩散工艺(N型硅衬底扩散硼，P型硅衬底扩散磷)制作发射极时，扩散的元素会集中分布在纳米结构中，形成太阳能电池中所谓的“死层”，这样会大大增加了俄歇复合，而且由于纳米结构的存在，扩散后的方阻极不均匀，对电池的效率有很大的影响。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供了一种太阳能电池，包括N型黑硅衬底、位于N型黑硅衬底之下的第一Al₂O₃薄膜、位于N型黑硅衬底之上的第二Al₂O₃薄膜以及位于第二Al₂O₃薄膜之上的空穴输运层。

根据本发明的上述太阳能电池，优选地，还包括位于空穴输运层之上的透明导电薄膜、位于透明导电薄膜之上的金属栅电极以及位于第一Al₂O₃薄膜之下的金属背电极。

根据本发明的上述太阳能电池，优选地，空穴输运层为过渡金属氧化物。

根据本发明的上述太阳能电池，优选地，过渡金属氧化物为MoO_x(本发明中，0<x<3，MoO_x表示非化学计量比氧化钼，钼的化合价可以为Mo⁴⁺，Mo⁵⁺和Mo⁶⁺混合态，该化合物中存在氧空位，有助于空穴输运)。

根据本发明的上述太阳能电池，优选地，透明导电薄膜为透明氧化铟锡或掺镓氧化锌或掺铝氧化锌。

本发明还提供了一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：在黑硅衬底的背面制备第一Al₂O₃薄膜以及在黑硅衬底的正面面制备第二Al₂O₃薄膜；

步骤二：在第二Al₂O₃薄膜上面制备空穴输运层。

根据本发明的上述制备方法，优选地，还包括以下步骤：

步骤三：在空穴输运层上面制备透明导电薄膜；

步骤四：在透明导电薄膜上面制备金属栅电极；

步骤五：在第一Al₂O₃薄膜下面制备金属背电极。

根据本发明的上述制备方法，优选地，在步骤一中，在制备第一Al₂O₃薄膜和第二Al₂O₃薄膜之前，修饰黑硅衬底的纳米结构。

根据本发明的上述制备方法，优选地，在步骤一中，制备第一Al₂O₃薄膜和第二Al₂O₃薄膜的方法为ALD方法。

根据本发明的上述制备方法，优选地，在步骤二中，制备空穴输运层的方法为热蒸发MoO₃粉末或反应磁控溅射Mo金属靶材或磁控溅射MoO₃靶材。

本发明在黑硅的正面和背面制备Al₂O₃薄膜，可以对黑硅的纳米结构形成保角覆盖，从而有效地钝化黑硅表面，降低表面复合，避免了因黑硅表面积增加而导致的表面复合的增加，从而实现大面积制备，并且对黑硅背面的钝化能够减少背面复合速率，提高电池的开路电压，又和背面形成重掺杂，使背电极形成良好的欧姆接触，减少接触电阻；采用过渡金属氧化物作为空穴输运层，既避免了传统扩散工艺造成纳米结构的重掺杂而引起俄歇复合的增加，又降低了生产成本，而且全程无需掺杂，方法简单，适用于大面积制备，成本低廉。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：