[发明专利]一种硅基异质结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领域，具体地涉及一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法。

背景技术

太阳能电池能够将太阳光直接转换为电力，因此作为新的能量源受到越来越多国家的重视。

Heterojunction with Intrinsic Thin layer 太阳能电池简称HIT太阳能电池，其最早是由三洋公司发明的，其是非晶硅/晶硅异质结的太阳能电池，是一种利用晶硅基片和非晶硅薄膜制成的混合型太阳能电池。由于HIT太阳能电池具有高的光电转换效率，低的温度系数和在相对低温条件下的制备技术，在近几年来成为光伏行业研究和开发的重点方向之一。目前日本的三洋公司产业化的HIT太阳能电池的效率已超过23%，其实验室效率已超过了25%。

图1A和图1B所示为现有的HIT太阳能电池的结构示意图。在图1A和图1B中，在由单晶硅、多晶硅等的结晶类半导体构成的n型结晶类硅基板1的受光面上，本征非晶硅层2、p型非晶硅层3依次叠层，进而在其上形成ITO透明导电氧化物层4和由银浆印刷构成的梳型形状的栅电极9；在结晶类硅基板1的背光面上依次叠层本征非晶硅层5、n型非晶硅层6，进而在其上形成ITO透明导电氧化物层7和由银浆印刷构成的梳型形状的栅电极9，汇流条电极8将栅电极9的电流汇集起来；在这里通常的ITO透明导电氧化物层的方块电阻一般都在30-60Ω/□，这就需要使用较多的栅电极来收集载流子，从而对银浆的需求量增大，增加了成本。

这种HIT太阳能电池按照以下的顺序制造。首先，使用等离子体CVD法，在结晶类基板1的受光面上连续形成本征非晶硅层2、p型非晶硅层3，在背光面上连续形成本征非晶硅层5、n型非晶硅层6。接着使用溅射法在p型非晶硅层3和n型非晶硅层6上分别形成ITO透明导电层4和7，进而通过丝网印刷，在ITO透明导电氧化物层4和7上形成梳型形状的栅电极9。所使用的等离子体增强CVD法、溅射法、丝网印刷法等的方法全部能够在250℃以下的温度形成上述各膜层，因此能够防止基板的翘曲。

由于非晶硅膜层的导电性较差，所以在HIT的制作过程中，在栅电极和非晶硅膜层之间设置一层ITO膜层可以有效地增加载流子的收集。ITO薄膜具有光学透明和导电双重功能，对有效载流子的收集起着关键作用，但是ITO膜层与非晶硅膜层之间会形成一定的肖特基接触，而肖特基接触会导致内建电场的降低从而导致开路电压的降低，且当势垒高度较大时还会引起一个附加的串阻。因此较高的势垒高度降低了电池的开路电压，同时也增加了电池的串联电阻，串联电阻的增加会导致电池填充因子的下降。在HIT太阳能电池中，传统所使用的ITO或IWO透明导电氧化物膜层的方块电阻一般都比较高，为了增加载流子的收集就要求增加栅电极的数量，这会导致银浆使用量的增加，增加了制造成本，同时栅电极数量的增加又会使电池的有效发电面积的减少。

发明内容

本发明的目的在于为解决上述问题而提供一种降低其串联电阻，提高了电池的填充因子，增强了太阳能电池的性能，同时降低了成本且增加电池的有效发电面积的硅基异质结太阳能电池及其制备方法。

为此，本发明公开了一种硅基异质结太阳能电池，包括晶硅基片，所述晶硅基片的受光面和背面分别设置有第一本征非晶层和第二本征非晶层，所述第一本征非晶层上设置有第一掺杂层，所述第二本征非晶层上设置有第二掺杂层，所述第一掺杂层上设置有第一透明导电层，所述第二掺杂层上设置有第二透明导电层，所述第一透明导电层和/或所述第二透明导电层由金属膜层和电介质膜层构成，所述电介质膜层覆盖在所述金属膜层的上下两表面构成一叠层结构，所述金属膜层的总厚度≤20nm，优选所述金属膜层的总厚度≤15nm。

当所述第一掺杂层为p型掺杂层且第二掺杂层为n型掺杂层时，与第一掺杂层接触的电介质膜层的功函数≥4.5eV，和/或与第二掺杂层接触的电介质膜层的功函数≤5.0eV；当所述第一掺杂层为n型掺杂层且第二掺杂层为p型掺杂层时，与第二掺杂层接触的电介质膜层的功函数≥4.5eV，和/或与第一掺杂层接触的电介质膜层的功函数≤5.0eV。