[实用新型]硅异质结太阳电池有效

专利信息
申请号: 201720707435.9 申请日: 2017-06-16
公开(公告)号: CN207398153U 公开(公告)日: 2018-05-22
发明(设计)人: 田宏波;王伟;赵晓霞;王恩宇;宗军;李洋;杨瑞鹏;周永谋 申请(专利权)人: 国家电投集团科学技术研究院有限公司
主分类号: H01L31/0224 分类号: H01L31/0224;H01L31/0747;H01L31/20
代理公司: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 赵天月
地址: 102209 北京市昌平区未来科技城国*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 硅异质结 太阳电池
【说明书】:

实用新型公开了硅异质结太阳电池。该太阳电池包括:n型晶硅衬底层;轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层,氢化非晶硅缓冲层形成在衬底层的上、下两侧表面上;重掺杂p型氢化非晶硅发射极层,氢化非晶硅发射极层形成在一侧氢化非晶硅缓冲层的表面上;重掺杂n型氢化非晶硅背场层,氢化非晶硅背场层形成在另一侧氢化非晶硅缓冲层的表面上;透明导电氧化物层,透明导电氧化物层形成在氢化非晶硅发射极层和氢化非晶硅背场层的表面上;金属栅线电极层,金属栅线电极层包括:合金过渡层,合金过渡层形成在透明导电氧化物层、氢化非晶硅背场层和氢化非晶硅发射极层至少一层表面上;含铜导电合金层,含铜导电合金层形成在合金过渡层的表面上。

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域,具体而言,涉及包含有铜合金电极的硅异质结太阳电池。

背景技术

在常规的基于晶硅的太阳电池中,电极的制备通常采用丝网印刷Ag浆然后高温(﹥700℃)烧结的方式来形成Ag与基底Si之间的良好的欧姆接触,其所用的浆料为高温Ag浆。然而,这种方法所形成的电极具有材料昂贵、线宽较宽、和线高有限的特点,并且限制了更薄硅片的应用,正成为进一步降低电池成本和提高效率的限制因素之一。

在非晶硅/晶硅异质结太阳电池中,由于采用非晶硅薄膜形成p-n结,因而薄膜的形成温度决定了电池的最高制备工艺温度,通常只能在200℃左右。为了满足异质结电池低温制备的要求,在制作电极时,一种方法是采用低温Ag浆,然而这种浆料经烧结后所形成的电极具有显著升高的串联电阻,不利于电池效率的提升。另一种解决方案是采用非贵金属的Cu来代替Ag。Cu的成本很低而且电导率与Ag接近,是一种很有前景的材料。但是,在潮湿环境中,Cu易被氧化和腐蚀,使电阻大幅上升,强度降低。因此,Cu电极通常需要在表面进行包覆以使其免受侵蚀。普遍使用的Cu电极是通过化学镀/电镀/光诱导电镀等方法形成Ni/Cu/Sn的堆叠金属层,金属Ni作为势垒层可以阻挡Cu向硅中的扩散,而Sn覆盖于Cu层表面可以起到保护Cu不被氧化同时方便焊接的作用。这种电极具有较细的栅线和较低的接触电阻,但也存在堆叠金属层与基底Si的附着力较差的问题,而且单一元素的阻挡层如Ni、Ta、Ti、Cr等通常电阻率较高,若形成Cu的合金则能够提高导电性,同时Cu的合金化也有利于改善纯铜的抗氧化抗腐蚀性。

由此,现有的太阳电池有待改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型的一个目的在于提出一种太阳电池,通过合金化的金属栅线电极层,不仅可有效降低电池串联电阻,而且有利于提高电极的抗氧化抗腐蚀等性能,增强电池在应用环境中的稳定性。

根据本实用新型的一个方面,本实用新型提供了一种太阳电池。根据本实用新型的实施例,该太阳电池包括:

n型晶硅衬底层;

轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层,所述轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层形成在所述衬底层的上、下两侧表面上;

重掺杂p型氢化非晶硅发射极层,所述重掺杂p型氢化非晶硅发射极层形成在一侧所述轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层的表面上;

重掺杂n型氢化非晶硅背场层,所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层形成在另一侧所述轻掺杂n型氢化非晶硅缓冲层的表面上;

透明导电氧化物层,所述透明导电氧化物层形成在所述重掺杂p型氢化非晶硅发射极层和所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层的表面上;

金属栅线电极层,所述金属栅线电极层包括:

合金过渡层,所述合金过渡层形成在所述透明导电氧化物层、所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层和所述重掺杂p型氢化非晶硅发射极层的至少一层的表面上;

含铜导电合金层,所述含铜导电合金层形成在所述合金过渡层的表面上。

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