[发明专利]一种基于N型单晶硅衬底的异质结太阳能电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于N型单晶硅衬底的异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）提供一N型单晶硅衬底，所述N型单晶硅衬底的上表面为抛光面，在所述N型单晶硅衬底的上表面形成多个平行排列且间隔设置的第一沟槽，所述第一沟槽的截面为等腰梯形，相邻所述第一沟槽之间均形成一第一凸起，接着在所述N型单晶硅衬底的下表面形成多个平行排列且间隔设置的第二沟槽，多个所述第一沟槽与多个所述第二沟槽分别一一对应；

（2）接着对所述N型单晶硅衬底的上表面的多个所述第一沟槽以及多个所述第一凸起进行研磨处理，使得所述第一沟槽的底部的两个角均为第一弧形角，所述第一弧形角的曲率半径为5-10微米，并使得所述第一凸起的顶部的两个角均为第二弧形角，所述第二弧形角的曲率半径为10-15微米；

（3）接着在所述N型单晶硅衬底的上表面和下表面均喷涂含有异丙醇锆的溶液，并进行第一退火处理，以在所述N型单晶硅衬底的上表面和下表面均形成氧化锆层；

（4）接着利用掩膜对所述N型单晶硅衬底的下表面进行磷扩散工艺，以在所述N型单晶硅衬底的下表面的每个第二沟槽中形成N型重掺杂磷扩散区；

（5）接着在所述N型单晶硅衬底的上表面旋涂含有Spiro-OMeTAD的氯苯溶液，并进行第二退火处理，形成第一Spiro-OMeTAD层；

（6）接着在所述N型单晶硅衬底的上表面旋涂含有Spiro-OMeTAD和银纳米颗粒的氯苯溶液，并进行第三退火处理，形成第二Spiro-OMeTAD层；

（7）接着在所述N型单晶硅衬底的上表面旋涂PEDOT:PSS溶液，并进行第四退火处理，形成第一PEDOT:PSS层；

（8）接着在所述N型单晶硅衬底的上表面制备正面栅电极；

（9）接着在所述N型单晶硅衬底的下表面制备背面电极；

其中，在所述步骤（1）中，所述第一沟槽的倾斜侧面与所述N型单晶硅衬底的上表面的夹角为30°-60°，所述第一沟槽的底面的宽度为3-5毫米，所述第一沟槽的深度100-200微米，相邻所述第一沟槽之间的间距为2-4毫米，所述第二沟槽的截面为矩形，所述第二沟槽的底面的宽度与所述第一沟槽的底面的宽度相同，所述第二沟槽的深度为10-20微米；

其中，在所述步骤(3)中，所述含有异丙醇锆的溶液中异丙醇锆的浓度为1-2mg/ml，所述第一退火处理的具体工艺为：在300-400℃的温度下退火处理20-30分钟。

2.根据权利要求1所述的N型单晶硅衬底的异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤（4）中，所述N型单晶硅衬底的掺杂浓度为10¹⁷-10¹⁹ cm^-3，所述N型重掺杂磷扩散区的掺杂浓度为10¹⁸-10²⁰ cm^-3。

3.根据权利要求1所述的基于N型单晶硅衬底的异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤（5）中，所述含有Spiro-OMeTAD的氯苯溶液中Spiro-OMeTAD的浓度为3-8mg/ml，旋涂的转速为2000-3000转/分钟，旋涂的时间为2-5分钟，所述第二退火处理的温度为90-105℃以及时间为10-20分钟。

4.根据权利要求1所述的基于N型单晶硅衬底的异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤（6）中，所述含有Spiro-OMeTAD和银纳米颗粒的氯苯溶液中的Spiro-OMeTAD的浓度为2-4mg/ml，所述银纳米颗粒的浓度为0.5-1mg/ml，所述银纳米颗粒的粒径为1-5纳米，旋涂的转速为3500-5000转/分钟，旋涂的时间为1-3分钟，所述第三退火处理的温度为100-110℃以及时间为10-15分钟。

5.根据权利要求1所述的基于N型单晶硅衬底的异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤（7）中，旋涂的转速为1800-3000转/分钟，旋涂的时间为2-4分钟，所述第四退火处理的温度为115-125℃以及时间为15-25分钟。