[发明专利]高效异质结电池本征非晶硅钝化层结构及其制备方法

说明书

本发明涉及的一种高效异质结电池本征非晶硅钝化层结构及其制备方法，它包括N型晶体硅片（1），所述N型晶体硅片（1）的正面和背面均设有多层非晶硅本征层；所述第二层非晶硅本征层（3）的外侧设有非晶硅掺杂层（4），所述非晶硅掺杂层（4）的外侧设有TCO导电膜（5），所述TCO导电膜（5）的外侧设有若干Ag电极（6）。本发明的非晶硅本征层采用叠层，第一层采用纯硅烷沉积，有效了避免晶体硅/非晶硅界面初始沉积的外延生长，第二层采用高氢稀释的硅烷沉积，提高了第一层非晶硅的薄膜氢含量，同时增强了界面钝化。

技术领域

本发明涉及光伏高效电池技术领域，尤其涉及一种高效异质结电池本征非晶硅钝化层结构及其制备方法。

背景技术

随着光伏技术的快速发展，晶体硅太阳电池的转换效率逐年提高。在当前光伏工业界，单晶硅太阳电池的转换效率已达到21%以上，多晶硅太阳电池的转换效率已达19%以上。然而大规模生产的、转换效率达22.5%以上的硅基太阳电池仅美国SunPower公司的背接触太阳电池(Interdigitated Back Contact，IBC)和日本松下公司的带本征薄层的非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(Hetero-junction with Intrinsic Thin layer，HJT)。和IBC太阳电池相比，HJT电池具有能耗少、工艺流程简单、温度系数小等诸多优点，这些也是HJT太阳能电池能从众多高效硅基太阳电池方案中脱颖而出的原因。

当前，我国正在大力推广分布式太阳能光伏发电，由于屋顶资源有限，而且分布式光伏发电需求高转换效率的太阳电池组件，正是由于HJT太阳电池具有高效、双面发电的优势，在分布式光伏电站中表现出广阔的应用前景。

非晶硅本征层钝化是HJT的电池的关键技术之一，钝化效果的优劣直接影响到电池的光电转换效率。目前采用5-10nm单层本征非晶硅对硅表面进行钝化。本征非晶硅钝化主要是非晶硅内的H原子对晶体硅表面的悬挂键进行钝化，为了获得高效的钝化效果，在沉积本征非晶硅薄膜时采用高的H稀释比，一般H2:SiH4=5:1。如此高的H稀释比既会导致在沉积过程中H离子对晶体硅表面轰击，形成缺陷，又会在非晶硅沉积的过程中产生外延生长，形成微空洞缺陷，最终导致太阳能电池性能的恶化。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种高效异质结电池本征非晶硅钝化层结构及其制备方法，既能够避免初始沉积时H离子对硅表面的轰击损伤和外延生长，又能提高本征非晶硅薄膜内H原子的含量。

本发明的目的是这样实现的：

一种高效异质结电池本征非晶硅钝化层结构，它包括N型晶体硅片，所述N型晶体硅片的正面和背面均设有多层非晶硅本征层；所述第二层非晶硅本征层的外侧设有非晶硅掺杂层，所述非晶硅掺杂层的外侧设有TCO导电膜，所述TCO导电膜的外侧设有若干Ag电极。

一种高效异质结电池本征非晶硅钝化层结构，所述多层非晶硅本征层的靠近N型晶体硅片的第一层采用纯硅烷进行沉积，其他层采用高氢稀释的硅烷进行沉积，高氢和硅烷的比例逐层递增。

一种高效异质结电池本征非晶硅钝化层结构，所述多层非晶硅本征层的每层的厚度为1~10nm，

一种高效异质结电池本征非晶硅钝化层结构的制备方法，包括以下几个步骤：

第一步、选取基材N型单晶硅片进行制绒、清洗处理；

第二步、通过PECVD制备正背面的多层双本征非晶硅层；

第三步、选取N型非晶硅膜为受光面掺杂层；

第四步、使用等离子体增强化学气相沉积制备N型非晶硅层；

第五步、使用PECVD制备P型非晶硅层；

第六步、使用RPD或者PVD方法沉积TCO导电膜；