[发明专利]渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构及其制备方法

说明书

本发明涉及的一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构及其制备方法，它包括硅衬底，所述硅衬底的双面均设有非晶硅本征层，所述非晶硅本征层的外侧设有非晶硅掺杂层；所述硅衬底受光面的非晶硅掺杂层的外侧设有叠层TCO导电膜，所述硅衬底非受光面的非晶硅掺杂层的外侧设有单层TCO导电膜；所述叠层TCO导电膜和单层TCO导电膜的外侧均设有若干Ag电极；所述叠层TCO导电膜包括依次向外设置的多层TCO导电膜，每一层的靶材功率密度逐层增加，靠近非晶硅掺杂层的第一层靶位TCO导电膜不通氧气，其他每一层的O₂/功率逐层增加。本发明低高能粒子对非晶硅薄膜的撞击损伤，能够获得最优的TCO光学、电学性能，提升异质结太阳能电池性能。

技术领域

本发明涉及光伏高效电池技术领域，尤其涉及一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构及其制备方法。

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20%以上，多晶硅太阳电池的转换效率已达18.5%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。

如图1所示，为现有技术的HJT电池片的电极结构，现有HJT电池TCO的制备方法直接采用多靶同气体流量、同功率制备，整个TCO薄膜性质都是一样的。TCO薄膜主要作用是在传输载流子、减反射和保护非晶硅膜层。这种方式存在以下两个缺陷：（1）为了满足产能，在刚开始制备TCO导电膜时，采用高功率、高能量粒子轰击非晶硅薄膜，会严重损伤非晶硅薄膜；（2）TCO导电膜的透过与导电是相矛盾的，采用同功率同气体流量无法同时获得高透过率和高导电率，从而影响HJT太阳能电池的光电性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构及其制备方法，降低对非晶硅薄膜的撞击损伤，获得最优的TCO光学、电学性能，提升异质结太阳能电池性能。

本发明的目的是这样实现的：

一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，它包括硅衬底，所述硅衬底的双面均设有非晶硅本征层，所述非晶硅本征层的外侧设有非晶硅掺杂层；所述硅衬底受光面的非晶硅掺杂层的外侧设有叠层TCO导电膜，所述硅衬底非受光面的非晶硅掺杂层的外侧设有单层TCO导电膜；所述叠层TCO导电膜和单层TCO导电膜的外侧均设有若干Ag电极；所述叠层TCO导电膜包括依次向外设置的多层TCO导电膜，每一层的靶材功率密度逐层增加，靠近非晶硅掺杂层的第一层靶位TCO导电膜不通氧气，其他每一层的O₂/功率逐层增加。

一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，靠近非晶硅掺杂层的第一层靶位TCO导电膜的靶材功率密度为0.135~0.33 w/mm，第二层靶位TCO导电膜的靶材功率密度为1.3~2.5 w/mm，从第三层开始向外的剩余层的TCO导电膜的靶材功率密度为3~6 w/mm。

一种渐变叠层TCO导电膜的异质结电池结构，第二层靶位TCO导电膜的O₂/功率为0.5~0.75，从第三层开始向外的剩余层的TCO导电膜的O₂/功率为1~2.5。