[发明专利]一种硅基双二极管双面太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种硅基双二极管双面太阳能电池，包括底电池、隧道结和顶电池，所述底电池包括N型硅基底，以及所述N型硅基底背面依次制备的隧穿氧化层、掺磷N⁺‑poly‑Si薄膜层和下透明导电薄膜层，所述N型硅基底正面制备的P⁺掺杂层，所述隧道结包括制备在P⁺掺杂层上的P⁺⁺微晶硅薄膜层和N⁺⁺微晶硅薄膜层，所述顶电池包括依次制备P⁺⁺微晶硅薄膜层上的N⁺⁺微晶硅薄膜层、本征微晶硅薄膜层、P型微晶硅薄膜层和上透明导电薄膜层，所述底电池和顶电池通过隧道结串联，所述上透明导电薄膜层和所述下透明导电薄膜层分别连接上电极和下电极，所述硅基双二极管双面太阳能电池光电转换效率高，工艺成熟，工业化程度高。

技术领域

本发明涉及太阳能电池，尤其涉及一种硅基双二极管双面太阳能电池及其制备方法。

背景技术

目前硅基太阳电池是光伏行业的主流产品，随着太阳电池技术不断发展和创新，硅基单二极管太阳电池转换效率已经接近Shockley-Queisser光伏转换效率理论极限；为了满足光伏行业持续降本提效发展趋势，早日实现平价上网目标，需要开发设计新型结构太阳电池。其中双二极管结构的太阳电池可以不受Shockley-Queisser转换效率理论极限限制。双二极管结构太阳电池是由两个单二极管太阳电池组成，分为顶电池和底电池；顶、底电池具有两种不同禁带宽度的材料可以吸收不同波段的太阳光，大大提高了光利用率，转换效率最高可达45％。双二极管太阳电池类型和结构可以设计为多种多样，目前行业内主要是通过以砷化镓、CIGS或钙钛矿为基底设计各类双二极管单面太阳电池，但是存在工艺步骤复杂、技术不成熟不稳定、工艺窗口小、制作成本高、只有一侧受光面光利用率低等特点，很难实现产业化。

发明内容

本申请人针对以上缺点，进行了研究改进，提供一种硅基双二极管双面太阳能电池及其制备方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种硅基双二极管双面太阳能电池，包括底电池、隧道结和顶电池，所述底电池包括N型硅基底，以及所述N型硅基底背面依次制备的隧穿氧化层、掺磷N⁺-poly-Si薄膜层和下透明导电薄膜层，所述N型硅基底正面制备的P⁺掺杂层，所述隧道结包括制备在P⁺掺杂层上的P⁺⁺微晶硅薄膜层和N⁺⁺微晶硅薄膜层，所述顶电池包括依次制备P⁺⁺微晶硅薄膜层上的N⁺⁺微晶硅薄膜层、本征微晶硅薄膜层、P型微晶硅薄膜层和上透明导电薄膜层，所述底电池和顶电池通过隧道结串联，所述上透明导电薄膜层和所述下透明导电薄膜层分别连接上电极和下电极。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述隧穿氧化层为SiO₂层，所述的SiO₂层的厚度范围为2-5nm。

所述N⁺-poly-Si薄膜层的厚度范围为50-80nm。

所述P⁺⁺微晶硅薄膜层的厚度范围为30-80nm。

所述N⁺⁺微晶硅薄膜层的厚度范围为50-100nm。

所述本征微晶硅薄膜层的厚度范围为300-500nm。

所述P型微晶硅薄膜层的厚度范围为60-120nm。

一种硅基双二极管双面太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

1)表面清洗及织构：利用低浓度碱溶液对N型硅基底表面进行清洗去损伤，并在N型硅基底表面腐蚀形成金字塔状表面形貌；