[发明专利]一种基于背接触的叠层电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于背接触的叠层电池及其制备方法，涉及太阳能电池生产技术领域。将MWT、钙钛矿和HJT电池技术结合，包括叠置的HJT底电池和钙钛矿顶电池；HJT底电池自上而下依次包括N+型掺杂的非晶硅层、第一本征非晶硅钝化层、N型单晶硅衬底、第二本征非晶硅钝化层、P型掺杂非晶硅层、背面TCO层以及背面栅线电极；钙钛矿顶电池自上而下依次包括正面栅线电极以及正面TCO层、顶电极缓冲层、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层。本发明将MWT、钙钛矿和HJT电池技术结合，充分发挥钙钛矿HJT叠层电池能将吸收光谱拓展得更宽的优势，从而打破单结电池的效率限制。

技术领域

本发明涉及太阳能电池生产技术领域，尤其涉及一种MWT型钙钛矿异质结叠层电池的结构设计与制备方法。

背景技术

钙钛矿型太阳能电池是一种利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池。从吸收原理上来说，由于钙钛矿材料的带隙比硅材料的高，且高度可调，能更有效地利用高能量的紫外和蓝绿可见光，而硅太阳电池可以有效地利用钙钛矿材料无法吸收的红外光。因此，如果能够通过叠层方式组合这些高效的单电池，可以突破传统硅光伏电池的理论效率极限，将进一步提升硅光伏电池的效率。

MWT（Metal Wrap Through，金属穿孔卷绕）电池具有背接触结构，由于正面没有主栅，可有效降低遮光面积，同时大幅降低银浆耗量。且相较于其他背接触结构如IBC，工艺简单成本低，具有较好的性价比。

HIT（Heterojunction with Intrinsic Thinfilm）电池，又称HJT电池，具有高转换效率、低温度系数、低衰减、弱光性好等优点，但目前低温银浆耗量及其单价较高，占据BOM成本最高比例，性价比相对较差。

因此，如何将MWT和钙钛矿HJT叠层电池技术相结合，从而既能够同时发挥MWT结构以及钙钛矿HJT叠层电池的优势，以提升叠层电池效率，又能够发挥MWT结构正面低银耗量的特点来降低叠层电池的制造成本，即成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种将MWT、钙钛矿和HJT电池技术结合，充分发挥钙钛矿HJT叠层电池能将吸收光谱拓展得更宽的优势，从而打破单结电池的效率限制的基于背接触的叠层电池及其制备方法。

本发明的技术方案为：所述叠层电池依次包括叠置的HJT底电池和钙钛矿顶电池；

所述HJT底电池自上而下依次包括N+型掺杂非晶硅层8、第一本征非晶硅钝化层9、N型单晶硅衬底10、第二本征非晶硅钝化层11、P型掺杂非晶硅层12、背面TCO层13以及背面栅线电极14；

所述钙钛矿顶电池自上而下依次包括正面栅线电极1以及正面TCO层2、顶电极缓冲层3、电子传输层4、钙钛矿吸光层5、空穴传输层6、隧穿层7；所述钙钛矿顶电池通过隧穿层7与HJT底电池连接。

所述隧穿层7为透明导电膜、微晶-非晶薄膜或由SnO₂材料制成。

所述叠层电池中还开设有依次贯穿钙钛矿顶电池、隧穿层以及HJT底电池的贯穿孔，所述贯穿孔中设有孔内电极16，并且贯穿孔的内壁与孔内电极16之间设有孔内绝缘胶15。

按以下步骤进行制备：

S01、硅片清洗抛光：对N型单晶硅基底进行制绒和清洗，去除硅基底表面的机械损伤层和污染物，形成金字塔绒面；

S02、双面沉积本征非晶硅层；

S03、正面进行N+型掺杂非晶硅层8的沉积；

S04、背面进行P型掺杂非晶硅层12的沉积；

S05、在镀有P型掺杂非晶硅层12所在表面进行背面TCO层13的沉积；

S06、在镀有N+型掺杂非晶硅层8所在表面制备隧穿层7；

S07、在隧穿层7上制备空穴传输层6；

S08、在空穴传输层6上制备钙钛矿吸光层5；