[发明专利]一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法，包括第一受光面和第二受光面；所述第一受光面依次层叠设置有减反射层、第一选择传输层、第一钝化层、n型硅片，其特征在于，所述减反射层的材料选自：氧化硅、氮化硅、氢化氮化硅、氮氧化硅、氟化镁、氧化铝及其叠层中的一种。上述硅基异质结太阳能电池，晶体硅衬底直接作为载流子传输载体，利用减反射层取代透明导电氧化物层，用宽带隙化合物材料取代掺杂氢化非晶硅，以实现降低透明导电氧化物层以及掺杂氢化非晶硅层带来的额外光学寄生吸收对短路电流的损失，从而提高太阳电池的光电转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法。

技术背景

当前，太阳能电池中生产最广泛、最成熟、最稳定的当属硅基太阳能电池。硅基光伏产业主流电池结构是PERC(Passivated Emitterand Rear SolarCell，钝化发射极和背面太阳能电池)结构，其极限效率低限制着产业电池效率的进一步发展。极限效率更高的SHJ(Silicon Heterojunction Solar Cell，硅异质结太阳能电池)受到研究人员的广泛重视。SHJ具有极限效率高、制造温度低、开路电压高、温度特性好、工序简单和双面率高等优势。2016年，日本Kaneka公司报道了结合SHJ技术和IBC(Interdigitated Back Contact，叉指状背接触)结构，实现了26.6％的超高效率，至今依然是单结硅基太阳能电池世界最高效率的保持者。

但是，硅基异质结太阳能电池硅片衬底中经光照产生的光生载流子对，需要横向传输到各自金属电极处，才能实现载流子有效分离。对于PERC来说，这样的横向传输通常在n⁺/p⁺扩散区实现，因为扩散区具有足够高的支持横向传输的导电能力。对于SHJ来说，其本征和掺杂层通常被认为太薄、电阻太大，因此载流子横向传输通常需要引入TCO层(Transparent Conductive Oxide，透明导电氧化物)来支持。TCO层的引入可以提高载流子横向传输能力，同时控制TCO层厚度可以实现减反射效果。然而，TCO层的引入同时也存在负面影响：1.对比其他减反射层材料，TCO层材料透明度不足，带来额外的光学寄生吸收，降低短路电流密度；2.常用的TCO层材料为氧化铟锡，铟元素自然存量低和导致电池的成本增加需要被考虑；3.TCO层材料通常采用磁控溅射方法或等离子反应镀膜方法制备，前者会造成硅衬底的损伤，降低电池效率，后者成本相对更高。此外，在硅基异质结太阳能电池中，作为窗口层的掺杂非晶硅薄膜带隙约为1.7eV，因此其对于短波段的太阳光存在较强的寄生吸收，制约电池在短波段光响应，也强烈地限制了电池效率的进一步提升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种硅基异质结太阳能电池，包括第一受光面和第二受光面；所述第一受光面依次层叠设置有减反射层、第一选择传输层、第一钝化层、n型硅片，所述减反射层的材料选自：氧化硅、氮化硅、氢化氮化硅、氮氧化硅、氟化镁、氧化铝及其叠层中的一种或多种叠层。

优选地，当电池为正结电池时，所述第一选择传输层的材料选自：碘化亚铜、氯化亚铜、溴化亚铜、氧化镍、氧化钴、氧化钒、氧化钨、氧化钼中的一种或多种叠层；当电池为背结电池时时，所述第一选择传输层的材料选自：氟化锂、氟化铷、氟化钡、氟化铯、氧化钛、氧化铬、氧化铪、氧化钪、氧化锆、氧化钽、氧化钇中的一种或多种叠层。

用免掺杂宽带隙载流子选择性传输材料替代掺杂非晶硅，通过能带弯曲、导带和价带的带阶作用来达到载流子选择性收集的目的，光学寄生吸收降低，短路电流提高，相应的电池效率升高。