一种HJT电池的加工方法以及一种HJT电池与流程

一种hjt电池的加工方法以及一种hjt电池
技术领域
1.本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种hjt电池的加工方法以及一种hjt电池。


背景技术：

2.hjt太阳能电池具有高效率、工艺简单、抗pid、低温度系数、高发电量、低光衰等特性，可提高光伏组件的可靠性和稳定性。另外hjt太阳能电池是对称结构，双面均可发电，双面率达90％以上，较之于单面太阳能电池，可以多输出至少30
‑
40％的电力，因此hjt电池被视为下一代太阳电池主流产品。
3.现有hjt太阳能电池在制作过程中，在电池基底上镀tco膜层，再在tco膜层上直接沉积金属种子层并电镀成金属栅线，但通过该制作方式制备而成的太阳能电池，其结合力不佳，在制备或者使用过程中容易栅线脱落，且其拉力偏低，仅仅只有0.8n左右，同时后续在镀铜和固定工艺中的退火窗口较低，不易于加工制造，另外需要使用单独增加的镀铜工艺腔，导致pvd镀膜阶段的设备成本大大增加。


技术实现要素：

4.本发明提供一种hjt电池的加工方法，旨在解决现有加工方法制备而成的hjt太阳能电池结合力不佳，在制备或者使用过程中容易栅线脱落，且其拉力偏低，仅仅只有0.8n左右，同时后续在镀铜和固定工艺中的退火窗口较低，不易于加工制造，另外需要使用单独增加的镀铜工艺腔，导致pvd镀膜阶段的设备成本大大增加的技术问题。
5.本发明是这样实现的，提供一种hjt电池的加工方法，包括以下步骤：
6.在硅衬底的正面、背面分别沉积非晶硅本征层；
7.在正面的非晶硅本征层上沉积第一传输层，在背面的非晶硅本征层上沉积第二传输层；
8.分别在所述第一传输层和所述第二传输层上沉积多层tco膜层，其中，位于最外侧的tco膜层掺杂有金属氧化物，且金属氧化物的质量比重在0.5％至5.5％范围内；
9.分别在最外侧的tco膜层上制备金属电极。
10.更进一步地，所述分别在所述第一传输层和所述第二传输层上沉积多层tco膜层的步骤，具体包括：
11.分别在所述第一传输层和所述第二传输层上依次沉积第一tco膜层、第二tco膜层和第三tco膜层。
12.更进一步地，所述第一tco膜层的厚度在10nm至40nm范围内，所述第二tco膜层的厚度在10nm至40nm范围内，所述第三tco膜层的厚度在5nm至25nm范围内。
13.更进一步地，所述金属氧化物包含有银、镍、锡，且银、镍、锡的比例为60％、20％、20％。
14.更进一步地，所述分别在最外侧的tco膜层上制备金属电极的步骤，具体包括：
15.分别在最外侧的tco膜层上镀金属种子层；
16.分别在所述金属种子层上沉积金属栅线；
17.分别在所述金属栅线上沉积金属保护层。
18.本发明还提供一种hjt电池，包括：
19.硅衬底；
20.分别设置在所述硅衬底正面、背面的非晶硅本征层；
21.设置在正面的非晶硅本征层上的第一传输层，设置在背面的非晶硅本征层上的第二传输层；
22.分别设置在所述第一传输层和所述第二传输层上的多层tco膜层，其中，位于最外侧的tco膜层掺杂有金属氧化物，且金属氧化物的质量比重在0.5％至5.5％范围内；
23.分别设置在最外侧的tco膜层上的金属电极。
24.更进一步地，所述tco膜层设有三层，由内到外依次为第一tco膜层、第二tco膜层和第三tco膜层。
25.更进一步地，述第一tco膜层的厚度在10nm至40nm范围内，所述第二tco膜层的厚度在10nm至40nm范围内，所述第三tco膜层的厚度在5nm至25nm范围内。
26.更进一步地，所述金属氧化物包含有银、镍、锡，且银、镍、锡的比例为60％、20％、20％。
27.更进一步地，所述金属电极为铜电极。
28.本发明的有益效果在于，在重掺杂有金属氧化物的最外侧tco膜层上制备金属电极，金属氧化物的质量比重在0.5％至5.5％范围内，制备而成的hjt太阳能电池可以获得较佳的结合力，在制备或者使用过程中能有效避免发生栅线脱落的情况，且能获得较高的栅线拉力，同时能获得较大的退火窗口，有利于加工制造，另外无需使用单独的镀铜工艺腔，大大降低了生产成本。
附图说明
29.图1是本发明实施例提供的hjt电池的加工方法的流程框图；
30.图2是本发明实施例提供的hjt电池的加工方法的另一流程框图；
31.图3是本发明实施例提供的hjt电池的加工方法的再一流程框图；
32.图4是本发明实施例提供的hjt电池的示意图。
具体实施方式
33.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
34.本发明提供一种hjt电池的加工方法，在重掺杂有金属氧化物的最外侧tco膜层上制备金属电极50，金属氧化物的质量比重在0.5％至5.5％范围内，制备而成的hjt电池可以获得较佳的结合力，在制备或者使用过程中能有效避免发生栅线脱落的情况，且能获得较高的栅线拉力，同时能获得较大的退火窗口，有利于加工制造，另外无需使用单独的镀铜工艺腔，大大降低了生产成本。
35.实施例一
36.参考图1，本实施例一提供一种hjt电池的加工方法，包括以下步骤：
37.步骤10、在硅衬底的正面、背面分别沉积非晶硅本征层；
38.步骤20、在正面的非晶硅本征层上沉积第一传输层，在背面的非晶硅本征层上沉积第二传输层；
39.步骤30、分别在所述第一传输层和所述第二传输层上沉积多层tco膜层，其中，位于最外侧的tco膜层掺杂有金属氧化物，且金属氧化物的质量比重在0.5％至5.5％范围内；
40.步骤40、分别在最外侧的tco膜层上制备金属电极。
41.tco膜层(透明导电氧化物，transparentconductiveoxide)主要包括in、sb、zn和cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料，具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低等共同光电特性。
42.在本实施例中，先是选取硅衬底10，硅衬底10可采用n型单晶硅片，再在硅衬底10上进行双面制绒，接着在硅衬底10的正面、背面分别沉积非晶硅本征层20，并在正面的非晶硅本征层20上沉积第一传输层31，在背面的非晶硅本征层20上沉积第二传输层32。在制备第一传输层31和第二传输层32之后，在第一传输层31上沉积多层tco膜层，并在第二传输层32上沉积多层tco膜层，接着在正面、背面最外侧的tco膜层上制备金属电极50。
43.需要说明的是，第一传输层31可为n型非晶硅层或者p型非晶硅层，第二传输层32可为p型非晶硅层或者n型非晶硅层。具体来说，当在正面的非晶硅本征层20上沉积n型非晶硅层时，在背面的非晶硅本征层20上沉积p型非晶硅层；当在正面的非晶硅本征层20上沉积p型非晶硅层时，在背面的非晶硅本征层20上沉积n型非晶硅层。
44.其中，位于最外侧的tco膜层掺杂有金属氧化物，且金属氧化物的质量比重在0.5％至5.5％范围内，制备而成的hjt电池可以获得较佳的结合力，在制备或者使用过程中能有效避免发生栅线脱落的情况，且能获得较高的栅线拉力，同时能获得较大的退火窗口，有利于加工制造，并能够带来较高的电池填充因子(ff)和较高电池效率(eff)，另外无需使用单独的镀铜工艺腔，大大降低了生产成本。
45.具体地，参考图2，所述分别在所述第一传输层和所述第二传输层上沉积多层tco膜层的步骤，具体包括：
46.步骤31、分别在所述第一传输层和所述第二传输层上依次沉积第一tco膜层、第二tco膜层和第三tco膜层。
47.在电池正面、背面分别沉积第一传输层31和第二传输层32后，再分别在第一传输层31和第二传输层32上依次沉积第一tco膜层41、第二tco膜层42和第三tco膜层43。在三层tco膜层中，第一tco膜层41位于最内侧，第三tco膜层43位于最外侧，第二tco膜层42位于第一tco膜层41和第三tco膜层43之间。
48.其中，第三tco膜层43掺杂有金属氧化物，且金属氧化物的质量比重在0.5％至5.5％范围内。在重金属掺杂的第三tco膜层43上制备金属电极50后，制成的hjt电池可以获得较佳的结合力，在制备或者使用过程中能有效避免发生栅线脱落的情况，且能获得较高的栅线拉力，同时能获得较大的退火窗口，有利于加工制造，并能够带来较高的电池填充因子(ff)和较高电池效率(eff)，另外无需使用单独的镀铜工艺腔，大大降低了生产成本。
49.在本实施例中，所述第一tco膜层41的厚度在10nm至40nm范围内，所述第二tco膜
层42的厚度在10nm至40nm范围内，所述第三tco膜层43的厚度在5nm至25nm范围内。优选地，第一tco膜层41的厚度为35nm，第二tco膜层42的厚度为30nm，第三tco膜层43的厚度为15nm。
50.在本实施例中，所述金属氧化物包含有银、镍、锡，且银、镍、锡的比例为银占60％、镍占20％、锡占20％。
51.具体地，参考图3，所述分别在最外侧的tco膜层上制备金属电极的步骤，具体包括：
52.步骤41、分别在最外侧的tco膜层上镀金属种子层；
53.步骤42、分别在所述金属种子层上沉积金属栅线；
54.步骤43、分别在所述金属栅线上沉积金属保护层。
55.在本实施例中，在制备好正面、背面最外侧的tco膜层(可理解为如上述的第三tco膜层43)后，先分别在最外侧的tco膜层上镀金属种子层，再在镀好的金属种子层上沉积金属栅线，最后在金属栅线上沉积金属保护层。在重金属掺杂的最外侧的tco膜层上制备金属电极50后，制成的hjt电池可以获得较佳的结合力，在制备或者使用过程中能有效避免发生栅线脱落的情况，且能获得较高的栅线拉力，同时能获得较大的退火窗口，有利于加工制造，并能够带来较高的电池填充因子(ff)和较高电池效率(eff)，另外无需使用单独的镀铜工艺腔，大大降低了生产成本。
56.其中，金属种子层可选为铜种子层，则沉积后的金属栅线即为铜栅线。当然，在其他实施例中，金属种子层也可选为其他，例如银种子层，则沉积后的金属栅线即为银栅线。
57.其中，金属保护层可选为镍保护层。当然，在其他实施例中，金属保护层也可选为其他，例如银保护层。
58.实施例二
59.参考图4，本实施例二提供一种hjt电池，包括：
60.硅衬底10；
61.分别设置在所述硅衬底10正面、背面的非晶硅本征层20；
62.设置在正面的非晶硅本征层20上的第一传输层31，设置在背面的非晶硅本征层20上的第二传输层32；
63.分别设置在所述第一传输层31和所述第二传输层32上的多层tco膜层，其中，位于最外侧的tco膜层掺杂有金属氧化物，且金属氧化物的质量比重在0.5％至5.5％范围内；
64.分别设置在最外侧的tco膜层上的金属电极50。
65.tco膜层(透明导电氧化物，transparentconductiveoxide)主要包括in、sb、zn和cd的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料，具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低等共同光电特性。
66.在本实施例中，先是选取硅衬底10，硅衬底10可采用n型单晶硅片，再在硅衬底10上进行双面制绒，接着在硅衬底10的正面、背面分别沉积非晶硅本征层20，并在正面的非晶硅本征层20上沉积第一传输层31，在背面的非晶硅本征层20上沉积第二传输层32。在制备第一传输层31和第二传输层32之后，在第一传输层31上沉积多层tco膜层，并在第二传输层32上沉积多层tco膜层，接着在正面、背面最外侧的tco膜层上制备金属电极50，从而制备如上所述的hjt电池。
67.需要说明的是，第一传输层31可为n型非晶硅层或者p型非晶硅层，第二传输层32可为p型非晶硅层或者n型非晶硅层。具体来说，当在正面的非晶硅本征层20上沉积n型非晶硅层时，在背面的非晶硅本征层20上沉积p型非晶硅层；当在正面的非晶硅本征层20上沉积p型非晶硅层时，在背面的非晶硅本征层20上沉积n型非晶硅层。
68.其中，位于最外侧的tco膜层掺杂有金属氧化物，且金属氧化物的质量比重在0.5％至5.5％范围内，制备而成的hjt电池可以获得较佳的结合力，在制备或者使用过程中能有效避免发生栅线脱落的情况，且能获得较高的栅线拉力，同时能获得较大的退火窗口，有利于加工制造，并能够带来较高的电池填充因子(ff)和较高电池效率(eff)，另外无需使用单独的镀铜工艺腔，大大降低了生产成本。
69.在本实施例中，所述tco膜层设有三层，由内到外依次为第一tco膜层41、第二tco膜层42和第三tco膜层43。在制备过程中，先在电池正面、背面分别沉积第一传输层31和第二传输层32，再分别在第一传输层31和第二传输层32上依次沉积第一tco膜层41、第二tco膜层42和第三tco膜层43。在三层tco膜层中，第一tco膜层41位于最内侧，第三tco膜层43位于最外侧，第二tco膜层42位于第一tco膜层41和第三tco膜层43之间。
70.其中，第三tco膜层43掺杂有金属氧化物，且金属氧化物的质量比重在0.5％至5.5％范围内。在重金属掺杂的第三tco膜层43上制备金属电极50后，制成的hjt电池可以获得较佳的结合力，在制备或者使用过程中能有效避免发生栅线脱落的情况，且能获得较高的栅线拉力，同时能获得较大的退火窗口，有利于加工制造，并能够带来较高的电池填充因子(ff)和较高电池效率(eff)，另外无需使用单独的镀铜工艺腔，大大降低了生产成本。
71.在本实施例中，所述第一tco膜层41的厚度在10nm至40nm范围内，所述第二tco膜层42的厚度在10nm至40nm范围内，所述第三tco膜层43的厚度在5nm至25nm范围内。优选地，第一tco膜层41的厚度为35nm，第二tco膜层42的厚度为30nm，第三tco膜层43的厚度为15nm。
72.在本实施例中，所述金属氧化物包含有银、镍、锡，且银、镍、锡的比例为银占60％、镍占20％、锡占20％。
73.其中，所述金属电极50为铜电极。当然，在其他实施例中，金属电极50也可选为其他，例如银电极等。
74.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。