异质结太阳能电池制备方法及异质结太阳能电池与流程

本发明涉及光伏领域，尤其涉及一种异质结太阳能电池制备方法及异质结太阳能电池。

背景技术：

1、随着光伏行业的发展，太阳能电池转换效率越来越高。异质结太阳能电池作为高效电池的发展方向之一，其结合了晶体硅电池和硅基薄膜电池的特征，具有制造流程短、工艺温度低、转换效率高和发电量多等优点，在产业中所占比重越来越高。对于异质结太阳能电池而言，其硅衬底表面的钝化膜层(通常包括本征钝化膜、掺杂钝化膜)能对硅衬底表面进行钝化，极大的降低表面复合速率，且较大的带隙宽度同晶硅形成pn结后可得到较大的内建电场，使得异质结电池具有更高的开路电压。钝化膜常由非晶硅膜层(包括本征非晶硅膜和掺杂非晶硅膜)构成，非晶硅本身由于吸光系数较高，对于入射光的吸收会比较严重，导致实际入射到硅衬底内部的光子减少，影响光生载流子的产生数量；进而导致异质结太阳能电池的短路电流下降，影响异质结电池的光电转换效率。

2、现有技术中，有通过对主受光面的掺杂非晶硅膜采用含氧气体掺杂的技术方案，使得形成透光性较好的掺杂非晶氧化硅，该方案可以有效增加钝化膜层的光学带隙，增加光的透过，减少光在膜层中的吸收；但是非晶硅变成氧化硅会导致膜层传输电阻变大，影响太阳能电池的串联电阻，最终也会影响异质结电池的光电转换效率。

3、有鉴于此，有必要提供一种改进的技术方案以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术存在的技术问题之一，为实现上述发明目的，本发明提供了一种异质结太阳能电池制备方法，其具体设计方式如下。

2、一种异质结太阳能电池制备方法，包括在硅衬底的主受光面一侧依次制作第一本征钝化膜、第一掺杂钝化膜以及第一透明导电膜，所述第一掺杂钝化膜的制作依次包括以下步骤：沉积第一掺杂非晶硅内层；沉积掺杂非晶氧化硅层；沉积第一掺杂非晶硅外层，其中，沉积所述第一掺杂非晶硅外层时的掺杂元素浓度大于沉积所述第一掺杂非晶硅内层时的掺杂元素浓度。

3、进一步地，沉积所述第一掺杂非晶硅内层与所述第一掺杂非晶硅外层时，均通入sih4气体、h2气体、以及含磷气体，其中，沉积所述第一掺杂非晶硅内层时sih4气体与含磷气体的流量比例大于沉积所述第一掺杂非晶硅外层时sih4气体与含磷气体的流量比例。

4、进一步地，所述含磷气体包括ph3和h2载气，且ph3相对h2载气的体积含量为1％。

5、进一步地，沉积所述第一掺杂非晶硅内层时，sih4气体与h2气体的流量比例范围为1:5-1:15，sih4气体与含磷气体的流量比例范围为5:1-1:3，sih4气体的流量范围为100-600sccm；沉积所述第一掺杂非晶硅外层时，sih4气体与h2气体的流量比例范围为5:1-1:3，sih4气体与含磷气体的流量比例范围为1:3-1:10，sih4气体的流量范围为100-600sccm。

6、进一步地，沉积所述第一掺杂非晶硅内层与所述第一掺杂非晶硅外层时，射频功率范围为150-700w，沉积速率范围为0.05nm/s-0.3nm/s。

7、进一步地，所述第一掺杂非晶硅内层与所述第一掺杂非晶硅外层的厚度范围均为1-3nm。

8、进一步地，沉积所述掺杂非晶氧化硅层时，通入sih4气体、h2气体、含磷气体、以及co2气体，其中，所述含磷气体包括ph3和h2载气，且ph3相对h2载气的体积含量为1％；沉积过程中，sih4气体与h2气体的流量比例范围为1:3-1:10，sih4气体与含磷气体的流量比例范围为1:3-1:10，sih4气体与co2气体的流量比例范围为3:1-1:5，sih4气体的流量范围为100-600sccm。

9、进一步地，沉积所述掺杂非晶氧化硅层时，射频功率范围为300-1000w，沉积速率范围为0.05nm/s-0.3nm/s，厚度范围为2-6nm。

10、进一步地，所述第一本征钝化膜的制作依次包括以下步骤：采用sih4气体以第一沉积速率沉积形成第一本征非晶硅内层；采用sih4气体、h2气体以第二沉积速率沉积形成第一本征非晶硅外层，所述第二沉积速率小于所述第一沉积速率；采用h2进行等离子体处理，刻蚀至少部分所述第一本征非晶硅外层，并增加所述第一本征钝化膜的氢含量。

11、进一步地，所述制备方法还包括：在所述第一透明导电膜表面制作正面电极；在所述硅衬底次受光面一侧依次制作第二本征钝化膜、第二掺杂钝化膜、第二透明导电膜以及背面电极。

12、本发明还提供了一种异质结太阳能电池，其由以上所述的异质结太阳能电池制备方法制得。

13、本发明的有益效果是：基于本发明所提供的异质结太阳能电池制备方法，所获取的异质结太阳能电池结构中，第一掺杂非晶硅内层掺杂浓度低，能够减少因为掺杂导致的非晶硅结构畸变，在与第一本征钝化膜接触时，没有太明显的结构差异，充当第一本征钝化膜和高浓度掺杂的第一掺杂非晶硅外层之间的缓冲层，有利于提升太阳能电池的钝化效果，提升开路电压；掺杂非晶氧化硅层的设置能够增加异质结太阳能电池主受光面的光学带隙，减少入射光在钝化膜层中的吸收，提升太阳能电池的短路电流；第一掺杂非晶硅外层掺杂浓度高，能够降低其与第一透明导电膜之间的接触电阻，进而降低太阳能电池的串联电阻，进而有效提高异质结电池的光电转换效率。

技术特征：

1.一种异质结太阳能电池制备方法，包括在硅衬底的主受光面一侧依次制作第一本征钝化膜、第一掺杂钝化膜以及第一透明导电膜，其特征在于，所述第一掺杂钝化膜的制作依次包括以下步骤：沉积第一掺杂非晶硅内层；沉积掺杂非晶氧化硅层；沉积第一掺杂非晶硅外层，其中，沉积所述第一掺杂非晶硅外层时的掺杂元素浓度大于沉积所述第一掺杂非晶硅内层时的掺杂元素浓度。

2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，沉积所述第一掺杂非晶硅内层与所述第一掺杂非晶硅外层时，均通入sih4气体、h2气体、以及含磷气体，其中，沉积所述第一掺杂非晶硅内层时sih4气体与含磷气体的流量比例大于沉积所述第一掺杂非晶硅外层时sih4气体与含磷气体的流量比例。

3.根据权利要求2所述的异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述含磷气体包括ph3和h2载气，且ph3相对h2载气的体积含量为1％。

4.根据权利要求3所述的异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，沉积所述第一掺杂非晶硅内层时，sih4气体与h2气体的流量比例范围为1:5-1:15，sih4气体与含磷气体的流量比例范围为5:1-1:3，sih4气体的流量范围为100-600sccm；沉积所述第一掺杂非晶硅外层时，sih4气体与h2气体的流量比例范围为5:1-1:3，sih4气体与含磷气体的流量比例范围为1:3-1:10，sih4气体的流量范围为100-600sccm。

5.根据权利要求4所述的异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，沉积所述第一掺杂非晶硅内层与所述第一掺杂非晶硅外层时，射频功率范围为150-700w，沉积速率范围为0.05nm/s-0.3nm/s。

6.根据权利要求5所述的异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述第一掺杂非晶硅内层与所述第一掺杂非晶硅外层的厚度范围均为1-3nm。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，沉积所述掺杂非晶氧化硅层时，通入sih4气体、h2气体、含磷气体、以及co2气体，其中，所述含磷气体包括ph3和h2载气，且ph3相对h2载气的体积含量为1％；沉积过程中，sih4气体与h2气体的流量比例范围为1:3-1:10，sih4气体与含磷气体的流量比例范围为1:3-1:10，sih4气体与co2气体的流量比例范围为3:1-1:5，sih4气体的流量范围为100-600sccm。

8.根据权利要求7所述的异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，沉积所述掺杂非晶氧化硅层时，射频功率范围为300-1000w，沉积速率范围为0.05nm/s-0.3nm/s，厚度范围为2-6nm。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述第一本征钝化膜的制作依次包括以下步骤：采用sih4气体以第一沉积速率沉积形成第一本征非晶硅内层；采用sih4气体、h2气体以第二沉积速率沉积形成第一本征非晶硅外层，所述第二沉积速率小于所述第一沉积速率；采用h2进行等离子体处理，刻蚀至少部分所述第一本征非晶硅外层，并增加所述第一本征钝化膜的氢含量。

10.根据权利要求1-3任意一项所述的异质结太阳能电池制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

11.一种异质结太阳能电池，其特征在于，由权利要求1-10任意一项所述的异质结太阳能电池制备方法制得。

技术总结
本发明提供了一种异质结太阳能电池制备方法及异质结太阳能电池，基于本发明所提供的异质结太阳能电池制备方法所获取的异质结太阳能电池，第一掺杂非晶硅内层掺杂浓度低，能够减少因为掺杂导致的非晶硅结构畸变，有利于提升太阳能电池的钝化效果，提升开路电压；掺杂非晶氧化硅层的设置能够增加异质结太阳能电池主受光面的光学带隙，减少入射光在钝化膜层中的吸收，提升太阳能电池的短路电流；第一掺杂非晶硅外层掺杂浓度高，能够降低其与第一透明导电膜之间的接触电阻，进而降低太阳能电池的串联电阻，进而有效提高异质结电池的光电转换效率。

技术研发人员：陈曦,张达奇,吴坚,蒋方丹
受保护的技术使用者：嘉兴阿特斯技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13