一种异质结电池结构及其制备工艺的制作方法

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种异质结电池结构及其制备工艺。

背景技术：

1、太阳电池是利用光生伏特效应将太阳能转化为电能的装置，其核心为半导体pn结。根据基体材料不同，可以分为晶体硅电池和薄膜电池。光伏产业链近年来快速发展的本质是技术驱动降本提效。光伏行业最值得期待的变革在于电池环节将有p型电池转向n型电池，其中，异质结结构电池和隧穿隧道结结构电池以其效率高、降本潜力大而成为光伏行业重要的发展方向。

2、异质结太阳能电池，具有转换效率高、工艺流程短、双面率高、温度系数低、衰减率低等优势，且能和钙钛矿叠层达到更高的转换效率。异质结电池以其优异的电池转换效率和简短的工艺步骤受到广泛关注。但其设备、生产成本较高成为影响其量产的重要因素，在其生产成本中占比较高的有低温银浆、tco靶材等。因此，降低低温银浆能有效降低异质结电池成本，促进其量产化发展。如何解决这个问题变得至关重要。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种异质结电池结构及其制备工艺，以解决现有技术中生产异质结电池时，低温银浆、tco靶材的用量较多，使得生产成本较高的问题。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种异质结电池结构及其制备工艺；

4、包括如下制备步骤：

5、步骤1、依次对n型单晶硅片进行制绒、清洗；再将n型单晶硅片正面沉积第一硅基薄膜层，n型单晶硅片背面沉积第二硅基薄膜层；之后在第一硅基薄膜层上沉积第一氧化物膜层；

6、步骤2、在第二硅基薄膜层上依次沉积第二氧化物膜层和导电金属层；并在导电金属层上进行图形化；

7、步骤3、对导电金属层进行掩膜处理；

8、步骤4、将电极引出固化，形成正面金属栅线和背面金属栅线；

9、步骤5、光注入。

10、进一步的技术方案为：步骤1中第一氧化物膜层和第二氧化物膜层采用磁控溅射、rpd或蒸镀方式沉积。

11、进一步的技术方案为：导电金属层采用磁控溅射、物理mask掩膜、光刻胶湿法掩膜、油墨掩膜刻蚀、电镀、化学镀进行沉降。

12、进一步的技术方案为：步骤4、将经过掩膜处理的n型单晶硅片一面进行主、细栅丝网印刷和n型单晶硅片另一面进行主栅丝网印刷；印刷料浆为低温银浆；之后将印刷的n型单晶硅片进行固化；形成正面金属栅线和背面金属栅线。

13、进一步的技术方案为：步骤4中低温银浆包括如下步骤制备：

14、铜粉处理步骤：溶液对铜粉进行酸洗，静置后去除上层溶液；纯水稀释铜粉悬浊液，静置后去除上层溶液，重复三次；

15、包铜处理步骤：乙二胺四乙酸溶液中加入稀释后铜粉悬浊液形成混合溶液，对混合溶液进行搅拌，滴加柠檬酸铵；滴加在搅拌进程的30-60％进行；将固体物取出后进行冲洗，过滤干燥后进行烘干形成包铜粉；

16、浆料处理步骤：包铜粉、银粉和低熔点玻璃粉混合研磨；之后加入双酚环氧树脂e-44、固化剂进行搅拌，之后碾磨成浆。

17、一种异质结电池结构；

18、包括正面金属栅线、背面金属栅线和n型单晶硅片；所述n型单晶硅片一面依次设置第一硅基薄膜层、第一氧化物膜层；所述n型单晶硅片另一面依次设置第二硅基薄膜层、第二氧化物膜层、导电金属层、掩膜层；所述正面金属栅线连接在所述第一氧化物膜层上；所述背面金属栅线穿过所述掩膜层，并连接所述导电金属层。

19、进一步的技术方案为：所述第一硅基薄膜层为本征氢化非晶硅、掺杂n型微晶硅和/或纳米晶硅；所述第二硅基薄膜层为本征氢化非晶硅、掺杂p型微晶硅和/或纳米晶硅。

20、进一步的技术方案为：所述第一氧化物膜层厚度为70-100nm；所述第二氧化物膜层厚度为5-100nm；所述导电金属层厚度为200-1000nm；所述掩膜层厚度为2-5nm。

21、进一步的技术方案为：所述第一氧化物膜层为tco膜层、ito膜层、iwo膜层、azo膜层、无铟氧化物层中的一种或几种；所述第二氧化物膜层为tco膜层、ito膜层、iwo膜层、azo膜层、无铟氧化物层中的一种或几种；所述导电金属层的金属为铜、锡、铝、镍或锌。

22、与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：(1)通过在氢氧化钠或是氢氧化钾稀溶液中加入缓释剂来控制。n型单晶硅片表面制绒后会形成金字塔形状的绒面。绒面高度在3-5微米，通过制备绒面结构，有助于提高异质结电池的性能。由于照射的光线在n型单晶硅片的表面进行了多次的反射和折射，增加了光的吸收率，使得短路电流显著提高；(2)步骤4中低温银浆的包铜粉含量较高，使得低温银浆的密度较高，使得低温银浆固化后接触面积较大，低温银浆的导电性更好。本申请的低温银浆的固话温度是要高于一般的低温银浆固话温度，同时本申请的低温银浆的固话温度是小于高温烧结的温度的。由于铜相比银要耐高温，通过包铜粉使得低温银浆更耐高温，并且提高了导电性。通过铜粉包裹银，阻止了铜粉的氧化，从而保证了低温银浆的导电性；(3)通过在低温银浆中采用银包铜，提高了其耐高温的性能，使得可以加热玻璃粉，通过采用低熔点玻璃粉，降低了固话温度，使得不需要高温烧结，就可以完成正面金属栅线和背面金属栅线的制备。同时低熔点玻璃粉和和银产生接触，减少了电阻；在低熔点玻璃粉软化过程中，玻璃会呈现较强的粘附力，使得玻璃层可以很好的附着在n型单晶硅片表面层。低熔点玻璃粉在低温环境下进行软化，有利于物质的迁移，使得pbo具有较高的扩散性，导致pbo可以均匀的分散；(4)在第二硅基薄膜层后依次沉积第二氧化物膜层、导电金属层和图形化，起到了电流和减反射的作用。之后进行沉积的掩膜层起到抗氧化的作用。通过印刷电极并进行固化，形成了正面金属栅线、背面金属栅线用于导出电流。

技术特征：

1.一种异质结电池结构的制备工艺，其特征在于：包括如下制备步骤：

2.如权利要求1所述的异质结电池结构，其特征在于：步骤1中第一氧化物膜层和第二氧化物膜层采用磁控溅射、rpd或蒸镀方式沉积。

3.如权利要求1所述的异质结电池结构，其特征在于：导电金属层采用磁控溅射、物理mask掩膜、光刻胶湿法掩膜、油墨掩膜刻蚀、电镀、化学镀进行沉降。

4.如权利要求1所述的异质结电池结构，其特征在于：步骤4、将经过掩膜处理的n型单晶硅片一面进行主、细栅丝网印刷和n型单晶硅片另一面进行主栅丝网印刷；印刷料浆为低温银浆；之后将印刷的n型单晶硅片进行固化；形成正面金属栅线和背面金属栅线。

5.如权利要求4所述的异质结电池结构，其特征在于：步骤4中低温银浆包括如下步骤制备：

6.一种异质结电池结构，其特征在于：包括正面金属栅线、背面金属栅线和n型单晶硅片；所述n型单晶硅片一面依次设置第一硅基薄膜层、第一氧化物膜层；所述n型单晶硅片另一面依次设置第二硅基薄膜层、第二氧化物膜层、导电金属层、掩膜层；所述正面金属栅线连接在所述第一氧化物膜层上；所述背面金属栅线穿过所述掩膜层，并连接所述导电金属层。

7.如权利要求6所述的异质结电池结构，其特征在于：所述第一硅基薄膜层为本征氢化非晶硅、掺杂n型微晶硅和/或纳米晶硅；所述第二硅基薄膜层为本征氢化非晶硅、掺杂p型微晶硅和/或纳米晶硅。

8.如权利要求6所述的异质结电池结构，其特征在于：所述第一氧化物膜层厚度为70-100nm；所述第二氧化物膜层厚度为5-100nm；所述导电金属层厚度为200-1000nm；所述掩膜层厚度为2-5nm。

9.如权利要求8所述的异质结电池结构，其特征在于：所述第一氧化物膜层为tco膜层、ito膜层、iwo膜层、azo膜层、无铟氧化物层中的一种或几种；所述第二氧化物膜层为tco膜层、ito膜层、iwo膜层、azo膜层、无铟氧化物层中的一种或几种；所述导电金属层的金属为铜、锡、铝、镍或锌。

技术总结
本发明涉及一种异质结电池结构及其制备工艺，包括如下制备步骤：步骤1、依次对N型单晶硅片进行制绒、清洗；再将N型单晶硅片正面沉积第一硅基薄膜层，N型单晶硅片背面沉积第二硅基薄膜层；之后在第一硅基薄膜层上沉积第一氧化物膜层；步骤2、在第二硅基薄膜层上依次沉积第二氧化物膜层和导电金属层；并在导电金属层上进行图形化；步骤3、对导电金属层进行掩膜处理；步骤4、将电极引出固化，形成正面金属栅线和背面金属栅线；步骤5、光注入。解决了现有方案中生产异质结电池时，低温银浆、TCO靶材的用量较多，使得生产成本较高的问题。

技术研发人员：郭万武,王珊珊
受保护的技术使用者：中建材浚鑫科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15