[发明专利]硅基薄膜太阳能电池背电极及制造方法、硅基薄膜太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型能源领域，具体涉及一种硅基薄膜太阳能电池背电极，以及该背电极的制造方法；本发明同时还涉及一种硅基薄膜太阳能电池。

背景技术

随着能源紧缺和全球变暖等问题的压力日益严重，人们对清洁可再生能源越来越重视，各国政府也掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。然而虽然太阳能是最理想的清洁可再生能源，其大规模推广应用还受到其成本比传统能源高且转换效率偏低的限制。利用太阳能有多种技术路线，其中硅基薄膜光伏太阳能电池是一种生产成本低且环境友好、转换效率提升空间大和可灵活而广泛的应用的技术路线，目前已有规模化商业生产和大量的研发投入。

转换效率偏低是硅基薄膜光伏太阳能电池的主要劣势，所以提高硅基薄膜光伏太阳能电池的转换效率是目前人们研发的重点，而提高硅基薄膜光伏太阳能电池的转换效率除了提高太阳能电池光吸收层的光电转换效率外，前后电极的陷光效应也非常重要，陷光效应可有效提升薄膜光伏太阳能电池的效率并能降低光吸收层的厚度从而降低电池的生产成本。应用高雾度透明导电膜作为前电极以增强陷光效应是目前薄膜太阳能电池重点研发方向之一。然而，在高雾度透明导电膜上沉积生长硅基薄膜光伏太阳能电池特别是目前很热门的微晶硅或纳米硅叠层电池时，容易在硅薄膜中产生沿生长方向的微裂缝(或膜质疏松的微区域)。当继续在硅薄膜上沉积生长背电极时，若采用目前主流的背电极技术，即用PVD法(特别是溅射沉积法)制备的金属背电极，背电极中的金属或其它导电物质在生长过程中容易进入那些微裂缝中并沿那些微裂缝扩散到电池的光吸收层中，从而显著降低电池的开路电压和填充因子，进而严重影响电池的光电转换效率。因此，克服这个问题的新型背电极技术对于高雾度透明导电膜在硅基薄膜光伏太阳能电池中的应用，以提高电池的转换效率和降低电池的生产成本有重要意义。

发明内容

本发明提供一种硅基薄膜太阳能电池背电极，以解决现有硅基薄膜太阳能电池的上述的问题。

本发明还提供一种硅基薄膜太阳能电池背电极的制造方法以及一种硅基薄膜太阳能电池。

本发明提供的一种硅基薄膜太阳能电池背电极，包括：设置于所述太阳能电池发电层上的保护阻挡层，以及设置于所述保护阻挡层上的背电极材料层；

其中，所述保护阻挡层含有氧化锌的膜层或为氧化锌组合物膜层。

可选的，所述保护阻挡层为一层，其材质为氧化锌或掺硼氧化锌。

可选的，所述保护阻挡层至少为两层，且相邻两层材质分别为氧化锌或掺硼氧化锌。

可选的，保护阻挡层的厚度范围为20nm至1000nm。

可选的，所述保护阻挡层具有掺硼氧化锌膜层，且掺硼氧化锌膜层中硼掺杂的浓度范围为大于0，且小于等于10％。

可选的，所述背电极材料层为银膜层和/或铝膜层。

可选的，在所述保护阻挡层和背电极材料层之间还设置有中间层，该中间层为掺铝氧化锌膜层和/或掺镓氧化锌膜层。

可选的，所述中间层的厚度范围为大于等于0，且小于等于200nm；

所述中间层为掺铝氧化锌膜层或者设置有掺铝氧化锌膜层和掺镓氧化锌膜层的叠层，掺铝氧化锌膜层中铝的掺杂浓度范围是大于等于0，且小于等于10％；或者，

所述中间层为掺镓氧化锌膜层或者设置有掺铝氧化锌膜层和掺镓氧化锌膜层的叠层掺镓氧化锌膜层中镓的掺杂浓度范围是大于等于0，且小于等于10％。

可选的，所述背电极材料层为银膜层，在所述银膜层的相对于保护阻挡层的另一侧表面上还设置有钝化保护层。

可选的，所述钝化保护层为单层结构，且该单层为金属钛薄膜层或铜镍合金薄膜层；或者，所述钝化保护层为至少为两层，且相邻两层为镍镉合金膜层及设置于其上的铝膜层，或者镉层及设置于其上的镍钒合金膜层。

可选的，所述钝化保护层的厚度范围为是大于等于20nm，且小于等于400nm；

所述背电极材料层的厚度范围是大于等于40nm，且小于等于400nm。

本发明还提供一种硅基薄膜太阳能电池，包括发电层以及分别设置于所述发电层两侧的前电极和背电极；其中，所述背电极为上述中任意一项技术方案所述的硅基薄膜太阳能电池背电极。

可选的，所述太阳能电池发电层为纳米硅和/或非晶硅的单结、双结或者多结叠层结构。

可选的，所述太阳能电池发电层的厚度范围大于等于0.5微米，且小于等于5.5微米；其中所述纳米硅晶化率范围是大于等于30％，且小于等于90％。

可选的，所述前电极为掺硼氧化锌薄膜或掺氟氧化锡薄膜。