[发明专利]一种异质结太阳能电池及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种异质结太阳能电池及其制作方法。

背景技术

随着太阳能电池BOS(系统平衡部件)成本比例增大，提高电池转换效率变得尤为重要。在晶硅异质结太阳能电池因具有低温制备、低温度系数和高转换效率的特点，被认为是最有竞争力的高效太阳能电池。

晶硅异质结太阳能电池是由多种膜层构成，多种膜层之间存在着多种异质材料界面，例如P型非晶硅/TCO(Transparent Conductive Oxide，透明导电氧化物)、TCO/Ag和p型非晶硅/i型本征非晶硅等界面，这些异质材料界面影响电池效率。P型非晶硅/TCO是指P型非晶硅与TCO两种材料组成的界面。特别是P型非晶硅/ITO(Indium Tin Oxides，掺锡氧化铟)界面，由于P型非晶硅的有效掺杂过低，导致在P型非晶硅/ITO界面处形成较大的传输势垒，从而增加了晶硅异质结太阳能电池结构的界面电阻，该界面电阻较大会使晶硅异质结太阳能电池的填充因子降低。

为了降低电池结构中TCO/P型非晶硅界面的传输势垒，现有技术中主要有以下解决方案：

a.提高P型非晶硅的有效掺杂。P型非晶硅的掺杂元素为硼，但是往往在掺杂过程中大量的硼原子作为杂质原子存在于P型非晶硅薄膜中。在现有技术中通过对掺杂工艺参数进行调整，使P型非晶硅薄膜达到非晶态与晶态的转变点，可以提高硼的有效掺杂率。但此工艺窗口很窄，工艺稳定性较差。

b.将P型非晶硅制作成P型微晶硅发射极结构。制备P型微晶硅有利于降低其与TCO的接触电阻，增加发射极的电导率。但是电池结构对P型微晶硅的要求很高，为了能够利用非晶硅钝化晶粒表面的缺陷，并使制备的P型微晶硅层的电导率较高，P型微晶硅层的厚度应为5-10nm，这要求所制备的P型微晶硅的晶粒直径满足<1nm，且离散分布于非晶硅之间。但此工艺窗口较窄，难以稳定控制，若微晶硅晶化率过高，晶粒尺寸过大，会导致界面缺陷密度较大，严重降低电池的填充因子和开路电压。因此，上述两种方案均不能有效的降低电池结构中TCO/P型非晶硅界面的传输势垒，

综上，异质结太阳能电池结构的TCO/P型非晶硅界面存在的传输势垒，使TCO/P型非晶硅界面的界面串联电阻较大，不利于提升太阳能电池的填充因子。

发明内容

本发明实施例提供一种异质结太阳能电池及其制作方法，用以解决现有技术中存在的异质结太阳能电池结构的TCO/P型非晶硅界面存在的传输势垒，使TCO/P型非晶硅界面的界面串联电阻较大，不利于提升太阳能电池的填充因子问题。

本发明实施例提供一种异质结太阳能电池，该电池包括：

在硅衬底的背面依次形成的第一i型本征非晶硅薄膜、n型非晶硅薄膜、第一导电薄膜和背面金属电极；

在所述硅衬底的正面依次形成的第二i型本征非晶硅薄膜、p型非晶硅薄膜、在所述p型非晶硅薄膜表面形成的金属薄膜，以及在所述金属薄膜表面形成的第二导电薄膜和所述第二导电薄膜上的正面金属电极。与传统P型非晶硅/TCO界面结构相比，本发明实施例提供异质结太阳能电池降低了TCO与P型非晶硅薄膜之间存在的较大接触电阻，则降低了电池的串联电阻，有利于提升电池的填充因子。

进一步地，所述金属薄膜的功函数大于所述p型非晶硅薄膜。所述金属薄膜的功函数大于所述p型非晶硅薄膜，使金属薄膜在金属电极与p型非晶硅薄膜的界面形成反阻挡层或者隧穿层，降低界面传输电阻，而且第二导电薄膜/金属薄膜层/P型非晶硅结构中的薄膜界面为欧姆接触，降低了电池的串联电阻。

进一步地，所述金属薄膜是采用磁控溅射、热蒸发沉积或分子束外延的方式形成的。采用磁控溅射制备的金属薄膜比较均匀致密，更有利于降低金属薄膜/p型非晶硅薄膜界面的传输势垒，以减小电池的界面串联电阻。

进一步地，所述金属薄膜的厚度为0.1-10nm。由于金属薄膜处于入光面，为了降低对金属薄膜对光的吸收，使更多的光进入p型非晶硅薄膜，金属薄膜的较佳厚度为2nm。

进一步地，所述金属薄膜是铝金属薄膜、镍金属薄膜、铬金属薄膜或硅合金金属薄膜。尤其所述金属薄膜为铝薄膜，且厚度为2nm时，铝薄膜/p型非晶硅薄膜界面为欧姆接触，降低了铝薄膜/p型非晶硅薄膜界面的传输势垒，以减小电池的界面串联电阻。

进一步地，在所述硅衬底的背面依次形成的第一i型本征非晶硅薄膜、n型非晶硅薄膜是采用等离子体化学气相沉积PECVD的方式形成的。