[发明专利]一种异质结太阳电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能电池器件制造技术领域，具体涉及一种异质结太阳电池及其制备方法。

背景技术

目前，光伏业内硅基太阳能电池的最高转换效率已达26.33%，已相当接近于硅基太阳能电池的理论效率极限29%。对于现有的硅基太阳能电池而言，其转化效率已很难有进一步的提升空间。

发明内容

本发明所需解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种制备工艺简单、转换效率高的异质结太阳电池及其制备方法。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：

一种异质结太阳电池，所述异质结太阳电池包括硅片基底，所述硅片基底上设有氧化铝薄膜，所述氧化铝薄膜上设有氮化镓薄膜，形成GaN/Al₂O₃/Si异质结结构。

上述的异质结太阳电池中，优选的，所述氧化铝薄膜的厚度为1nm～2nm。

上述的异质结太阳电池中，优选的，所述氮化镓薄膜的厚度为100μm～300μm。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的异质结太阳电池的制备方法，包括以下步骤：

（1）对硅片表面进行抛光；

（2）在步骤（1）中经抛光后的硅片表面沉积氧化铝薄膜；

（3）对步骤（2）中得到的表面沉积有氧化铝薄膜的硅片进行退火；

（4）在步骤（3）中经退火后的氧化铝薄膜表面沉积氮化镓薄膜；

（5）在步骤（4）中得到的氮化镓薄膜上制备一层ITO透明导电薄膜和银栅线电极。

上述的制备方法中，优选的，所述步骤（2）中，采用原子层沉积法沉积氧化铝薄膜；所述原子层沉积法中，沉积温度为150℃～250℃。

上述的制备方法中，优选的，所述步骤（1）中，采用碱溶液进行抛光；所述抛光的温度为70℃～90℃，时间为1min～4min。

上述的制备方法中，优选的，所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

上述的制备方法中，优选的，所述步骤（3）中，所述退火在氩气气氛保护下进行；所述退火的温度为400℃～500℃，时间为20min～40min。

上述的制备方法中，优选的，所述步骤（4）中，采用MOCVD法沉积氮化镓薄膜；所述氮化镓薄膜的沉积包括以下步骤：先在温度为500℃～600℃下生长一层厚度为25纳米的氮化镓，然后在温度为900℃～1200℃下进行生长。

上述的制备方法中，优选的，所述步骤（5）中，所述ITO透明导电薄膜采用电子束蒸镀法制备得到；所述银栅线电极采用电子束蒸镀法制备得到。

与现有技术相比，本申请的优点在于：

1、本发明提供了一种异质结太阳电池，包括硅片基底，硅片基底上设有氧化铝薄膜，氧化铝薄膜上设有氮化镓薄膜，形成GaN/Al₂O₃/Si异质结结构，其中该GaN/Al₂O₃/Si异质结结构，有效的解决了由于氮化镓和硅基底之间的晶格失配引起的载流子复合，大大的提高了异质结电池的少子寿命。另外，本发明中氧化铝薄膜的厚度仅为1-2纳米，保证了氮化镓和硅基底之间的电子传输，提高了GaN/Al₂O₃/Si异质结结构的电流。本发明旨对已有的硅基太阳能电池的结构进行突破，采用新型的GaN/Al₂O₃/Si异质结结构，以获得一种电学性能优异的异质结太阳电池，从而进一步提升硅基太阳能电池的转换效率和降低太阳能电池的生产成本。

2、本发明还提供了一种异质结太阳电池的制备方法，相比常规的硅基太阳能电池，具有制作方法简单、制备成本低的优点，仅有5个工艺步骤。同时，本发明的制备方法中，采用ALD沉积氧化铝薄膜，保证了氧化铝薄膜的均匀性。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1为本发明异质结太阳电池的示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

以下实施例中所采用的原料和仪器均为市售。

实施例1