[发明专利]一种叠层背钝化太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种叠层背钝化太阳能电池及其制备方法。

背景技术

局部接触，又称为PERC，这种结构目前采用Al₂O₃/SiN_x叠层介质钝化膜来对电池背面进行钝化，由于Al₂O₃带有负电荷，因此可同时在背面实现悬挂键的化学钝化和场效应钝化。然而，由于叠层介质膜是非导电的薄膜，因此需要进行局部激光开槽，然后通过丝网印刷，高温烧结实现金属化。虽然这种方法是目前商业化的高效太阳能电池制造技术，可实现大于21％以上的效率，但其相对于更高效电池的要求来说，存在以下几个缺点：

超薄Al₂O₃隧穿层对厚度要求极为敏感，通常在1～2nm，因此，厚度控制方面本身就是一个技术难点，此外，要想使Al₂O₃实现较好的场效应钝化，需要使Al₂O₃的厚度大于2nm，因此隧穿和良好的钝化不可同时兼得；Al₂O₃沉积虽然技术成熟，但是设备昂贵，国产设备约为500万～1000万，进口设备普遍大于1000万；额外的工艺步骤不仅是额外的Al₂O₃、SiN_x沉积工艺，还需要进行激光开模工艺，这都会增加企业的生产成本；局部接触由于采用更小的接触面积，因此会带来填充因子的降低；局部接触区域部分仍是金属半导体直接接触，是高复合区域。另外多次高温过程，会带来体缺陷的增加。

因此，新型的太阳能电池对太阳能电池的发展和应用具有重要的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叠层背钝化太阳能电池，该结构具有优异的钝化性能和背反射能力，降低了背面的复合，降低生产成本，简化生产工艺，可大规模生产。

本发明的另一目的在于提供一种叠层背钝化太阳能电池的制备方法，该方法可通过简单掩膜板实现，不需要激光开模，降低生产成本，简化生产工艺。

本发明的实施例是这样实现的：

一种叠层背钝化太阳能电池，包括硅晶片、背电极、叠层TMO(过渡金属氧化物)膜，叠层TMO膜包括第一层TMO薄膜与第二层TMO薄膜，第一层TMO薄膜覆盖于硅晶片靠近背电极的一侧表面，第二层TMO薄膜覆盖第一层TMO薄膜远离硅晶片的一侧表面的至少一部分，背电极覆盖于第二层TMO薄膜远离第一层TMO薄膜的一侧表面以及未被第二层TMO薄膜覆盖的第一层TMO薄膜的表面。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第二层TMO薄膜包括并排间隔设置的多条TMO膜，多条TMO膜的面积至少为第一层TMO薄膜面积的50％。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第二层TMO薄膜包括并排等间隔设置的多条TMO膜。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第一层TMO薄膜的厚度为0～20nm。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第二层TMO薄膜的厚度为0～50nm。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，第一层TMO薄膜与硅晶片之间设有钝化层，优选地，钝化层由热蒸发的叠层TMO膜与硅晶片反应而得。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，钝化层的厚度为1～5nm。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，背电极由透明导电氧化物材料或金属材料制成。

一种上述叠层背钝化太阳能电池的制备方法，包括：采用热蒸发方法在硅晶片的一侧表面沉积形成第一层TMO薄膜，采用热蒸发方法在第一层TMO薄膜远离硅晶片的一侧表面沉积形成第二层TMO薄膜，以及形成背电极，优选地，第二层TMO薄膜通过掩膜热蒸发沉积于第一层TMO薄膜。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，热蒸发的蒸发速率为0.1～2A/s。

本发明实施例的有益效果：