[发明专利]一种HJT电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种HJT电池及其制备方法，该电池包括N型硅片，其受光面和背光面上分别设有本征非晶硅层，本征非晶硅层上分别设有P型掺杂非晶硅层和N型掺杂非晶硅层，P型掺杂非晶硅层上依次设有IMO层和ITO层，N型掺杂非晶硅层上设有ITO导电膜层，ITO层和ITO导电膜层上分别设有金属栅线电极。其制备方法包括：对N型硅片进行制绒清洗，沉积/制备本征非晶硅层、P型掺杂非晶硅层、N型掺杂非晶硅层、IMO层、ITO层、ITO导电膜层、金属栅线电极。本发明HJT电池具有优异的电学性能，对于提高异质结电池的应用范围具有十分重要的意义，其制备方法具有工艺简单、量产门槛低、制备成本低、生产效率高等优点。

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，涉及一种HJT电池及其制备方法。

背景技术

太阳能光伏发电是一种利用光伏效应将太阳光辐射能直接转换为电能的新型发电技术，具有资源充足、清洁、安全、寿命长等优点，被认为是最有前途的可再生能源技术之一，已成为可再生能源技术中发展最快、最具活力的研究领域。

异质结太阳能电池(HJT电池)最早由日本三洋公司于1990年成功开发，是以n型单晶硅片为衬底，在经过清洗制绒的n型c-Si正面(受光面)依次沉积厚度为5～10nm的本征非晶硅薄膜(i-a-Si:H)、p型非晶薄膜(p-a-Si:H)，从而形成p-n异质结。在硅片背面(背光面)依次沉积厚度为5～10nm的i-a-Si:H薄膜、n型非晶硅薄膜(n-a-Si:H)形成背表面场。在掺杂a-Si:H薄膜的两侧，再沉积透明导电氧化物薄膜(TCO)，最后通过丝网印刷技术在两侧的顶层形成金属集电极，具有制备工艺温度低、高开压高效率、温度系数低且衰减低、结构对称可双面发电等特点，近年来备受关注，已经成为太阳能电池的主要发展方向之一。

在太阳能电池的发展过程中，透明导电氧化物(transparent conductive oxide，简称TCO)薄膜发挥了至关重要的作用，除了满足导电性的要求之外，TCO薄膜还用做减反层，使尽可能多的光透过TCO进入发射极和基区。由于TCO具有禁带宽、可见光谱区光透射率高和电阻率低等光电特性，被广泛应用于HJT电池的透明导电薄膜层。

目前，HJT电池中广泛使用的TCO薄膜为单层ITO，单层ITO有着良好的导电性，但是存在以下问题：(1)红外反射率高，限制了对长波段太阳光能量的有效利用；(2)ITO的载流子迁移率低，对光的吸收高、穿透率较低，从而导致HJT电池短路电流低；(3)ITO与P型掺杂非晶硅层功函数不匹配，内建电势差减小，从而使得异质结电池的开压和填充因子下降，造成电池的性能的下降。显然，单层ITO薄膜不能满足需求。另外，其他TCO膜，如IMO仍然存在导电性较低的缺点。因此，急需找到一种结构，能满足与P型掺杂非晶硅层的功函数匹配、同时导电性和透过率高的结构来提升HJT电池的性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种电学性能优异的HJT电池及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种HJT电池，包括N型硅片，所述N型硅片的受光面和背光面上分别设有本征非晶硅层，所述N型硅片受光面的本征非晶硅层上设有P型掺杂非晶硅层，所述N型硅片背光面的本征非晶硅层上设有N型掺杂非晶硅层，所述P型掺杂非晶硅层上依次设有IMO层和ITO层，所述N型掺杂非晶硅层上设有ITO导电膜层，所述ITO层和ITO导电膜层上分别设有金属栅线电极。

上述的HJT电池，进一步改进的，所述IMO层的功函数为4.8eV～5.5eV；所述IMO层的迁移率为40cm2·V^-1·S^-1～110cm2·V^-1·S^-1；所述IMO层的厚度为40nm～80nm。