[发明专利]一种太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种太阳能电池及其制备方法，涉及光伏技术领域。采用二氧化硅薄膜层/透明导电层/减反射层的叠层构成太阳电池的正表面膜系，提供一种新型的电池结构，利用二氧化硅来钝化硅表面的悬挂键，减少表面复合；同时电子通过隧穿进入到透明导电层。上述电池结构中的透明导电层要求是性能优越的电子选择性收集层、空穴排除层，从而降低光激发的电子、空穴在其中的复合几率，提升了载流子的收集效率。上述电池结构的优势在于同时实现正表面钝化、透光、电子传输的功能，可显著提升电池效率。

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，具体而言，涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术

为了应对气候变化，低碳电力将在电力供应上占据越来越大的份额，而光伏是一种主要的清洁低碳的发电技术。当前高效太阳电池技术发展迅速，进入产业应用的太阳电池有多种，如双面钝化电池（PERC）、隧穿氧化层钝化接触电池（TOPCon）、异质结电池（HJT）等。与传统的铝背场电池（BSF）相比较，PERC电池在背表面沉积高效的氧化铝/氮化硅薄膜(Al₂O₃/SiN_x)，显著改善了背表面钝化，将光电转化效率从20%提升到23%以上。但是，PERC电池效率进一步的提升有诸多受限，比如说主要受限于金属电极与硅接触区复合、扩散发射极复合。

为此，TOPCon电池是基于氧化硅/掺杂多晶硅（SiO₂/poly-Si）叠层实现对背表面的全面积钝化。SiO₂层对硅表面实现极好的钝化效果，同时载流子通过超薄SiO₂层隧穿导通，poly-Si层选择性收集电子，从而避免了背金属与硅的直接接触复合。通过业界的努力，TOPCon电池的量产转化效率提升到24.5%以上。

另一方面，HJT电池是基于本征非晶硅/掺杂非晶硅（a-Si(i)/a-Si(n⁺/p⁺)）叠层实现全面积钝化，其中本征a-Si层实现对硅表面钝化，而掺杂的a-Si(n⁺/p⁺)实现载流子的选择性收集，同样避免了金属电极与硅的接触复合。目前，HJT电池也实现了24.5%以上的量产效率。

但是，上述两种电池也存在各自的劣势，例如TOPCon电池中的poly-Si层对入射光的吸收强烈，当前业界将其用在背表面，而不是正表面，但仍然造成较大的光损失。HJT电池更是如此，a-Si(i)/a-Si(n⁺/p⁺)叠层对光线吸收更加强烈，导致其光生电流密度偏低。另一方面，当前的TOPCon和HJT电池正背面两侧均使用银电极，比PERC的正银/背铝电极的成本显着增加。此外，TOPCon电池还涉及到成本昂贵的高温硼扩散工艺，进一步导致了制造成本的增加。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能电池及其制备方法，旨在提供一种新型的太阳能电池结构，兼具钝化优异、收集高效、光学高透的功能。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种太阳能电池，包括材质为p型硅晶体的电池基体，电池基体具有相对设置的正面和背面，表面经过刻蚀形成微结构后，在电池基体的正面上形成PN结，N区为n型发射极薄层；

在n型发射极薄层上依次设置有二氧化硅薄膜层、透明导电层和减反射层，在减反射层上设置有第一金属电极，第一金属电极穿过减反射层与透明导电层接触；

在电池基体的背面上设置有背面钝化层，背面钝化层上设置有第二金属电极，第二金属电极穿过背面钝化层与电池基体的背面接触；

透明导电层为n型掺杂的材料，且透明导电层选自掺杂的氧化锌、掺杂的氧化锡、掺杂的氧化铟和掺杂的氧化钛中的至少一种。

在可选的实施方式中，透明导电层的电阻率小于1×10^-2Ω cm；

掺杂的氧化锌中至少含有掺杂元素硼、铝、镓和氢中的一种；