[发明专利]一种具有复合电极层的异质结太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有复合电极层的异质结太阳能电池及其制备方法，属于新能源领域，包括以n型或p型单晶硅c‑Si为衬底，在上表面依次沉积本征非晶硅层、n型非晶硅层和上电极层；在下表面依次沉积本征非晶硅层、p型非晶硅层和下电极层，所述下电极层从上到下依次包括TCO层、金属膜层和含硅薄膜层。本发明的有益效果是：通过在背面开发出包括TCO层、金属膜层和含硅薄膜层的复合电极层替代原有单层ITO层，达到或者超过原来单层ITO材料的性能提升效率，并能极大降低成本，成功制作出低铟异质结电池。

技术领域

本发明涉及新能源领域，具体而言，涉及一种具有复合电极层的异质结太阳能电池及其制备方法。

背景技术

异质结太阳能电池(HIT)技术作为近年来引起行业高度关注的高效技术路线，因其光电转换效率高、性能优异、降本空间大，平价上网前景好，成为行业公认的下一代商业光伏产业技术。

对于高效异质结电池来说，目前的难点之一在于成本的降低，在异质结发展的道路上，电极层是必须的材料之一，在提效降低成本的大趋势下，电极层的性能提升和成本下降需求比较迫切，通过电极层的改善可实现降低成本和效率提升，对异质结电池的发展将会有很大的贡献。

ITRPV预测到2025年异质结电池将有10％市场份额，随着异质结电池的进一步扩产，降低成本成为产业可持续发展的关键。目前异质结电池结构PN面均采用氧化铟锡电极层(ITO)，极大增加了异质结电池的非硅成本。因此在保证电池性能和组件可靠性情况下有必要把ITO的厚度缩减或采用更加廉价的材料完全替代ITO。

AZO(Al掺杂ZnO)薄膜是一种可替代ITO的透明导电氧化物薄膜材料。它具有原料丰富，无毒等优点，因而有望被应用在太阳能电池上。探索AZO运用于太阳能电池上的工艺使在降成本的基础上电池效率不受影响或提升并保证可靠性是关键。异质结电池相对其他高效电池采用薄片硅片是其技术优势，但随着硅片的减薄长波段光会越多穿透硅片而导致Isc会有所损失，因此如何把该波段利用起来是保证效率的关键。

SiN或SiON等含硅薄膜相比TCO有更好的可靠性以及透过率。由于含硅薄膜导电性较差，为了保证电池的可靠性和导通性，目前公开技术中用等离子化学气相沉积或原子层沉积含硅薄膜后需要在电极位置用化学刻蚀法、激光开槽或印刷腐蚀材料等去除含硅薄膜，这些方法复杂且会影响电池性能，因此需要更简单的方法实现电极的导出。

发明内容

为克服现有技术中异质结电池结构中的氧化铟锡电极层(ITO)，极大增加了异质结电池的非硅成本，而采用其他更廉价材料替代ITO时，其电池性能和组件可靠性均会受影响的问题，本发明提供了一种具有复合电极层的异质结太阳能电池，包括以n型或p型单晶硅c-Si为衬底，在衬底上表面依次沉积本征非晶硅层、n型非晶硅层和上电极层，所述上电极层包括Front ITO层；在衬底下表面依次沉积本征非晶硅层、p型非晶硅层和下电极层，所述下电极层从上到下依次包括TCO层、金属膜层和含硅薄膜层。

复合电极层技术被认为是解决异质结成本问题和效率问题的重要手段，可以提高电池片的转换效率，降低电池片的TCO材料成本，提高组件输出功率，提高相关产品的市场竞争力。本发明通过在背面开发出包括TCO层、金属膜层和含硅薄膜层的复合电极层替代原有单层ITO层，达到或者超过原来单层ITO材料的性能提升效率，并能极大降低成本，成功制作出低铟异质结电池。

优选地，所述TCO层包括Rear ITO层，所述Rear ITO层厚度为1-40nm。

优选地，所述TCO层包括由AZO层和Rear ITO层组成的复合层，所述AZO层厚度小于90nm。下表面AZO层的引入可以极大减少ITO膜厚，并且底层沉积薄ITO不会影响底层与非晶硅的接触电阻，保证电池的电性能。由于AZO相对ITO导电性较差，溅射电压相对ITO高，底层增加ITO层还可以减少在沉积AZO时高能粒子对非晶硅表面的损伤，保证电性能的Voc不会下降。