[发明专利]一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法

说明书

本发明提供了一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法，属于光伏发电技术领域。本发明通过采用不同的牺牲层对电池的不同构成功能层进行保护，可确保图形化结构从第一牺牲层往电池构成功能层上转移的过程中不会对电池构成功能层产生任何损伤，所述的构成牺牲层的硅薄膜、氧化硅薄膜、氮化硅薄膜材料，性质稳定，对电池构成功能层的制备过程也不会产生影响，不影响太阳电池表面的钝化效果，也不影响光生少子的传输和收集，从而保障全背接触晶硅异质结太阳电池具有获得高转换效率的潜力，为全背接触晶硅异质结太阳电池的低成本制备提供一种可行途径。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法。

背景技术

可再生能源种类很多，并且具有各自的优点和发展空间，但国际权威机构一致认为，太阳能特别是光伏能源将在未来的能源供给中占据主导地位，其具有无污染、可再生、总量大和分布广等优点。尽管有诸多类型的太阳电池出现，晶硅太阳电池仍然是光伏市场的主导，往长远来看，晶硅太阳电池也仍然是发展光伏利用的首选。硅是地壳中储量仅次于氧的元素，随着提纯硅技术的不断进步和产业规模的扩大，晶硅太阳电池大规模应用不会遇到材料短缺的限制。硅材料无污染，电池性能优异稳定，使用寿命也长。

随着光伏制造成本的下降，采用全新技术提高晶硅太阳电池的转换效率，已成为可以大幅降低光伏发电成本的最有效手段。高效组件在降低系统成本的过程中将扮演重要角色，因为它们在提供相同电量的情况下可以节约更多的平衡部件(BOS:Balance ofsystem)成本，使光伏发电系统的最终度电成本(LCOE:Levelized cost of electricity)降低。为实现平价上网的光伏发电目标，光伏市场对高效晶硅太阳电池的需求越来越大。

提高太阳电池转换效率需要解决两个主要问题。一是电学问题，减少电池中的光生载流子复合以尽可能多的获得电池的高功率输出，这一问题主要涉及电池结构的钝化过程，除体内缺陷钝化外，更重要的是电池表面和界面的钝化。二是光学问题，保证照射到电池表面的太阳光尽可能多的被电池的光吸收区所吸收。

全背接触晶硅异质结(HBC)太阳电池在解决上述两个问题方面具有优势。HBC太阳电池采用基于异质结的钝化载流子选择性接触结构，这被认为是提升晶硅太阳电池转换效率的重要途径。通常采用P型掺杂的或功函数比较高的载流子选择性接触层取出晶硅衬底中的空穴，采用N型掺杂的或功函数比较低的载流子选择性接触层取出晶硅衬底中的电子。晶硅衬底中含有的空穴和电子，数量较多的一个称为多子，数量较少的另一个称为少子。取出晶硅衬底中的少子的载流子选择性接触层构成太阳电池的发射极，取出晶硅衬底中的多子的载流子选择性接触层构成太阳电池的高低结表面场。为了提高载流子选择性接触层和晶硅衬底之间的异质结界面质量，一般在二者之间还要插入界面钝化层来消除异质结界面上的缺陷。高性能的载流子选择性接触层和界面钝化层结合可使晶硅衬底获得优异的钝化效果，从而使太阳电池获得高开路电压。但是，由于这些载流子选择性接触层一般存在较大的光学自吸收效应，当将其制作在太阳电池的迎光面上时，会引起电池较大的光学损失从而导致电池短路电流密度下降。HBC太阳电池将分别取出晶硅衬底中的电子和空穴的载流子选择性接触结构即电池的正负电极全部置于太阳电池的背光面，从而有效避免了这些接触层因光学自吸收而造成的电池光电流损失。同时，由于HBC太阳电池在迎光面没有金属电极，也避免了常规双面电极结构电池所存在的金属电极的遮光损失。日本Kaneka公司开发的HBC太阳电池，已经创造了26.7％的晶硅太阳电池的世界效率纪录，但并没有公开制备方法的具体细节。