[发明专利]太阳能电池本征层和掺杂层、制备方法、制备装置和太阳能电池

说明书

本发明提供了一种太阳能电池本征层和掺杂层、制备方法、制备装置和太阳能电池，所述制备方法包括：在硅片的两侧表面采用热丝化学气相沉积法制备本征层；在硅片一侧的本征层上采用热丝化学气相沉积法制备p型掺杂非晶硅层，在硅片另一侧的本征层上采用热丝化学气相沉积法制备n型掺杂非晶硅层。本发明采用热丝化学气相沉积法制备本征层和掺杂层，实现快速沉积制备，膜层质量高。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，涉及一种太阳能电池本征层和掺杂层、制备方法、制备装置和太阳能电池。

背景技术

异质结电池由于其独特的双面对称结构以及非晶硅层优秀的钝化效果，具备转换效率高、双面率高、几乎无光致衰减、温度特性良好、可使用薄硅片和可叠加钙钛矿等多种天然优势，而且其制造工艺流程较短，成本下降空间较大。

HJT太阳能电池的工艺流程相当简化，首先对硅片进行表面制绒、刻蚀处理；随后，在硅片的两侧沉积本征非晶硅薄膜，然后再沉积极性相反的掺杂非晶硅薄膜；下一步，制备透明导电(TCO)薄膜；最后，在TCO薄膜顶部进行表面金属化处理。其中，制备本征非晶硅薄膜和掺杂非晶硅薄膜的主要方法是等离子体化学气相沉积(PECVD)。

CN113675302A公开了一种HJT电池的加工方法以及一种HJT电池，加工方法包括以下步骤：在硅衬底的正面、背面分别沉积非晶硅本征层；在正面的非晶硅本征层上沉积第一传输层，在背面的非晶硅本征层上沉积第二传输层；分别在第一传输层和第二传输层上沉积多层TCO膜层，其中，位于最外侧的TCO膜层掺杂有金属氧化物，且金属氧化物的质量比重在0.5％至5.5％范围内；分别在最外侧的TCO膜层上制备金属电极。

然而现有技术中异质结电池的本征层和掺杂层分别采用不同工艺，导致沉积效率低，而且本征层存在钝化质量差等问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种太阳能电池本征层和掺杂层、制备方法、制备装置和太阳能电池，采用热丝化学气相沉积法制备本征层和掺杂层，实现快速沉积制备，并且同一工艺制备，膜层质量高；进一步地采用氢化非晶氧化硅和氢化非晶硅层叠结构的本征层，有效提高钝化质量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种太阳能电池本征层和掺杂层的制备方法，所述制备方法包括：

在硅片的两侧表面采用热丝化学气相沉积法制备本征层；

在硅片一侧的本征层上采用热丝化学气相沉积法制备p型掺杂非晶硅层，在硅片另一侧的本征层上采用热丝化学气相沉积法制备n型掺杂非晶硅层。

本发明中本征层以及掺杂层均采用热丝化学气相沉积法制备，对气体利用率高(达到70～80％)，有效提高薄膜的氢含量，氢是钝化表面悬挂键的关键，进而制备的膜层具有更优的钝化效果，而且无需对本征层和掺杂层进行等离子体处理，避免等离子轰击对膜层和硅片造成损伤，整体制备过程均采用热丝化学气相沉积法，在一台设备的不同反应腔内即可完成制备，无需破除真空，减少工序提高制备效率。

作为本发明的一个优选技术方案，所述本征层包括沿远离所述硅片表面依次层叠设置的氢化非晶氧化硅层和氢化非晶硅层，或所述本征层包括沿远离所述硅片表面依次层叠设置的氢化非晶硅层和氢化纳米/微晶硅层。

本发明中其中一种本征层结构为层叠设置的氢化非晶氧化硅层和氢化非晶硅层，选择氢化非晶氧化硅层与硅片接触，其中氢化非晶氧化硅具有一定的固氢作用，可以增加硅片表面的氢含量，更好地钝化硅片表面的悬挂键；氢化非晶氧化硅具有更宽的带隙，可以提升入射光的吸收，增加短路电流，而且氢化非晶氧化硅与硅界面接触更好，进一步地，氢化非晶硅薄膜降低界面的缺陷态密度，减少复合，增加少子寿命，增加开路电压。如果在硅片上沉积非晶硅则易发生外延生长，从而降低钝化效果，本发明本征层采用氢化非晶氧化硅层和氢化非晶硅层的组合结构，取代纯氢化非晶硅层的本征结构，从而提高短路电流和开路电压，进而提高电池的转化效率。