一种基于N型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法与流程

    专利查询2025-03-06  5


    本发明涉及太阳能电池,尤其是涉及一种基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法。


    背景技术:

    1、 hjt电池(即本征薄膜异质结电池)具备对称双面电池结构,中间为n型单晶硅片。正面依次沉积本征非晶硅薄膜和n型微晶硅薄膜,从而形成p-n结;背面则依次沉积本征非晶硅薄膜和p型微晶硅薄膜,以形成背表面场。鉴于非晶硅的导电性比较差,因此在电池两侧沉积透明导电薄膜进行导电,最后采用丝网印刷技术形成双面电极。

    2、现有技术中制备hjt电池时,对硅衬底制绒后直接沉积非晶硅膜层,并且直接在ito透明导电薄膜上印刷金属ag电极。例如,在中国专利文献上公开的“一种hjt电池片和hjt组件制备方法”,其公开号cn110429149a,所述hjt电池片制备方法具体包括:提供原始硅片;对原始硅片进行切割;对切割后硅片进行制绒操作,在硅片表面形成绒面;在所述制绒后的硅片表面上沉积形成本征非晶硅层;在所述本征非晶硅层上沉积形成掺杂非晶硅层;在所述掺杂非晶硅层上沉积形成透明导电氧化层;在所述透明导电氧化层上形成栅线电极。

    3、但制绒后直接沉积非晶硅膜层,衬底材料底层有绒面,导致接触面积大、复合率高,金字塔底层减少了光子产生率,从而影响了电池效率。并且直接将ag电极印刷在ito膜上,由于ag电极与ito透明导电薄膜之间存在能级匹配性差异,会影响载流子的传输和收集,不利于电池性能的提升。


    技术实现思路

    1、本发明是为了克服现有技术中的hjt电池存在的上述问题,提供一种基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,制绒后对硅片衬底底层进行平整化处理,增强衬底底层平面效果,产生更多的光子,提升光的利用率;并在金属ag电极与ito导电膜之间增加一层缓冲层,可提升电流收集率,提高了电池片转换效率。

    2、为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

    3、一种基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,包括如下步骤:

    4、(1)对硅片进行清洗和制绒,在硅片表面制出金字塔绒面;

    5、(2)对制绒后的硅片底层进行激光消融平整化处理,使底层成为平整化塔基;

    6、(3)在消融处理后的硅片表面依次沉积本征非晶硅层及掺杂微晶硅层;

    7、(4)在掺杂微晶硅层表面沉积ito透明导电层;

    8、(5)在ito透明导电层表面真空溅射缓冲层;缓冲层的原料包括质量比为3~5:1~3:1的moo3、pt和钨钼合金,钨钼合金中钨的质量分数为30~50%;

    9、(6)在缓冲层上印刷导电银浆,固化得到银电极。

    10、本发明在制绒后对硅片衬底底层进行激光消融平整化处理,用激光照射在衬底底层瞬间加热融化,使其金字塔逐渐消失,最后底层成为平整化塔基,塔基平整后接触面减小,悬挂键数相应减少,减少了复合,提升了底层钝化效果;同时底层平整化形成的平面效果将提高底层反射率,可增加光的再次利用,提升了光的利用率。同时,为了缓解ag电极与ito导电层之间能级匹配性差异,本发明在ito导电层与ag电极之间设置了缓冲层,缓冲层中的moo3具有高透光率,高功函数,能带上也与ito层匹配,是良好的缓冲层材料;但moo3的导电性不佳,仅用其作为缓冲层会影响导电效果,因此本发明同时在缓冲层中添加了pt和钨钼合金确保缓冲层的导电性,通过对moo3、pt和钨钼合金用量的调节,使缓冲层与ito层能级匹配性高,且导电性好,可提升电流收集率,提高了电池片转换效率及稳定性。

    11、作为优选,步骤(1)中通过碱液湿法腐蚀对硅片进行制绒,硅片采用厚度为90~120μm的n型衬底硅片。

    12、作为优选,步骤(2)中激光消融深度为3~4μm。

    13、作为优选,步骤(3)中采用pecvd法沉积本征非晶硅层及掺杂微晶硅层。

    14、作为优选,步骤(3)中沉积的本征非晶硅层的厚度为5~15nm,掺杂微晶硅层的厚度为15~35nm。

    15、作为优选,步骤(4)中采用pvd法沉积ito层。

    16、 作为优选,步骤(4)中沉积的ito层的厚度为50~130 nm。

    17、作为优选,步骤(5)中缓冲层的厚度为2~4nm。

    18、作为优选,步骤(6)中银电极的厚度为8~25μm。

    19、作为优选,步骤(6)的固化温度为200℃~220℃。

    20、因此,本发明具有如下有益效果:

    21、(1)在异质结硅片制绒后对衬底底层进行激光平整化处理,增强衬底底层平面效果,产生更多的光子,提升光的利用率;同时衬底底层进行激光平整化处理后,界面接触面积减小,悬挂键数相应减少,减少了复合,提升了底层钝化效果;

    22、(2)在金属ag电极与ito导电层之间设置包括moo3、pt和钨钼合金的缓冲层,改善ag电极与ito层的接触性,提升电流收集率,提高了电池片转换效率。



    技术特征:

    1.一种基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,其特征是,包括如下步骤:

    2.根据权利要求1所述的基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,其特征是,步骤(1)中通过碱液湿法腐蚀对硅片进行制绒,硅片采用厚度为90~120μm的n型衬底硅片。

    3.根据权利要求1所述的基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,其特征是,步骤(2)中激光消融深度为3~4μm。

    4.根据权利要求1所述的基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,其特征是,步骤(3)中采用pecvd法沉积本征非晶硅层及掺杂微晶硅层。

    5.根据权利要求1或4所述的基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,其特征是,步骤(3)中沉积的本征非晶硅层的厚度为5~15nm,掺杂微晶硅层的厚度为15~35nm。

    6.根据权利要求1所述的基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,其特征是,步骤(4)中采用pvd法沉积ito层。

    7.根据权利要求1或6所述的基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,其特征是,步骤(4)中沉积的ito层的厚度为50~130 nm。

    8.根据权利要求1所述的基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,其特征是,步骤(5)中缓冲层的厚度为2~4nm。

    9.根据权利要求1所述的基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,其特征是,步骤(6)中银电极的厚度为8~25μm。

    10.根据权利要求1或9所述的基于n型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,其特征是,步骤(6)的固化温度为200℃~220℃。


    技术总结
    本发明涉及太阳能电池领域,公开了一种基于N型异质结电池衬底平整化的电极接触改善方法,步骤为:对硅片进行清洗和制绒;对制绒后的硅片底层进行激光消融平整化处理,然后依次沉积本征非晶硅层及掺杂微晶硅层;在掺杂微晶硅层表面沉积ITO透明导电层;在ITO透明导电层表面真空溅射缓冲层;缓冲层的原料包括质量比为3~5:1~3:1的MoO<subgt;3</subgt;、Pt和钨钼合金;在缓冲层上印刷导电银浆,固化得到银电极。本发明对制绒后的硅片衬底底层进行平整化处理,增强衬底底层平面效果,产生更多的光子,提升光的利用率;并在金属Ag电极与ITO导电膜之间增加一层缓冲层,可提升电流收集率,提高了电池片转换效率。

    技术研发人员:饶勇,连维飞,张尧,倪志春,陈辉,高杲,陈国清,张景洋,董亮,龚英,杨雯,陈婕妤
    受保护的技术使用者:浙江润海新能源有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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