本發(fā)明涉及太陽能光伏技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種hibc電池及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前的光伏技術(shù)領(lǐng)域中重要的目標(biāo)是制作出實(shí)現(xiàn)更高效率的光伏電池，尤其以異質(zhì)結(jié)電池(heterojunctionwithintrinsicthinlayercell，hit電池)和背接觸電池(interdigitatedbackcontact，ibc電池)為代表的高效電池成為企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)關(guān)注的焦點(diǎn)。盡管有著生產(chǎn)設(shè)備昂貴、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)困難以及工藝手段相對復(fù)雜等需要解決的問題，但由于具備優(yōu)良電學(xué)性能，這兩種高效電池仍成為了行業(yè)熱捧對象。而近年來出現(xiàn)的兼具有hit電池和ibc電池優(yōu)良特性的hibc(heterojunctioninterdigitatedbackcontact)電池已被一些研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)重視并研究。

現(xiàn)有技術(shù)中常用的hibc電池的結(jié)構(gòu)包括硅襯底、本征非晶硅層、摻雜非晶硅層以及電極，該本征非晶硅層和摻雜非晶硅層依次設(shè)置在硅襯底上，該電極連接到摻雜非晶硅層。而該hibc電池的結(jié)構(gòu)具有以下缺點(diǎn)：摻雜非晶硅層會使本征非晶硅層中的si-h鍵裂變能力降低，使本征非晶硅層中的缺陷增加，鈍化能力下降；本征非晶硅層的引入使得該hibc電池的串聯(lián)電阻增加，填充因子下降；采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝(plasmaenhancedchemicalvapordeposition，pecvd)沉積本征非晶硅層時(shí)會產(chǎn)生外延硅，從而損害本征非晶硅層與硅襯底的界面性能，使得鈍化能力下降，由此使得該hibc電池的光電轉(zhuǎn)換效率下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種hibc電池及其制備方法，通過在所述hibc電池的硅襯底以及設(shè)置在所述硅襯底的背表面一側(cè)的第一本征非晶硅層之間設(shè)置一層氫化非晶氧化硅層，來解決上述問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種hibc電池，包括硅襯底、電極和依次設(shè)置在所述硅襯底的背表面上的第一本征非晶硅層以及摻雜非晶硅層，所述電極與所述摻雜非晶硅層連接，所述硅襯底與所述第一本征非晶硅層之間設(shè)置有氫化非晶氧化硅層。

優(yōu)選地，所述hibc電池還包括第二本征非晶硅層、n型非晶硅層以及減反射膜層，所述第二本征非晶硅層、n型非晶硅層以及減反射膜層依次設(shè)置在所述硅襯底的正表面上。

優(yōu)選地，所述減反射膜層為氮化硅薄膜。

優(yōu)選地，所述hibc電池還包括設(shè)置在所述摻雜非晶硅層上的透明導(dǎo)電膜層，所述摻雜非晶硅層包括n型非晶硅區(qū)和p型非晶硅區(qū)，所述電極通過所述透明導(dǎo)電膜層分別收集所述n型非晶硅區(qū)以及p型非晶硅區(qū)的電流。

優(yōu)選地，所述氫化非晶氧化硅層的厚度為1～10nm。

優(yōu)選地，所述硅襯底為n型單晶硅襯底。

本發(fā)明還提供了一種hibc電池的制備方法，包括步驟：s1、提供一硅襯底，通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝在所述硅襯底的背表面上沉積一層氫化非晶氧化硅層；s2、通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝在所述氫化非晶氧化硅層上沉積一層第一本征非晶硅層；s3、采用硬掩膜技術(shù)遮擋在所述第一本征非晶硅層上預(yù)定形成n型非晶硅區(qū)的區(qū)域，通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝在所述第一本征非晶硅層上沉積p型非晶硅區(qū)；s4、采用硬掩膜技術(shù)遮擋在所述第一本征非晶硅層上的p型非晶硅區(qū)，通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝在所述第一本征非晶硅層上沉積n型非晶硅區(qū)，使所述n型非晶硅區(qū)和p型非晶硅區(qū)排列為叉指式pn結(jié)，形成摻雜非晶硅層；s5、采用絲網(wǎng)印刷工藝或電鍍工藝印刷電極，分別將所述n型非晶硅區(qū)以及p型非晶硅區(qū)的電流引出。

優(yōu)選地，上述步驟s3中，所述硅襯底的正表面上通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝沉積一層第二本征非晶硅層；上述步驟s4中，所述第二本征非晶硅層上通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝沉積一層n型非晶硅層，所述n型非晶硅層上通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝沉積一層減反射膜層。

優(yōu)選地，上述步驟s5中，所述摻雜非晶硅層上采用物理氣相沉積工藝或反應(yīng)等離子體沉積工藝沉積一層透明導(dǎo)電膜層，所述電極印刷在所述透明導(dǎo)電膜層上，使所述電極通過所述透明導(dǎo)電膜層與所述摻雜非晶硅層連接。

優(yōu)選地，所述硅襯底的背表面上沉積的所述氫化非晶氧化硅層的厚度為1～10nm。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種hibc電池及其制備方法，通過在所述hibc電池的硅襯底與第一本征非晶硅層之間設(shè)置一層氫化非晶氧化硅層，提高了所述hibc電池的界面鈍化效果，遏制了由于引入本征非晶硅層造成的所述hibc電池的串聯(lián)電阻增大以及填充因子降低，提高了所述hibc電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的hibc電池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a-圖2e是本發(fā)明實(shí)施例提供的hibc電池的制備方法中，各個(gè)步驟獲得的結(jié)構(gòu)的示例性圖示。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。這些優(yōu)選實(shí)施方式的示例在附圖中進(jìn)行了例示。附圖中所示和根據(jù)附圖描述的本發(fā)明的實(shí)施方式僅僅是示例性的，并且本發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式。

在此，還需要說明的是，為了避免因不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。

hibc電池(heterojunctioninterdigitatedbackcontact電池，異質(zhì)結(jié)背接觸耦合電池)是結(jié)合了hit電池和ibc電池的優(yōu)良特性的電池，其通過在硅片襯底的背面形成一層非晶的本征層，并在非晶的本征層上交叉地形成非晶p型區(qū)和非晶n型區(qū)，形成叉指式pn結(jié)，然后分別從非晶p型區(qū)和非晶n型區(qū)處引出電極，形成hibc電池的結(jié)構(gòu)，hibc電池的正面沒有任何電極和母線。

參閱圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種hibc電池，其包括硅襯底1、電極5和依次設(shè)置在所述硅襯底1的背表面上的第一本征非晶硅層3以及摻雜非晶硅層4，所述電極5與所述摻雜非晶硅層4連接，所述硅襯底1與所述第一本征非晶硅層3之間設(shè)置有氫化非晶氧化硅層2。其中，所述摻雜非晶硅層4包括n型非晶硅(n-a-si：h)區(qū)41以及p型非晶硅(p-a-si：h)區(qū)42，所述n型非晶硅區(qū)41和p型非晶硅區(qū)42相互交替排列在所述第一本征非晶硅層3上。

在本實(shí)施例中，所述hibc電池在所述硅襯底1以及第一本征非晶硅層3之間設(shè)置一層氫化非晶氧化硅層2，利用所述氫化非晶氧化硅層2的表面缺陷密度低于所述第一本征非晶硅層3的缺陷密度，提高了所述hibc電池的背表面一側(cè)的界面鈍化效果，遏制了由于引入本征非晶硅(i-a-si：h)層造成的所述hibc電池的串聯(lián)電阻增大以及填充因子降低，提高了所述hibc電池的開路電壓，從而提高了所述hibc電池的光電轉(zhuǎn)換效率。另外由于所述氫化非晶氧化硅(a-siox：h)的禁帶寬度相比本征非晶硅的禁帶寬度更寬，增加了發(fā)射極也即是所述摻雜非晶硅層4中的pn結(jié)和前表面場以及所述硅襯底1之間的勢壘，使得電子向發(fā)射極流動時(shí)因勢壘增加被彈回，同樣空穴向背電場傳輸時(shí)也被彈回，極大程度地減小了所述hibc電池的漏電電流；而所述氫化非晶氧化硅層2在特定的厚度時(shí)會表現(xiàn)出隧穿效應(yīng)(在本實(shí)施例中，示例性地，所述氫化非晶氧化硅層2的厚度為1～10nm)，使電子和空穴基本不受阻擋地分別流向背電場和發(fā)射極，從而增大了所述hibc電池的有效電流，從而進(jìn)一步提高了所述hibc電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

具體地，所述hibc電池還包括第二本征非晶硅層6、n型非晶硅層7以及減反射膜層8，所述第二本征非晶硅層6、n型非晶硅層7以及減反射膜層8依次設(shè)置在所述硅襯底1的正表面上。

在本實(shí)施例中，示例性地，所述第一本征非晶硅層3、第二本征非晶硅層6以及n型非晶硅層7的厚度設(shè)置為5～10nm。

在本實(shí)施例中，所述減反射膜層8為氮化硅(sinx)薄膜，所述減反射膜層8的厚度設(shè)置為5～10nm。由于光直接照射于所述硅襯底1上，有相當(dāng)大一部分光將因?yàn)楸环瓷涠鴵p失，而所述hibc電池設(shè)置的所述減反射膜層8可以利用薄膜干涉原理，獲得良好的減反射效果，減少光的損失。

進(jìn)一步地，所述hibc電池還包括設(shè)置在所述摻雜非晶硅層4上的透明導(dǎo)電膜(tco)層9，所述電極5通過所述透明導(dǎo)電膜層9分別收集所述n型非晶硅區(qū)41以及p型非晶硅區(qū)42的電流。

所述hibc電池通過設(shè)置所述透明導(dǎo)電膜層9，能更好地實(shí)現(xiàn)所述n型非晶硅區(qū)41以及p型非晶硅區(qū)42的電流導(dǎo)出，保持所述摻雜非晶硅層4與所述電極5的良好電學(xué)接觸，同時(shí)使得所述電極5可以制作為較小寬度的電極，在本實(shí)施例中，示例性地，所述電極5的寬度為35～55μm。而且設(shè)置所述透明導(dǎo)電膜層9還可以使所述hibc電池進(jìn)行封裝后，無論其正面朝光或背面朝光時(shí)均可進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，有利于降低生產(chǎn)成本，提升所述hibc電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

在本實(shí)施例中，所述硅襯底1為n型單晶硅(n-c-si)襯底。由此，本發(fā)明實(shí)施例提供的上述hibc電池為基于sinx/n+/i/n-c-si/i/p+、n+/tco/電極結(jié)構(gòu)的hibc電池，并在所述硅襯底1的背表面和第一本征非晶硅層3之間設(shè)置一層氫化非晶氧化硅層2的結(jié)構(gòu)。

參閱圖2a-圖2e所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種hibc電池的制備方法，包括步驟：

s1、如圖2a所示，提供一硅襯底1，通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝在所述硅襯底1的背表面上沉積一層氫化非晶氧化硅層2。

示例性地，上述步驟s1中，所述硅襯底1的背表面上沉積的所述氫化非晶氧化硅層2厚度為1～10nm。

s2、如圖2b所示，通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝在所述氫化非晶氧化硅層2上沉積一層第一本征非晶硅層3。

s3、結(jié)合圖2c和2d所示，采用硬掩膜技術(shù)遮擋在所述第一本征非晶硅層3上預(yù)定形成n型非晶硅區(qū)41的區(qū)域，通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝在所述第一本征非晶硅層3上沉積p型非晶硅區(qū)42。

進(jìn)一步地，上述步驟s3中，所述硅襯底1的正表面上通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝沉積一層第二本征非晶硅層6。

s4、如圖2d所示，采用硬掩膜技術(shù)遮擋在所述第一本征非晶硅層3上的p型非晶硅區(qū)42，通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝在所述第一本征非晶硅層3上沉積n型非晶硅區(qū)41，使所述n型非晶硅區(qū)41和p型非晶硅區(qū)42排列為叉指式pn結(jié)，形成摻雜非晶硅層4。

進(jìn)一步地，上述步驟s4中，所述第二本征非晶硅層6上通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝沉積一層n型非晶硅層7，所述n型非晶硅層7上通過等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝沉積一層減反射膜層8。

s5、如圖2e所示，采用絲網(wǎng)印刷工藝或電鍍工藝印刷電極5，分別將所述n型非晶硅區(qū)41以及p型非晶硅區(qū)42的電流引出。

進(jìn)一步地，上述步驟s5中，所述摻雜非晶硅層4上采用物理氣相沉積工藝或反應(yīng)等離子體沉積工藝沉積一層透明導(dǎo)電膜層9，所述電極5印刷在所述透明導(dǎo)電膜層9上，使所述電極5通過所述透明導(dǎo)電膜層9與所述摻雜非晶硅層4連接，以分別將所述n型非晶硅區(qū)41以及p型非晶硅區(qū)42的電流引出。

上述制備方法中的等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝是借助微波或射頻等方法使含有薄膜組成原子的氣體電離，在局部形成等離子體，憑借等離子體化學(xué)活性強(qiáng)而容易發(fā)生反應(yīng)的特性，在基片上沉積出需要的薄膜的工藝，是太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域中沉積各層結(jié)構(gòu)的常用工藝手段。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種hibc電池及其制備方法，通過在所述hibc電池的硅襯底1與第一本征非晶硅層3之間設(shè)置一層氫化非晶氧化硅層2，提高了所述hibc電池的界面鈍化效果，遏制了由于引入本征非晶硅層造成的所述hibc電池的串聯(lián)電阻增大以及填充因子降低，提高了所述hibc電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上所述僅是本申請的具體實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請?jiān)淼那疤嵯?，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本申請的保護(hù)范圍。