一種異質結太陽能電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池領域，尤其涉及一種異質結太陽能電池。
【背景技術】
[0002]隨著光伏產業的迅速發展，市場迫切需求一種工藝流程簡單、光電轉化效率高的太陽能電池產業化制備技術來降低光伏發電成本，使光伏發電成本達到與市電同價或低于市電價格的目標。異質結太陽能電池由于綜合了單晶硅太陽能電池和非晶硅太陽能電池的優勢，該電池具有制備工藝溫度低、轉換效率高、高溫特性好等特點，可實現一種低價高效電池。由于異質結太陽能電池的溫度劣化系數小，且雙面發電。在相同面積條件下，每年的發電量可以比多晶硅電池高15?30%，因此具有很大的市場潛力。
[0003]但是當前，銀漿絲網印刷技術是實現太陽能電池頂部柵線電極的首選。對于傳統晶硅太陽能電池，其絲網印刷技術是采用高溫銀漿，通過高溫(約850°C)燒結使得銀柵線與硅表面形成合金層，這樣保證了銀線與電池片表面的附著力，但是異質結太陽能電池的工藝溫度不超過250°C，所以只能使用低溫銀漿來滿足工藝要求，但用低溫銀漿印刷后的柵線在?200°C固化后，其未與覆蓋于非晶硅膜層上的透明導電膜發生物理或化學反應，導致兩者之間的結合力差，此會導致后續電池片串焊及組件封裝的問題。另外，銀柵線電極一般導電性不好，且線寬難以做到<80μπι以增加受光面的有效吸光面積，這為提高電池片的光電轉換效率帶來困難。另外，異質結電池片的特點之一是背面采用密柵線，其柵線密度是受光面的2-3倍，因此銀的用量過多會顯著增加電池片的制造成本。使用絲網印刷技術，需要分別印刷電池片的受光面與背光面，受光面印刷完成后，還要經過低溫烘烤，待柵線固化后，再翻面進行背光面的印刷，這樣增加了工藝的復雜性。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現有太陽能電池技術中存在的問題，提供一種異質結太陽能電池，其太陽能轉換率高、制造成本低。
[0005]為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0006]—種異質結太陽能電池，其包括:N型單晶硅片；設在N型單晶硅片受光面和背光面的本征非晶硅鈍化層;設在N型單晶硅片受光面本征非晶硅鈍化層上的P型摻雜非晶硅層；設在N型單晶硅片背光面本征非晶硅鈍化層上的N型摻雜非晶硅層;設在P型摻雜非晶硅層上的透明導電膜層;設在N型摻雜非晶硅層上的透明導電膜層;設在P型摻雜非晶硅層的透明導電膜層上的銅柵線電極;設在N型摻雜非晶硅層的透明導電膜層上的銅柵線電極;設在P型摻雜非晶硅層的透明導電膜層上的銅柵線電極頂部的電鍍錫層;設在N型摻雜非晶硅層的透明導電膜層上的銅柵線電極頂部的電鍍錫層。
[0007]優選的，所述電鍍錫層厚度為I.Ομπι?6.Ομ??。
[0008]優選的，所述透明導電膜層的透過率大于90%。
[0009]優選的，所述P型摻雜非晶硅層上透明導電膜層的厚度為80-100nm，N型摻雜非晶娃層上透明導電膜層的厚度為25-100nmo
[0010]優選的，所述透明導電膜層為石墨烯薄膜層或TCO透明導電膜層。
[0011]本實用新型采用以上技術方案，銅柵線電極是由先沉積的銅層與后沉積的電鍍錫層構成，錫層覆蓋在銅層的頂部，因此可以實現銅層與錫層的沉積是以連續作業的方式在一臺設備前后兩個工藝槽體中完成，簡化了工藝;通過在銅層上沉積錫層可抵抗以氯化銅為主的堿性蝕銅液，而且加大了與銅柵線電極的結合力，同時錫層也可以起到保護銅柵線電極及助焊的作用。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0013]圖2為本實用新型在銅柵線電極沉積后的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0015]如圖1所示，本實用新型公開了一種異質結太陽能電池，其包括:N型單晶硅片I;設在N型單晶硅片I受光面和背光面的本征非晶硅鈍化層2;設在N型單晶硅片I受光面本征非晶硅鈍化層2上的P型摻雜非晶硅層3;設在N型單晶硅片I背光面本征非晶硅鈍化層2上的N型摻雜非晶硅層4;設在P型摻雜非晶硅層3和N型摻雜非晶硅層4上的透明導電膜層5;設在P型摻雜非晶硅層3的透明導電膜層4上的銅柵線電極6;設在N型摻雜非晶硅層4的透明導電膜層5上的銅柵線電極6;所述銅柵線電極6的表面覆蓋的電鍍錫層7。
[0016]其中，所述銅柵線電極6通過電鍍方式形成，且設在P型摻雜非晶硅層3的透明導電膜層5上的銅柵線電極6與設在N型摻雜非晶硅層4的透明導電膜層5上的銅柵線電極6是一次同時電鍍形成；所述銅柵線電極6通過一次性連續沉積電鍍形成，本實用新型是先沉積銅，然后再沉積錫，以連續作業的方式在一臺設備前后兩個工藝槽體中完成;通過電鍍形成的銅、錫組合柵線電極，其電阻率約為2X10—6ohm_ cm，一般比通過絲網印刷形成的銀柵線電極低一個數量級，通過掩膜漏出柵線圖案的方式所鍍的金屬柵線電極的線寬可以進一步減小至40μπι，遠低于目前絲網印刷所形成的約70μπι的銀柵線線寬。隨著頂部電極柵線寬度的減小，電池片的性能會進一步提升。此外，銅是低價金屬，其取代銀作為電極，可極大地減少電池片的制作成本。本實用新型可達到電鍍銅與電鍍錫先后連續沉積，流程、操作簡單，對設備要求低，故設備投入成本也相應會減少很多，且容易實現自動一體化生產。本實用新型中，所述透明導電膜層5的透過率大于90%，所述透明導電膜層5為石墨烯薄膜層或TCO透明導電膜層。
[0017]如圖2結構所示，本實用新型所述太陽能電池的具體制作過程可以如下:
[0018]步驟1:在N型單晶硅片I的受光面和背光面上分別通過PECVD(等離子體增強型化學氣相沉積法)沉積一層本征非晶硅膜層2(1-a-S1:Η);
[0019]步驟2:在N型單晶硅片I受光面本征非晶硅鈍化層2上通過PECVD法沉積P型摻雜非晶娃層3(P_a_Si:H)；
[0020]步驟3:在N型單晶硅片I背光面本征非晶硅鈍化層2(1-a-S1:H)上通過PECVD法沉積N型摻雜非晶硅層4(N-a-S1:H);
[0021 ] 步驟4:在P型摻雜非晶硅層4上通過PVD磁控濺射沉積一層80-100nm厚的透明導電膜層5;
[0022]步驟5:在N型摻雜非晶硅層3上通過PVD磁控濺射沉積一層25-100nm厚的透明導電膜層5;
[0023]步驟6:在兩面的透明導電膜層5上分別通過通過PVD磁控濺射沉積一層100-200nm厚的種子銅層9;
[0024]步驟7:在兩面同時貼上抗阻干膜8，并在抗阻干膜8上通過曝光、顯影等方法形成一定的圖案；
[0025]步驟8:采用電鍍金屬沉積的方式在形成的干膜圖案中一次同時形成銅柵線電極6，隨后再在銅柵線電極6上表面覆蓋一層金屬電鍍錫層7。
[0026]步驟9:利用堿性溶液去除電池片表面的抗阻干膜8;
[0027]步驟10:利用堿性氯化銅溶液蝕刻掉步驟6所沉積上的種子銅層9，露出透明膜導電膜5 ο如此形成如圖1所示的結構。
[0028]采用以上工藝制得的太陽能電池片，其通過電鍍的方式在電池片表面形成電鍍銅與電鍍錫層相結合的金屬柵線，實現了太陽能電池的無鉛無鎘無氟生產，相對比較環保，減少了對環境的污染與破壞，而且電鍍錫層具有很強的耐蝕性及易于焊接的特點。
[0029]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型專利，凡在實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種異質結太陽能電池，其特征在于，包括: N型單晶娃片； 設在N型單晶硅片受光面和背光面的本征非晶硅鈍化層； 設在N型單晶硅片受光面本征非晶硅鈍化層上的P型摻雜非晶硅層； 設在N型單晶硅片背光面本征非晶硅鈍化層上的N型摻雜非晶硅層； 設在P型摻雜非晶硅層上的透明導電膜層； 設在N型摻雜非晶硅層上的透明導電膜層； 設在P型摻雜非晶硅層的透明導電膜層上的銅柵線電極； 設在N型摻雜非晶硅層的透明導電膜層上的銅柵線電極； 設在P型摻雜非晶硅層的透明導電膜層上的銅柵線電極頂部的電鍍錫層； 設在N型摻雜非晶硅層的透明導電膜層上的銅柵線電極頂部的電鍍錫層。2.根據權利要求1所述的異質結太陽能電池，其特征在于:所述電鍍錫層厚度為1.Ομπι?6.0ym03.根據權利要求1所述的異質結太陽能電池，其特征在于:所述透明導電膜層的透過率大于90%。4.根據權利要求1所述的異質結太陽能電池，其特征在于:所述P型摻雜非晶硅層上透明導電膜層的厚度為80-100nm，N型摻雜非晶娃層上透明導電膜層的厚度為25-100nmo5.根據權利要求1所述的異質結太陽能電池，其特征在于:所述透明導電膜層為石墨烯薄膜層或TCO透明導電膜層。
【專利摘要】本實用新型公開了一種異質結太陽能電池，其包括：N型單晶硅片；設在N型單晶硅片受光面和背光面的本征非晶硅鈍化層；設在N型單晶硅片受光面本征非晶硅鈍化層上的P型摻雜非晶硅層；設在N型單晶硅片背光面本征非晶硅鈍化層上的N型摻雜非晶硅層；設在P型摻雜非晶硅層上的透明導電膜層；設在N型摻雜非晶硅層上的透明導電膜層；設在P型摻雜非晶硅層的透明導電膜層上的銅柵線電極；設在N型摻雜非晶硅層的透明導電膜層上的銅柵線電極；分別設在兩面銅柵線電極頂部的電鍍錫層。本實用新型加大了銅柵線電極的結合力，同時錫層也起到保護電極及助焊作用。
【IPC分類】H01L31/0224
【公開號】CN205231076
【申請號】CN201520862710
【發明人】楊與勝, 王樹林, 宋廣華, 羅騫, 陳偉文
【申請人】鈞石(中國)能源有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年11月2日