[0001] 本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及异质结电池及异质结电池制备方法。

[0002] 非晶硅/晶体硅异质结电池的非晶硅层带隙大于晶体硅，是一种开压较大的N型主流硅基太阳能电池，非晶硅/晶体硅异质结电池的结构从上到下依次包括金属电极、透明导电层、N型掺杂非晶/微晶硅层、N型掺杂单晶硅片、P型掺杂非晶/微晶硅层、透明导电层、金属电极。

[0003] 常规非晶硅/晶体硅异质结电池的制备工艺主要包括四个步骤：首先，通过湿法腐蚀在单晶硅片上、下表面制备金字塔绒面并清洗；之后，通过等离子体化学气相沉积法在上表面的金字塔绒面外侧沉积一层N型重掺杂非晶硅薄膜，在下表面的金字塔绒面外侧沉积一层P型掺杂非晶硅薄膜；然后，通过磁控溅射法在电池上、下表面的非晶硅层外侧溅射一层透明导电层；最后，在电池上、下表面的透明导电层的外侧分别沉积金属电极。第一个步骤中，在硅片表面制备金字塔绒面的目的是制造陷光结构，以提高发电效率。

[0004] 然而，经过研究发现，异质结电池的金字塔结构绒面由于表面积太大，单位面积的缺陷态密度更大，载流子的复合更加严重，不利于载流子的传输。而且，由于PN结位于电池背面侧(背结电池)，载流子的复合率较高时，不利于载流子在PN结分离后穿过晶体硅和非晶硅层到达透明导电层，从而影响电池的发电效率。

[0051] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0052] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0053] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0054] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

[0055] 图5为本发明一个实施例中异质结电池的结构示意图。如图5所示，本实施例中提供一种异质结电池，包括：N型衬底10，N型衬底10的一侧向外依次设置有第一钝化层2、N型非晶/微晶硅层4、第一透明导电层6和第一电极8；N型衬底10的另一侧向外依次设置有第二钝化层3、P型非晶/微晶硅层5、第二透明导电层7和第二电极9；其中，该N型衬底10朝向第一电极8的一面为绒面结构，N型衬底1朝向第二电极9的一面为光面结构。

[0056] 其中，N型衬底10可以由N型硅片或者N型单晶硅片制成。例如，该N型衬底10的一侧的绒面结构可以包含多个金字塔形的凸起。

[0057] 本发明提供的异质结电池，使用时，N型衬底的一侧(为绒面结构)朝向光源设置，可以降低光的反射，提高光子的利用率，增大电池的电流，提高发电效率。而且，由于另一侧(为光面结构)背向光源设置，从另一侧入射的光强较弱，对于陷光能力的要求相对没有朝向光源一侧高，设计成光面后可以使单位面积的缺陷态密度减小，使更多的载流子在PN结分离后能够穿过工N型衬底与P型非晶/微晶硅层到达第二透明导电层，提高发电效率；而且，光面对300nm－1100nm波长范围的平均反射率介于30－55％之间，光面的反射效果更好，可以增加长波光的吸收率。

[0058] 本实施例中，第一钝化层2、N型非晶/微晶硅层4、第一透明导电层6的表面均为凹凸不平的结构；第二钝化层3、P型非晶/微晶硅层5、第二透明导电层7的表面均为光面结构。

[0059] 图1为本发明一个实施例中的异质结电池的制备方法的流程图，该制备方法包括对N型衬底10的处理，对N型衬底原片进行双面制绒，得到双绒N型衬底；对双绒N型衬底的其中一侧进行腐蚀，得到一侧为绒面、另一侧为光面的待加工N型衬底1；采用待加工N型衬底1制备异质结电池；其中，所述待加工N型衬底的光面对300nm－1100nm波长范围的平均反射率介于30－55％之间。

[0060] 图3为图1中采用待加工N型衬底制备异质结电池的流程图。如图1与图3所示，另一个实施例中提供一种上述实施例中的异质结电池的制备方法，包括如下步骤：制备一面为绒面，另一面为光面的待加工N型衬底1；在待加工N型衬底1的一侧制备第一钝化层2，在待加工N型衬底1的另一侧制备第二钝化层3；在第一钝化层2的表面沉积N型非晶/微晶硅层4，在第二钝化层3的表面沉积P型非晶/微晶硅层5；在N型非晶/微晶硅层4的表面制备第一透明导电层6，在P型非晶/微晶硅层5的表面制备第二透明导电层7；在第一透明导电层6的表面丝印第一电极8，在第二透明导电层7的表面丝印第二电极9。其中，对于图3所示在待加工N型衬底1两侧分别制备对称的各层结构的顺序不做限定，以上工艺顺序仅作示例。

[0061] 图2为图1中制备待加工N型衬底的流程图；图4为本发明一个实施例中异质结电池的待加工N型衬底的结构示意图。如图2与图4所示，本实施例中，制备一面为绒面，另一面为光面的待加工N型衬底1具体包括：对N型衬底原片进行双面腐蚀；进行双面绒面制备得到双绒N型衬底；在双绒N型衬底的表面制备出氧化硅层；清洗掉双绒N型衬底的其中一侧的氧化硅层，并进行腐蚀；清洗掉双绒N型衬底的另一侧的氧化硅层，水洗双绒N型衬底后形成待加工N型衬底1。

[0062] 本实施例中，对N型衬底原片进行双面腐蚀具体包括：选择厚度在80－180μm的N型衬底原片，在盛有浓度为10％－30％的NaOH溶液或KOH溶液的槽具中进行腐蚀，去除N型衬底原片表面的损伤层，这里的N型衬底原片可以为N型硅片，损伤层为由硅棒形成硅片后的层表面，往往附着有一些碎屑或在空气中形成的氧化层。其中，腐蚀反应温度范围为60℃－90℃，反应时间范围为2min－20min。

[0063] 本实施例中，进行双面绒面制备具体包括：将N型衬底原片放入盛有浓度为1％－8％的NaOH溶液或KOH溶液的槽具中，在其表面腐蚀出绒面，得到双绒N型衬底，其中，反应温度范围为60℃－90℃，反应时间范围为1min－20min。

[0064] 本实施例中，在双绒N型衬底表面制备出氧化硅层具体包括：把双绒N型衬底放在管式扩散炉里并通入氧气，在两侧的绒面表面氧化出氧化硅层，其中，反应温度范围为700℃－1200℃，管式扩散炉里的压强范围为0.01MPa－2.5MPa，氧化时间为10－120min，形成的氧化硅层的厚度范围为20nm－1000nm。

[0065] 本实施例中，采用酸性溶液清洗双绒N型衬底的其中一侧的氧化硅层具体包括：在链式清洗设备中用浓度为0.8％－20％的HF溶液腐蚀掉双绒N型衬底的另一侧的氧化硅层，其中，反应温度范围为20℃－25℃，反应时间范围为1min－20min。

[0066] 本实施例中，在碱性溶液中对双绒N型衬底的其中一侧进行腐蚀具体包括：把一侧有氧化硅层的双绒N型衬底放在装有浓度为3％－20％的NaOH溶液或KOH溶液的槽具里，温度范围设置为80℃－90℃，对双绒N型衬底去除所述氧化硅层的一侧进行腐蚀。

[0067] 本实施例中，采用酸性溶液清洗双绒N型衬底的一侧的氧化硅层具体包括：用浓度为0.8％－5％的HF溶液清洗掉双绒N型衬底的一侧剩余的氧化硅层，温度范围为20℃－25℃，反应时间范围为1min－20min。

[0068] 以下为本实施例中以N型衬底的厚度为130μm的异质结电池作为示例，说明该制备方法的具体步骤：

[0069] 选择厚度为130μm的N型衬底原片，在浓度为15％的NaOH溶液中进行腐蚀，去除N型衬底原片表面的损伤层，其中，反应温度为80℃，反应时间为5min；

[0070] 之后，将N型衬底原片放入盛有浓度为2％的NaOH溶液的槽具中，在其表面腐蚀出绒面，得到双绒N型衬底，其中，反应温度为85℃，反应时间为5min；

[0071] 之后，把双绒N型衬底放在管式扩散炉里并通入氧气，在绒面表面氧化出氧化硅层，其中，反应温度为800℃，管式扩散炉里的压强为0.5MPa，氧化时间为30min，形成的氧化硅层的厚度为200nm；

[0072] 之后，在链式清洗设备中用浓度为1.7％的HF溶液腐蚀掉双绒N型衬底的其中一侧的氧化硅层，其中，反应温度为25℃，反应时间为10min；

[0073] 之后，把仅一侧有氧化硅层的双绒N型衬底放在盛有浓度为12％的NaOH溶液的槽具里，温度为85℃，对双绒N型衬底的去除所述氧化硅层的一侧进行腐蚀；

[0074] 之后，用浓度为1.7％的HF溶液清洗掉双绒N型衬底的另一侧剩余的氧化硅层，温度为22℃，反应时间为5min，得到待加工N型衬底1；

[0075] 之后，用纯水把待加工N型衬底1清洗干净；

[0076] 之后，采用等离子体化学气相沉积法制备第一钝化层以及第二钝化层；

[0077] 之后，采用等离子体化学气相沉积法制备P型非晶/微晶硅层以及N型非晶/微晶硅层；

[0078] 之后，采用磁控溅射法制备第一透明导电层以及第二透明导电层；

[0079] 最后，采用丝印金属制备出第一电极以及第二电极并烘干烧结。

[0080] 综上，本发明中的异质结电池，其N型衬底的一面为绒面、另一面为光面的结构能够有效降低非晶硅/晶体硅界面态密度、非晶硅/透明导电层界面态密度，降低载流子的复合，降低载流子在透明导电层的横向传输距离；并且，光面结构的反射率增加，更加快速有效地将载流子收集到金属电极上，可将异质结电池正面的发电效率提高0.2％。

[0081] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。