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异质结电池及异质结电池制备方法无效专利 发明

具体技术细节

[0005] 因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的异质结电池由于金字塔结构绒面导致电池背面载流子的复合率较高,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,进而影响电池的发电效率的缺陷,从而提供一种异质结电池及其制备方法。
[0006] 为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
[0007] 作为本申请的一方面,提供一种异质结电池的制备方法,包括如下步骤:对N型衬底原片进行双面制绒,得到双绒N型衬底;
[0008] 对所述双绒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;
[0009] 采用所述待加工N型衬底制备异质结电池;
[0010] 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。
[0011] 优选的是,对N型衬底原片进行双面制绒,得到双绒N型衬底的步骤中,包括:
[0012] 将所述N型衬底原片放置在浓度为1%-8%的NaOH溶液或KOH溶液中腐蚀,进行双面制绒,得到所述双绒N型衬底,其中,反应温度范围为60℃-90℃,反应时间范围为1min-20min;
[0013] 其中,所述N型衬底原片为80μm-180μm的N型单晶硅片。
[0014] 优选的是,对N型衬底原片进行双面制绒,得到双绒N型衬底的步骤之前,还包括:
[0015] 将所述N型衬底原片放置在浓度为10%-30%的NaOH溶液或KOH溶液中进行腐蚀,去除所述N型衬底原片表面的损伤层,其中,反应温度范围为60℃-90℃,反应时间范围为2min-20min。
[0016] 优选的是,对所述双绒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型衬底的步骤中,包括:
[0017] 在所述双绒N型衬底的表面制备出氧化硅层;
[0018] 采用酸性溶液清洗所述双绒N型衬底的其中一侧的氧化硅层;
[0019] 采用碱性溶液对所述双绒N型衬底去除所述氧化硅层的一侧进行腐蚀;
[0020] 采用酸性溶液清洗所述双绒N型衬底的另一侧的氧化硅层;
[0021] 水洗所述双绒N型衬底,得到一侧为绒面、另一侧为光面的待加工N型衬底。
[0022] 优选的是,在所述双绒N型衬底的表面制备出氧化硅层的步骤中,包括:
[0023] 将所述双绒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10min-120min,形成的所述氧化硅层的厚度范围为20nm-1000nm。
[0024] 优选的是,采用酸性溶液清洗所述双绒N型衬底的另一侧的氧化硅层的步骤中,包括:
[0025] 在链式清洗设备中用浓度为0.8%-20%的HF溶液腐蚀掉所述双绒N型衬底的其中一侧的氧化硅层,其中,反应温度范围为20℃-25℃,反应时间范围为1min-20min。
[0026] 优选的是,采用碱性溶液对所述双绒N型衬底的其中一侧进行腐蚀的步骤中,包括:
[0027] 将一侧有氧化硅层的所述双绒N型衬底放在浓度为3%-20%的NaOH溶液或KOH溶液里,温度范围为80℃-90℃,对所述双绒N型衬底去除所述氧化硅层的一侧进行腐蚀。
[0028] 优选的是,采用酸性溶液清洗所述双绒N型衬底的一侧的氧化硅层的步骤中,包括:
[0029] 采用浓度为0.8%-5%的HF溶液清洗掉所述双绒N型衬底的一侧的氧化硅层,温度范围为20℃-25℃,反应时间范围为1min-20min。
[0030] 优选的是,采用所述待加工N型衬底制备异质结电池,包括:
[0031] 在所述待加工N型衬底的一侧制备第一钝化层,在另一侧制备第二钝化层;
[0032] 在所述第一钝化层的表面形成N型非晶/微晶硅层,在所述第二钝化层的表面形成P型非晶/微晶硅层;
[0033] 在所述N型非晶/微晶硅层的表面制备第一透明导电层,在所述P型非晶/微晶硅层的表面制备第二透明导电层;
[0034] 在所述第一透明导电层的表面制备第一电极,在所述第二透明导电层的表面制备第二电极。
[0035] 作为本申请的另一方面,提供一种异质结电池,包括:N型衬底,所述N型衬底的一侧向外依次设置有第一钝化层、N型非晶/微晶硅层、第一透明导电层和第一电极;所述N型衬底的另一侧向外依次设置有第二钝化层、P型非晶/微晶硅层、第二透明导电层和第二电极;所述N型衬底的一侧为绒面,另一侧为光面,所述光面对300nm-1100nm波长范围的平均反射率介于30-55%之间。
[0036] 本发明技术方案,具有如下优点:
[0037] 1.本发明提供的异质结电池的制备方法,将N型衬底原片制备成一面为绒面、另一面为光面的待加工N型衬底;采用待加工N型衬底制备异质结电池;制备出的异质结电池,绒面朝向光源设置,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,由于光面背向光源设置,从光面入射的光强较弱,对于陷光能力的要求没有绒面高,设计成光面后钝化效果更好,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N型衬底与P型非晶/微晶硅层到达透明导电层,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。
[0038] 2.本发明提供的异质结电池的制备方法,先将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,然后在链式清洗设备中用HF溶液腐蚀掉N型衬底其中一面的氧化硅层,将单面有氧化硅层的N型衬底放在槽式碱溶液里,由于氧化硅与碱的反应很慢,氧化硅层相当于一层掩护膜,只有另一面被碱溶液腐蚀。最后再用HF把原作为掩护膜的氧化硅层洗掉。这种单面制绒、背面腐蚀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,更加快速有效地将载流子收集到金属电极上。
[0039] 3.本发明提供的异质结电池,第一透明导电层的表面积大于第二透明导电层的表面积,在金属栅线形成的第一电极与第二电极的图形不变的条件下,载流子在第二透明导电层的横向传输距离更小,能够更好地将载流子收集到第二电极上,有利于提高电池的发电效率。

法律保护范围

涉及权利要求数量10:其中独权2项,从权-2项

1.一种异质结电池的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
对N型衬底原片进行双面制绒,得到双绒N型衬底;
对所述双绒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;
采用所述待加工N型衬底制备异质结电池;
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。
2.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法,其特征在于,对N型衬底原片进行双面制绒,得到双绒N型衬底的步骤中,包括:
将所述N型衬底原片放置在浓度为1%-8%的NaOH溶液或KOH溶液中腐蚀,进行双面制绒,得到所述双绒N型衬底,其中,反应温度范围为60℃-90℃,反应时间范围为1min-
20min;
其中,所述N型衬底原片为80μm-180μm的N型单晶硅片。
3.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法,其特征在于,对N型衬底原片进行双面制绒,得到双绒N型衬底的步骤之前,还包括:
将所述N型衬底原片放置在浓度为10%-30%的NaOH溶液或KOH溶液中进行腐蚀,去除所述N型衬底原片表面的损伤层,其中,反应温度范围为60℃-90℃,反应时间范围为
2min-20min。
4.根据权利要求1所述的异质结电池的制备方法,其特征在于,对所述双绒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型衬底的步骤中,包括:
在所述双绒N型衬底的表面制备出氧化硅层;
采用酸性溶液清洗所述双绒N型衬底的其中一侧的氧化硅层;
采用碱性溶液对所述双绒N型衬底去除所述氧化硅层的一侧进行腐蚀;
采用酸性溶液清洗所述双绒N型衬底的另一侧的氧化硅层;
水洗所述双绒N型衬底,得到一侧为绒面、另一侧为光面的待加工N型衬底。
5.根据权利要求4所述的异质结电池的制备方法,其特征在于,在所述双绒N型衬底的表面制备出氧化硅层的步骤中,包括:
将所述双绒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10min-120min,形成的所述氧化硅层的厚度范围为20nm-1000nm。
6.根据权利要求4所述的异质结电池的制备方法,其特征在于,采用酸性溶液清洗所述双绒N型衬底的另一侧的氧化硅层的步骤中,包括:
在链式清洗设备中用浓度为0.8%-20%的HF溶液腐蚀掉所述双绒N型衬底的其中一侧的氧化硅层,其中,反应温度范围为20℃-25℃,反应时间范围为1min-20min。
7.根据权利要求4所述的异质结电池的制备方法,其特征在于,采用碱性溶液对所述双绒N型衬底的其中一侧进行腐蚀的步骤中,包括:
将一侧有氧化硅层的所述双绒N型衬底放在浓度为3%-20%的NaOH溶液或KOH溶液里,温度范围为80℃-90℃,对所述双绒N型衬底去除所述氧化硅层的一侧进行腐蚀。
8.根据权利要求4所述的异质结电池的制备方法,其特征在于,采用酸性溶液清洗所述双绒N型衬底的一侧的氧化硅层的步骤中,包括:
采用浓度为0.8%-5%的HF溶液清洗掉所述双绒N型衬底的一侧的氧化硅层,温度范围为20℃-25℃,反应时间范围为1min-20min。
9.根据权利要求1-8任一项所述的异质结电池的制备方法,其特征在于,采用所述待加工N型衬底制备异质结电池,包括:
在所述待加工N型衬底的一侧制备第一钝化层,在另一侧制备第二钝化层;
在所述第一钝化层的表面形成N型非晶/微晶硅层,在所述第二钝化层的表面形成P型非晶/微晶硅层;
在所述N型非晶/微晶硅层的表面制备第一透明导电层,在所述P型非晶/微晶硅层的表面制备第二透明导电层;
在所述第一透明导电层的表面制备第一电极,在所述第二透明导电层的表面制备第二电极。
10.一种异质结电池,包括:N型衬底,所述N型衬底的一侧向外依次设置有第一钝化层、N型非晶/微晶硅层、第一透明导电层和第一电极;所述N型衬底的另一侧向外依次设置有第二钝化层、P型非晶/微晶硅层、第二透明导电层和第二电极;其特征在于,所述N型衬底的一侧为绒面,另一侧为光面,所述光面对300nm-1100nm波长范围的平均反射率介于30-55%之间。

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