技术领域
[0001] 本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种异质结电池。
相关背景技术
[0002] 异质结电池作为一种新型太阳能电池，具有制备工艺简单，转换效率高、温度特性良好、可薄片化、低衰减等优势，目前已取得长足的发展。
[0003] 常规异质结电池是以N型单晶硅片为衬底100，经过制绒清洗后分别在前表面沉积本征非晶硅101和n型掺杂非晶硅102来形成前表面场，在背面依次沉积本征非晶硅103和p型掺杂非晶硅104来形成PN结，并在正背面分别沉积TCO膜层105和106，然后在正背面分别印刷金属栅线107和108，制备成为异质结电池，如图1所示。
[0004] 异质结电池由于非晶硅的钝化效果较优，相比于其他结构电池具有较高的开路电压。但是也由于非晶硅的带隙较窄，使其对太阳光的利用率偏低，导致其光学性能较差。目前由于异质结电池背面金属栅线根数多于正面，这也造成电池双面率偏低、成本偏高等问题。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0022] 如图2所示，本实用新型提供的异质结电池，其包括N型单晶硅片1，所述N型单晶硅片1正面依次沉积有正面本征非晶硅层2、n型掺杂非晶硅薄膜3、正面TCO膜层4和正面金属栅线层5，所述N型单晶硅片1背面依次沉积有背面本征非晶硅层6、第一微晶硅层7、第一P型掺杂微晶硅层8、第二微晶硅层9、第二P型掺杂微晶硅层10、背面TCO膜层11和背面金属栅线层12。
[0023] 可选地，所述正面本征非晶硅层2和背面本征非晶硅层6的厚度均为2‑10nm。
[0024] 可选地，所述n型掺杂非晶硅薄膜3的厚度为5‑10nm。
[0025] 可选地，所述正面TCO膜层4和背面TCO膜层11的厚度均为80‑120nm。
[0026] 可选地，所述第一微晶硅层7的厚度为3‑10nm。
[0027] 可选地，所述第一P型掺杂微晶硅层8的厚度为3‑8nm。
[0028] 可选地，所述第二微晶硅层9的厚度为2‑8nm。
[0029] 可选地，所述第二P型掺杂微晶硅层10的厚度为4‑10nm。
[0030] 可选地，所述正面金属栅线层5的栅线根数为70‑120条，所述背面金属栅线层12的栅线根数为90‑140条。
[0031] 可选地，所述正面金属栅线层5的栅线(副栅线)根数与背面金属栅线层12的栅线(副栅线)根数相同。
[0032] 制备上述异质结电池主要步骤为：
[0033] 步骤1，对N型单晶硅片1进行制绒清洗，使N型单晶硅片1形成金字塔结构，清洗N型单晶硅片1表面杂质，使用化学品为氢氧化钾、双氧水、盐酸、氢氟酸和制绒添加剂。
[0034] 步骤2，对步骤1制绒后的N型单晶硅片1使用板式PECVD(等离子体化学气相沉积)设备在N型单晶硅片1正面沉积正面本征非晶硅层2，沉积厚度为2‑10nm。
[0035] 步骤3，对步骤2后的硅片沉积n型掺杂非晶硅薄膜3，掺杂浓度控制在1.5‑9％，沉积厚度为5‑10nm。
[0036] 步骤4，对步骤3后的硅片进行翻面，在硅片背面沉积背面本征非晶硅层6，沉积厚度为2‑10nm。
[0037] 步骤5，对步骤4后硅片沉积第一微晶硅层7，沉积条件为H2/SiH4稀释比例控制在100‑200倍，沉积厚度为3‑10nm。
[0038] 步骤6，对步骤5后硅片沉积第一P型掺杂微晶硅层8，沉积条件为H2/SiH4稀释比例控制在100‑150倍，掺杂浓度控制在2‑5％，沉积厚度为3‑8nm。
[0039] 步骤7，对步骤6后硅片沉积第二微晶硅层9，沉积条件为H2/SiH4稀释比例控制在100‑200倍，沉积厚度为2‑8nm。
[0040] 步骤8，对步骤7后硅片沉积第二P型掺杂微晶硅层10，沉积条件为H2/SiH4稀释比例控制在100‑150倍，掺杂浓度控制在5‑9％，沉积厚度为4‑10nm。
[0041] 步骤9，对步骤8后硅片采用PVD设备利用磁控溅射法在硅片正背面分别沉积正面TCO膜层4和背面TCO膜层11(透明导电薄膜)，正面方阻控制在30‑60Ω，沉积厚度为80‑120nm，背面方阻控制在30‑50Ω，沉积厚度为80‑120nm。
[0042] 步骤10，对步骤9后硅片进行双面金属栅线印刷，形成正面金属栅线层5和背面金属栅线层12，正面金属栅线层5的栅线根数为70‑120条，背面金属栅线层12的栅线根数为90‑140条，之后进行烧结得到成品电池片。
[0043] 为说明本实用新型实施例提供的异质结电池的有益效果，下面再列举几种类型的异质结电池。
[0044] 对比组1
[0045] 对比组1为常规异质结电池，其结构如图1所示，制备工艺如下：
[0046] 步骤1，对N型单晶硅片进行制绒清洗，清洁硅片表面，得到双面金字塔结构绒面；
[0047] 步骤2，对步骤1后硅片借助板式PECVD设备进行等离子气相沉积，在硅片正面依次沉积本征非晶硅薄膜(沉积厚度6nm)、n型掺杂非晶硅薄膜(掺杂浓度3％，沉积厚度6nm)；
[0048] 步骤3，对步骤2后硅片进行翻面，在硅片背面依次沉积本征非晶硅薄膜(沉积厚度10nm)、p型掺杂非晶硅薄膜(掺杂浓度2％，沉积厚度10nm)；
[0049] 步骤4，对步骤4后硅片借助PVD设备进行磁控溅射在硅片正背面沉积TCO(透明导电薄膜)，沉积厚度110nm；
[0050] 步骤5，对步骤5后硅片进行丝网印刷金属电极，电池正面印刷副栅线根数90条，主栅线根数9条，背面印刷副栅线140条，主栅线根数9条，之后进行烧结，得到成品电池片。
[0051] 实验组2
[0052] 实验组2为本实用新型实施例提供的异质结电池，其结构如图2所示，该异质结电池背面副栅线为140条。该异质结电池的制备工艺为：
[0053] 步骤1，对N型单晶硅片1进行制绒清洗，清洁硅片表面，得到双面金字塔结构绒面；
[0054] 步骤2，对步骤1后硅片借助板式PECVD设备进行等离子气相沉积，在硅片正面依次沉积正面本征非晶硅层2(沉积厚度6nm)、n型掺杂非晶硅薄膜3(掺杂浓度3％，沉积厚度6nm)；
[0055] 步骤3，对步骤2后硅片进行翻面，在硅片背面依次沉积背面本征非晶硅薄层6(沉积厚度7nm)、第一微晶硅层7(沉积厚度4nm)，沉积条件为H2/SiH4稀释比例为100倍、第一P型掺杂微晶硅层8(掺杂浓度2％，沉积厚度5nm)、第二微晶硅层9(沉积厚度3nm)、第二P型掺杂微晶硅层10(掺杂浓度5％，沉积厚度7nm)；
[0056] 步骤4，对步骤4后硅片借助PVD设备进行磁控溅射在硅片正背面分别沉积正面TCO膜层4和背面TCO膜层11，背面方阻控制在50Ω，沉积厚度110nm；
[0057] 步骤5，对步骤5后硅片进行丝网印刷正面金属栅线层5和背面金属栅线层12，电池正面印刷副栅线根数90条，主栅线根数9条，背面印刷副栅线140条，主栅线根数9条，之后进行烧结，得到成品电池片。
[0058] 实验组3
[0059] 实验组3为本实用新型实施例提供的异质结电池，其结构如图2所示，该异质结电池背面副栅线为120条。该异质结电池的制备工艺为：
[0060] 步骤1，对N型单晶硅片1进行制绒清洗，清洁硅片表面，得到双面金字塔结构绒面；
[0061] 步骤2，对步骤1后硅片借助板式PECVD设备进行等离子气相沉积，在硅片正面依次沉积正面本征非晶硅层2(沉积厚度6nm)、n型掺杂非晶硅薄膜3(掺杂浓度3％，沉积厚度6nm)；
[0062] 步骤3，对步骤2后硅片进行翻面，在硅片背面依次沉积背面本征非晶硅薄层6(沉积厚度7nm)、第一微晶硅层7(沉积厚度4nm)，沉积条件为H2/SiH4稀释比例为100倍、第一P型掺杂微晶硅层8(掺杂浓度2％，沉积厚度5nm)、第二微晶硅层9(沉积厚度3nm)、第二P型掺杂微晶硅层10(掺杂浓度5％，沉积厚度7nm)；
[0063] 步骤4，对步骤4后硅片借助PVD设备进行磁控溅射在硅片正背面分别沉积正面TCO膜层4和背面TCO膜层11，背面方阻控制在40Ω，沉积厚度110nm；
[0064] 步骤5，对步骤5后硅片进行丝网印刷正面金属栅线层5和背面金属栅线层12，电池正面印刷副栅线根数90条，主栅线根数9条，背面印刷副栅线120条，主栅线根数9条，之后进行烧结，得到成品电池片。
[0065] 实验组4
[0066] 实验组4为本实用新型实施例提供的异质结电池，其结构如图2所示，该异质结电池背面副栅线为90条。该异质结电池的制备工艺为：
[0067] 步骤1，对N型单晶硅片1进行制绒清洗，清洁硅片表面，得到双面金字塔结构绒面；
[0068] 步骤2，对步骤1后硅片借助板式PECVD设备进行等离子气相沉积，在硅片正面依次沉积正面本征非晶硅层2(沉积厚度6nm)、n型掺杂非晶硅薄膜3(掺杂浓度3％，沉积厚度6nm)；
[0069] 步骤3，对步骤2后硅片进行翻面，在硅片背面依次沉积背面本征非晶硅薄层6(沉积厚度7nm)、第一微晶硅层7(沉积厚度4nm)，沉积条件为H2/SiH4稀释比例为100倍、第一P型掺杂微晶硅层8(掺杂浓度2％，沉积厚度5nm)、第二微晶硅层9(沉积厚度3nm)、第二P型掺杂微晶硅层10(掺杂浓度5％，沉积厚度7nm)；
[0070] 步骤4，对步骤4后硅片借助PVD设备进行磁控溅射在硅片正背面分别沉积正面TCO膜层4和背面TCO膜层11，背面方阻控制在30Ω，沉积厚度110nm；
[0071] 步骤5，对步骤5后硅片进行丝网印刷正面金属栅线层5和背面金属栅线层12，电池正面印刷副栅线根数90条，主栅线根数9条，背面印刷副栅线90条，主栅线根数9条，之后进行烧结，得到成品电池片。
[0072] 将对比组1与本实用新型提供的异质结电池(实验组2至实验组4)进行双面率比对实验，得到如下表一所示的实验结果：
[0073] 表一
[0074]分组 对比组1 实验组2 实验组3 实验组4
双面率 94％ 95％ 96.5％ 97.5％
[0075] 对比实验组和对比组的双面率差异。实验组2相较于对比组1双面率提升1％，由此可得，N型单晶硅片1背面采用本实用新型提供的方案能有效地提升了光学吸收，增加了光照利用率。
[0076] 实验组3相较于实验组2双面率提升1.5％，实验组4相较于实验组3双面率提升1％。由此可得，由于背面栅线根数减少，降低了对异质结电池背表面对太阳光的遮挡，有效增加了异质结电池的受光面积，提升了异质结电池的双面率，进而提高了异质结电池的转换效率，同时降低了印刷浆料的耗量，大幅降低了非硅成本，且当正背面印刷栅线相同时达到对称结构，可降低异质结电池的碎片率。
[0077] 综上，本实用新型通过在N型单晶硅片1背面沉积背面本征非晶硅层6、第一微晶硅层7、第一P型掺杂微晶硅层8、第二微晶硅层9、第二P型掺杂微晶硅层10，而微晶硅具有较宽的光学带隙，可改善异质结电池的电学性能，增强导电性，增加300‑1100波段光谱的利用率，进一步提升异质结电池的转换效率，一定程度上降低了背面本征非晶硅层6、第一微晶硅层7、第一P型掺杂微晶硅层8、第二微晶硅层9、第二P型掺杂微晶硅层10的背面电阻，在低电阻的基础上配合TCO背面低方阻工艺，可以在丝网印刷时减少背面栅线根数，达到与正面栅线根数相同从而保证接触电阻基本不变，同时也增加了异质结电池背表面的受光面积，使异质结电池的双面率大幅提升。另外，通过减背面栅线根数，降低了丝网印刷时的银浆耗量，从而降低成本。当电池背面栅线根数减少至与正面相同时，异质结电池呈双面对称结构，可大幅降低异质结电池的碎片率。
[0078] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
