利索能及
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专利号: 2023114786875
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-03-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种可弯曲且具有高光电转换效率的硅异质结太阳能电池,其特征在于:包括硅基底层(1);在硅基底层(1)正面依次沉积有氢化非晶硅氧层(2)、氢化非晶硅层(3)、n型氢化纳米晶硅氧层(4)和透明导电氧化物层(6);在硅基底层(1)背面依次沉积有氢化非晶硅氧层(2)、氢化非晶硅层(3)、p型氢化纳米晶硅层(5)和透明导电氧化物层(6);在透明导电氧化物层(6)上印刷有金属电极(7)。

2.根据权利要求1所述的可弯曲且具有高光电转换效率的硅异质结太阳能电池,其特征在于:硅基底层(1)正面和背面的透明导电氧化物层(6)上同时采用无接触激光转移印刷的金属电极(7)均为栅线形式;或者硅基底层(1)正面透明导电氧化物层(6)上采用无接触激光转移印刷的金属电极(7)为栅线形式,硅基底层(1)背面透明导电氧化物层(6)上为整个面全覆盖金属电极。

3.根据权利要求1所述的可弯曲且具有高光电转换效率的硅异质结太阳能电池,其特征在于:硅基底层(1)为n型单晶硅,表面采用制绒结构,硅基底层(1)的厚度小于130μm。

4.根据权利要求1所述的可弯曲且具有高光电转换效率的硅异质结太阳能电池,其特征在于:氢化非晶硅氧层(2)的厚度小于0.5nm,其中氧原子含量为8~12at.%,氢含量为22~30at.%;氢化非晶硅层(3)的厚度为4~5nm,其中氢含量为18~25at.%。

5.根据权利要求1所述的可弯曲且具有高光电转换效率的硅异质结太阳能电池,其特征在于:n型氢化纳米晶硅氧层(4)的厚度为12~18nm,晶体的体积分数为40~46%;p型氢化纳米晶硅层(5)的厚度为20~25nm,晶体体积分数为60~66%。

6.根据权利要求1所述的可弯曲且具有高光电转换效率的硅异质结太阳能电池,其特征在于:透明导电氧化物层(6)为铈掺杂氧化铟;金属电极(7)为银电极,采用栅线形式的银电极的宽度为16~18μm。

7.权利要求1所述的硅异质结太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)对硅基底层进行减薄、制绒处理;

(2)在硅基底层上连续沉积氢化非晶硅氧层和氢化非晶硅层,形成复合钝化层;

(3)利用二氧化碳(CO2)和氢气(H2)混合气体在两侧钝化层上进行等离子体预处理,实现钝化层浅表面的纳米晶播种;

(4)在高氢硅烷的气流比下,在经过纳米晶播种的正面钝化层上垂直生长掺磷的n型纳米晶硅氧层,晶体的体积分数为40~46%;进一步提高氢硅烷的气流比,在经过纳米晶播种的背面钝化层上垂直生长掺硼的p型纳米晶硅层,晶体的体积分数为60~66%;

(5)沉积铈掺杂氧化铟作为透明导电氧化物层,再在透明导电氧化物层上采用无接触激光转移印刷金属电极。

8.根据权利要求7所述的硅异质结太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,在硅基底层上连续沉积氢化非晶硅氧层和氢化非晶硅层过程中,通过气体电阻传感器实时监2

测工作腔体内的气体电阻,并在样品台表面设置密度为18~19个/cm 的二极管用于检测电池表面的等离子体轰击电压;电阻传感器将采集到的气体电阻值和二极管检测到的电池表面各点的电压值传输给系统的智能终端;智能终端通过控制不同种类气体进气阀门的开度来进行气体的切换以及气体流速的调节,使电池表面轰击电压的波动值小于初始电池表面电压值的±0.5%。

9.根据权利要求8所述的硅异质结太阳能电池的制备方法,其特征在于,连续沉积氢化非晶硅氧层和氢化非晶硅层的具体工艺过程为:在190~200℃下,先以硅烷和CO2作为原料气在硅基底层两侧生长出2~3个原子层厚度且能够抗外延生长的氢化非晶硅氧层;CO2:SiH4的气流量比为0.1~0.2:1;当从氢化非晶硅氧层过渡至氢化非晶硅层沉积时,CO2切换为H2进气,调节H2:SiH4的气流量比为18~20:1,从而使电池表面的等离子体电压波动<±

0.5%,在氢化非晶硅氧层上进行另一个无外延氢化非晶硅层的沉积。

10.根据权利要求7所述的硅异质结太阳能电池的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,在H2:SiH4:PH3气流比为720~780:5:0.1,CO2:SiH4气流比为0.5±0.2下,在电池正面的钝化层纳米晶种上垂直生长掺磷的n型纳米晶硅氧层;进一步提高氢硅烷的气流比至H2:SiH4:B2H6的气流比为2500~2900:5:0.1,在电池背面的钝化层纳米晶种上垂直生长掺硼的p型纳米晶硅层。