CN112713200A - 一种优化型异质结太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种优化型异质结太阳能电池，包括：硅层衬底，依次设置在所述硅层衬底正面的第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层、第一导电膜层和第一金属电极；以及依次设置在所述硅层衬底背面的第二本征非晶硅层、第二非晶硅膜层、第二导电膜层和第二金属电极；其中，所述第二导电膜层的厚度比所述第一导电膜层的厚度厚10±3nm。本发明提供了一种优化型异质结太阳能电池及其制备方法，本发明制备工艺在原有工艺的基础上，对正面和背面的导电膜层采用不同的薄膜厚度，通过本发明制备工艺制备出的太阳能电池，既不影响其余性能，同时将电池背面膜层的方块电阻继续降低，从而获得高的填充因子，带来效率的提升，具有深远的市场发展前景。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池制造领域，涉及一种优化型异质结太阳能电池及其制备方法。
背景技术
太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极将电能输出。随着太阳能电池生产技术不断进步，转换效率更有优势的高效电池的开发越来越受重视。其中用非晶硅本征层(a-Si:H(i))钝化表面的硅基异质结太阳电池(HJT电池：HIT是Heterojunctionwith Intrinsic Thin-layer的缩写，意为本征薄膜异质结，因HIT已被日本三洋公司申请为注册商标，所以又被称为HJT或SHJ)是重点的研究方向之一。异质结技术能够兼具超高的电池效率和双面发电性能；并且异质结技术工艺步骤相对简单，初步量产后效率提升空间和成本降低空间更大；异质结是光伏技术未来向25％效率水平发展的有效过渡。
HJT电池采用N型硅片，碱性制绒形成金字塔绒面，双面沉积本层非晶硅、掺杂非晶硅和透明导电薄膜层，形成钝化层，背场、发射极，以及导电层，最后印刷或电镀金属形成电极。透明导电薄膜的光电学性质与其蒸镀工艺条件参数密切相关，但大部分量产方式均采用正背面相同的工艺条件进行镀膜，在一定程度上限制了TCO薄膜光电性质的优化。
为了解决上述问题，本发明提供了一种优化型异质结太阳能电池，在原有工艺的基础上，对正面和背面的导电膜层采用不同的薄膜厚度，在不影响其余性能的基础上将电池背面膜层的方块电阻继续降低，从而获得高的填充因子，带来效率的提升，具有深远的市场发展前景。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种优化型异质结太阳能电池及其制备方法，本发明制备工艺在原有工艺的基础上，对正面和背面的导电膜层采用不同的薄膜厚度，通过本发明制备工艺制备出的太阳能电池，既不影响其余性能，同时将电池背面膜层的方块电阻继续降低，从而获得高的填充因子，带来效率的提升，具有深远的市场发展前景。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种优化型异质结太阳能电池，包括：硅层衬底，还包括：
依次设置在所述硅层衬底正面的第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层、第一导电膜层和第一金属电极；
以及依次设置在所述硅层衬底背面的第二本征非晶硅层、第二非晶硅膜层、第二导电膜层和第二金属电极；
其中，所述第二导电膜层的厚度比所述第一导电膜层的厚度厚10±3nm。
本发明制备工艺是在原有工艺的基础上，对正面和背面的导电膜层采用不同的薄膜厚度。导电膜层厚度达到70nm后，电阻率会急剧下降，并且透过率可达到80％以上，随着导电膜层厚度的继续增加，电阻率依然呈缓慢下降趋势，这是由于随着镀膜时间延长，导电膜层逐渐变得致密起来，有利于结晶生长，导电膜层结晶程度的增加和晶粒尺寸的增加弱化了晶粒间界散射，提高了载流子的迁移率，使得薄膜电阻率逐渐降低。但是在达到一定厚度时，薄膜的透光性必然受到影响，这是因为膜层厚度的增加逐渐增大了对可见光的吸收和散射。所以，本发明制备工艺将背面的导电薄膜厚度继续增加10nm，在牺牲少量背面透光性的前提下，继续优化薄膜电阻率，从而降低方块电阻，从而提升了电池片填充因子，提升电性能。
优选地，所述厚度厚10nm。
采用此厚度可以将电池片填充因子提升0.2％；若取值过低，不能带来有效的电性能提升，取值过高则会影响第二导电膜层透过率，带来电流损失
优选地，所述硅层衬底为N型单晶硅片，电阻率为1.0-7.0Ω.cm，厚度为50-200um。
优选地，所述第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层的厚度均为5-20nm。
优选地，所述第一非晶硅膜层为P型非晶硅膜层，所述第二非晶硅膜层为N型非晶硅膜层；或者第一非晶硅膜层为N型非晶硅膜层，所述第二非晶硅膜层为P型非晶硅膜层；
其中，所述P型非晶硅膜层的厚度为5-20nm，N型非晶硅膜层的厚度为5-30nm。
上述厚度可以给太阳电池提供了较高的开路电压，并降低了暗电流。
优选地，所述第一导电膜层和所述第二导电膜层均为透明导电膜层，所述透明导电膜层的材料为ITO、IWO或AZO中的任意一种，所述第一导电膜层的厚度为60-120nm。
上述材料综合光电性能优异，应用广泛，维持较高的透过率和较小的电阻率。
优选地，所述第一金属电极和所述第二金属电极均为银电极，所述银电极正面和背面均包含主栅和细栅线；
其中，主栅线数为1-20，栅线宽度为0.8-1.2mm，副栅线数为80-200，栅线宽度为20-60μm。
上述所述一种优化型异质结太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)对硅层衬底进行制绒清洗，形成双面绒面结构；
(2)在所述硅层衬底的正面沉积第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层和第一导电膜层，在所述硅层衬底的背面沉积第二本征非晶硅层、第二非晶硅膜层和第二导电膜层；
在所述第一导电膜层的正面和所述第二导电膜层的背面分别印刷第一金属电极和第二金属电极，固化后，即得一种优化型异质结太阳能电池。
优选地，步骤(1)所述制绒采用碱溶液，所述碱溶液为KOH或NaOH溶液；所述清洗采用氨水双氧水溶液。
优选地，步骤(2)中所述第一本征非晶硅层、所述第一非晶硅膜层、所述第二本征非晶硅层和所述第二非晶硅膜层的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法或催化化学气相沉积法，所述第一导电膜层和所述第二导电膜层的沉积方法为反应等离子沉积法。
采用上述方法低损伤，采用蒸镀具有较低的衬底表面轰击。
优选地，步骤(3)中所述印刷的方式为丝网印刷；所述固化的温度为180-220℃，固化时间为10-30min。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供了一种优化型异质结太阳能电池及其制备方法，按照本发明制备工艺制备出的HJT电池的电性能相对于常规工艺方法，转换效率提升0.1％，主要为填充因子提升0.2％。本发明制备工艺是在原有工艺的基础上，对正面和背面的导电膜层采用不同的薄膜厚度，通过本发明制备工艺制备出的太阳能电池，既不影响其余性能，同时将电池背面膜层的方块电阻继续降低，从而获得高的填充因子，获得了较低的背面方块电阻，提升了电池片转换效率，具有深远的市场发展前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种优化型异质结太阳能电池的结构示意图。
其中图中：
1、第一金属电极；2、第一导电膜层；3、第一非晶硅层；4、第一本征非晶硅层；5、硅层衬底；6、第二本征非晶硅层；7、第二非晶硅层；8、第二导电膜层；9、第二金属电极。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
如图1，一种优化型异质结太阳能电池，包括：硅层衬底5，
依次设置在硅层衬底5正面的第一本征非晶硅层4、第一非晶硅膜层3、第一导电膜层2和第一金属电极1；
以及依次设置在硅层衬底5背面的第二本征非晶硅层6、第二非晶硅膜层7、第二导电膜层8和第二金属电极9；
其中，第二导电膜层8的厚度比第一导电膜层2的厚度厚10nm。
实施例1
一种优化型异质结太阳能电池，制备工艺步骤如下：
(1)对N型单晶硅片进行进行制绒清洗，形成双面绒面结构，绒面大小控制在3-7um；其中，N型单晶硅片的电阻率为3Ω.cm，厚度为180um，对边宽166mm，通过49％NaOH溶液溶液进行制绒，通过30％氨水双氧水溶液进行清洗；
(2)在硅层衬底的正面沉积第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层和第一导电膜层，在硅层衬底的背面沉积第二本征非晶硅层、第二非晶硅膜层和第二导电膜层；第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层、第二本征非晶硅层和第二非晶硅膜层的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法，第一导电膜层和第二导电膜层的沉积方法为反应等离子沉积法；第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层的厚度均为10nm；第一非晶硅膜层为P型非晶硅膜层，厚度为10nm；第二非晶硅膜层为N型非晶硅膜层，厚度为10nm；第一导电膜层和第二导电膜层的材料为ITO，第一导电膜层的厚度为60nm，第二导电膜层通过改变基片传输速度控制薄膜厚度为70nm；
(3)在第一导电膜层的正面和第二导电膜层的背面分别印刷第一金属电极和第二金属电极，第一金属电极和第二金属电极均为银电极，银电极正面和背面均包含主栅和细栅线，主栅线数为，栅线宽度为0.8mm，副栅线数为80，栅线宽度为20μm，然后在180-220℃温度下固化10min后，即得一种优化型异质结太阳能电池。
实施例2
一种优化型异质结太阳能电池，制备工艺步骤如下：
(1)对N型单晶硅片进行进行制绒清洗，形成双面绒面结构，绒面大小控制在3-7um；其中，N型单晶硅片的电阻率为3Ω.cm，厚度为180um，对边宽166mm，通过49％NaOH溶液溶液进行制绒，通过30％氨水双氧水溶液进行清洗；
(2)在硅层衬底的正面沉积第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层和第一导电膜层，在硅层衬底的背面沉积第二本征非晶硅层、第二非晶硅膜层和第二导电膜层；第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层、第二本征非晶硅层和第二非晶硅膜层的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法，第一导电膜层和第二导电膜层的沉积方法为反应等离子沉积法；第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层的厚度均为10nm；第一非晶硅膜层为P型非晶硅膜层，厚度为10nm；第二非晶硅膜层为N型非晶硅膜层，厚度为10nm；第一导电膜层和第二导电膜层的材料为ITO，第一导电膜层的厚度为110nm，第二导电膜层通过改变基片传输速度控制薄膜厚度为120nm；
(3)在第一导电膜层的正面和第二导电膜层的背面分别印刷第一金属电极和第二金属电极，第一金属电极和第二金属电极均为银电极，银电极正面和背面均包含主栅和细栅线，主栅线数为1，栅线宽度为0.8mm，副栅线数为80，栅线宽度为20μm，然后在180-220℃温度下固化10min后，即得一种优化型异质结太阳能电池。
实施例3
一种优化型异质结太阳能电池，制备工艺步骤如下：
(1)对N型单晶硅片进行进行制绒清洗，形成双面绒面结构，绒面大小控制在3-7um；其中，N型单晶硅片的电阻率为3Ω.cm，厚度为180um，对边宽166mm，通过49％NaOH溶液溶液进行制绒，通过30％氨水双氧水溶液进行清洗；
(2)在硅层衬底的正面沉积第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层和第一导电膜层，在硅层衬底的背面沉积第二本征非晶硅层、第二非晶硅膜层和第二导电膜层；第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层、第二本征非晶硅层和第二非晶硅膜层的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法，第一导电膜层和第二导电膜层的沉积方法为反应等离子沉积法；第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层的厚度均为10nm；第一非晶硅膜层为P型非晶硅膜层，厚度为10nm；第二非晶硅膜层为N型非晶硅膜层，厚度为10nm；第一导电膜层和第二导电膜层的材料为IWO，第一导电膜层的厚度为60nm，第二导电膜层通过改变基片传输速度控制薄膜厚度为70nm；
(3)在第一导电膜层的正面和第二导电膜层的背面分别印刷第一金属电极和第二金属电极，第一金属电极和第二金属电极均为银电极，银电极正面和背面均包含主栅和细栅线，主栅线数为1，栅线宽度为0.8mm，副栅线数为80，栅线宽度为20μm，然后在180-220℃温度下固化10min后，即得一种优化型异质结太阳能电池。
实施例4
一种优化型异质结太阳能电池，制备工艺步骤如下：
(1)对N型单晶硅片进行进行制绒清洗，形成双面绒面结构，绒面大小控制在3-7um；其中，N型单晶硅片的电阻率为3Ω.cm，厚度为180um，对边宽166mm，通过通过49％NaOH溶液溶液进行制绒，通过30％氨水双氧水溶液进行清洗；
(2)在硅层衬底的正面沉积第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层和第一导电膜层，在硅层衬底的背面沉积第二本征非晶硅层、第二非晶硅膜层和第二导电膜层；第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层、第二本征非晶硅层和第二非晶硅膜层的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法，第一导电膜层和第二导电膜层的沉积方法为反应等离子沉积法；第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层的厚度均为10nm；第一非晶硅膜层为P型非晶硅膜层，厚度为10nm；第二非晶硅膜层为N型非晶硅膜层，厚度为10nm；第一导电膜层和第二导电膜层的材料为IWO，第一导电膜层的厚度为110nm，第二导电膜层通过改变基片传输速度控制薄膜厚度为120nm；
(3)在第一导电膜层的正面和第二导电膜层的背面分别印刷第一金属电极和第二金属电极，第一金属电极和第二金属电极均为银电极，银电极正面和背面均包含主栅和细栅线，主栅线数为1，栅线宽度为0.8mm，副栅线数为80，栅线宽度为20μm，然后在180-220℃温度下固化10min后，即得一种优化型异质结太阳能电池。
实施例5
一种优化型异质结太阳能电池，制备工艺步骤如下：
(1)对N型单晶硅片进行进行制绒清洗，形成双面绒面结构，绒面大小控制在3-7um；其中，N型单晶硅片的电阻率为1Ω.cm，厚度为50um，对边宽166mm，通过通过49％NaOH溶液溶液进行制绒，通过30％氨水双氧水溶液进行清洗；
(2)在硅层衬底的正面沉积第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层和第一导电膜层，在硅层衬底的背面沉积第二本征非晶硅层、第二非晶硅膜层和第二导电膜层；第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层、第二本征非晶硅层和第二非晶硅膜层的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法，第一导电膜层和第二导电膜层的沉积方法为反应等离子沉积法；第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层的厚度均为5nm；第一非晶硅膜层为P型非晶硅膜层，厚度为5nm；第二非晶硅膜层为N型非晶硅膜层，厚度为5nm；第一导电膜层和第二导电膜层的材料为IWO，第一导电膜层的厚度为60nm，第二导电膜层通过改变基片传输速度控制薄膜厚度为67nm；
(3)在第一导电膜层的正面和第二导电膜层的背面分别印刷第一金属电极和第二金属电极，第一金属电极和第二金属电极均为银电极，银电极正面和背面均包含主栅和细栅线，主栅线数为1，栅线宽度为0.8mm，副栅线数为80，栅线宽度为20μm，然后在180-220℃温度下固化10min后，即得一种优化型异质结太阳能电池。
实施例6
一种优化型异质结太阳能电池，制备工艺步骤如下：
(1)对N型单晶硅片进行进行制绒清洗，形成双面绒面结构，绒面大小控制在3-7um；其中，N型单晶硅片的电阻率为7Ω.cm，厚度为200um，对边宽166mm，通过通过49％NaOH溶液溶液进行制绒，通过30％氨水双氧水溶液进行清洗；
(2)在硅层衬底的正面沉积第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层和第一导电膜层，在硅层衬底的背面沉积第二本征非晶硅层、第二非晶硅膜层和第二导电膜层；第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层、第二本征非晶硅层和第二非晶硅膜层的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法，第一导电膜层和第二导电膜层的沉积方法为反应等离子沉积法；第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层的厚度均为20nm；第一非晶硅膜层为P型非晶硅膜层，厚度为20nm；第二非晶硅膜层为N型非晶硅膜层，厚度为30nm；第一导电膜层和第二导电膜层的材料为IWO，第一导电膜层的厚度为110nm，第二导电膜层通过改变基片传输速度控制薄膜厚度为123nm；
(3)在第一导电膜层的正面和第二导电膜层的背面分别印刷第一金属电极和第二金属电极，第一金属电极和第二金属电极均为银电极，银电极正面和背面均包含主栅和细栅线，主栅线数为20，栅线宽度为1.2mm，副栅线数为200，栅线宽度为60μm，然后在180-220℃温度下固化30min后，即得一种优化型异质结太阳能电池。
对比例
为常规异质结结构电池，制备工艺步骤如下：
(1)对N型单晶硅片进行进行制绒清洗，形成双面绒面结构，绒面大小控制在3-7um；其中，N型单晶硅片的电阻率为3Ω.cm，厚度为180um，对边宽166mm，通过49％NaOH溶液溶液进行制绒，通过30％氨水双氧水溶液进行清洗；
(2)在硅层衬底的正面沉积第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层和第一导电膜层，在硅层衬底的背面沉积第二本征非晶硅层、第二非晶硅膜层和第二导电膜层；第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层、第二本征非晶硅层和第二非晶硅膜层的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法，第一导电膜层和第二导电膜层的沉积方法为反应等离子沉积法；第一本征非晶硅层和第二本征非晶硅层的厚度均为10nm；第一非晶硅膜层为P型非晶硅膜层，厚度为10nm；第二非晶硅膜层为N型非晶硅膜层，厚度为10nm；第一导电膜层和第二导电膜层的材料为IWO，第一导电膜层的厚度为110nm，第二导电膜层通过改变基片传输速度控制薄膜厚度为110nm；
(3)在第一导电膜层的正面和第二导电膜层的背面分别印刷第一金属电极和第二金属电极，第一金属电极和第二金属电极均为银电极，银电极正面和背面均包含主栅和细栅线，主栅线数为1，栅线宽度为0.8mm，副栅线数为80，栅线宽度为20μm，然后在180-220℃温度下固化10min后，即得一种优化型异质结太阳能电池。
将实施例1-4和对比例的太阳能电池进行电性能测试，结果见表1。
表1电池测试性能结果图
| 分组 | Eta/％ | Voc/mV | Isc/mA | FF/％ |
| 对比例 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 实施例1 | -0.2 | 0 | -202 | -0.08 |
| 实施例2 | 0.1 | 0 | 10 | 0.2 |
| 实施例3 | -0.2 | 0 | -180 | 0.03 |
| 实施例4 | 0.1 | 0 | 20 | 0.2 |
由上可知，采用不同的导电薄膜材料，在较低的膜厚条件下，Isc不能有效提升；在常规膜厚的基础上，背面薄膜层增加10nm，可带来FF的提升，从而使电池转换效率得到0.2％的提升。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种优化型异质结太阳能电池，包括：硅层衬底，其特征在于，还包括：
依次设置在所述硅层衬底正面的第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层、第一导电膜层和第一金属电极；
以及依次设置在所述硅层衬底背面的第二本征非晶硅层、第二非晶硅膜层、第二导电膜层和第二金属电极；
其中，所述第二导电膜层的厚度比所述第一导电膜层的厚度厚10±3nm。
2.根据权利要求1所述的一种优化型异质结太阳能电池，其特征在于，所述硅层衬底为N型单晶硅片，电阻率为1.0-7.0Ω.cm，厚度为50-200um。
3.根据权利要求1所述的一种优化型异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一本征非晶硅层和所述第二本征非晶硅层的厚度均为5-20nm。
4.根据权利要求1所述的一种优化型异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一非晶硅膜层为P型非晶硅膜层，所述第二非晶硅膜层为N型非晶硅膜层；或者第一非晶硅膜层为N型非晶硅膜层，所述第二非晶硅膜层为P型非晶硅膜层；
其中，所述P型非晶硅膜层的厚度为5-20nm，N型非晶硅膜层的厚度为5-30nm。
5.根据权利要求1所述的一种优化型异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一导电膜层和所述第二导电膜层均为透明导电膜层，所述透明导电膜层的材料为ITO、IWO或AZO中的任意一种，所述第一导电膜层的厚度为60-120nm。
6.根据权利要求1所述的一种优化型异质结太阳能电池，其特征在于，所述第一金属电极和所述第二金属电极均为银电极，所述银电极正面和背面均包含主栅和细栅线；
其中，主栅线数为1-20，栅线宽度为0.8-1.2mm，副栅线数为80-200，栅线宽度为20-60μm。
7.一种优化型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)对硅层衬底进行制绒清洗，形成双面绒面结构；
(2)在所述硅层衬底的正面依次沉积第一本征非晶硅层、第一非晶硅膜层和第一导电膜层，在所述硅层衬底的背面依次沉积第二本征非晶硅层、第二非晶硅膜层和第二导电膜层；
(3)在所述第一导电膜层的正面和所述第二导电膜层的背面分别印刷第一金属电极和第二金属电极，固化后，即得一种优化型异质结太阳能电池。
8.根据权利要求7所述的一种优化型异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述制绒采用碱溶液，所述碱溶液为浓度为49％的KOH或NaOH溶液；所述清洗采用质量配比为1:1的30％氨水双氧水溶液。
9.根据权利要求7所述的一种优化型异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述第一本征非晶硅层、所述第一非晶硅膜层、所述第二本征非晶硅层和所述第二非晶硅膜层的沉积方法为等离子体增强化学气相沉积法或催化化学气相沉积法，所述第一导电膜层和所述第二导电膜层的沉积方法为反应等离子沉积法。
10.根据权利要求7所述的一种优化型异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述印刷的方式为丝网印刷；所述固化的温度为180-220℃，固化时间为10-30min。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100024862A1 (en) * | 2006-11-20 | 2010-02-04 | Kaneka Corporation | Substrate Provided with Transparent Conductive Film for Photoelectric Conversion Device, Method for Manufacturing the Substrate, and Photoelectric Conversion Device Using the Substrate |
| JP2016072523A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 株式会社カネカ | 結晶シリコン太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール |
| US20160225931A1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-04 | Silevo, Inc. | Bifacial photovoltaic module using heterojunction solar cells |
| CN106098801A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-09 | 盐城普兰特新能源有限公司 | 一种异质结太阳能电池及其制备方法 |
| CN106784041A (zh) * | 2017-02-04 | 2017-05-31 | 江苏神科新能源有限公司 | 一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法 |
| US20190198706A1 (en) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Beijing Juntai Innovation Technology Co. , Ltd. | Heterojunction Solar Cell and Fabrication Method Thereof |
| CN110993718A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-10 | 晋能光伏技术有限责任公司 | 一种高转化效率的异质结电池及其制备方法 |
| CN110993700A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-04-10 | 晋能清洁能源科技股份公司 | 一种异质结太阳电池及其制备工艺 |
-
2020
- 2020-12-29 CN CN202011587193.7A patent/CN112713200A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100024862A1 (en) * | 2006-11-20 | 2010-02-04 | Kaneka Corporation | Substrate Provided with Transparent Conductive Film for Photoelectric Conversion Device, Method for Manufacturing the Substrate, and Photoelectric Conversion Device Using the Substrate |
| JP2016072523A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 株式会社カネカ | 結晶シリコン太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール |
| US20160225931A1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-08-04 | Silevo, Inc. | Bifacial photovoltaic module using heterojunction solar cells |
| CN106098801A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-09 | 盐城普兰特新能源有限公司 | 一种异质结太阳能电池及其制备方法 |
| CN106784041A (zh) * | 2017-02-04 | 2017-05-31 | 江苏神科新能源有限公司 | 一种硅基异质结太阳能电池及其制备方法 |
| US20190198706A1 (en) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Beijing Juntai Innovation Technology Co. , Ltd. | Heterojunction Solar Cell and Fabrication Method Thereof |
| CN110993700A (zh) * | 2019-10-16 | 2020-04-10 | 晋能清洁能源科技股份公司 | 一种异质结太阳电池及其制备工艺 |
| CN110993718A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-04-10 | 晋能光伏技术有限责任公司 | 一种高转化效率的异质结电池及其制备方法 |
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