CN116995146B - 异质结电池及其制备方法 - Google Patents

异质结电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116995146B
CN116995146B CN202311245669.2A CN202311245669A CN116995146B CN 116995146 B CN116995146 B CN 116995146B CN 202311245669 A CN202311245669 A CN 202311245669A CN 116995146 B CN116995146 B CN 116995146B
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductive film
transparent conductive
semiconductor substrate
substrate layer
line electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202311245669.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116995146A (zh
Inventor
张景
孙鹏
辛科
萧吉宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Huasheng New Energy Technology Co ltd
Wuxi Huasheng Photovoltaic Technology Co ltd
Original Assignee
Anhui Huasheng New Energy Technology Co ltd
Wuxi Huasheng Photovoltaic Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Huasheng New Energy Technology Co ltd, Wuxi Huasheng Photovoltaic Technology Co ltd filed Critical Anhui Huasheng New Energy Technology Co ltd
Priority to CN202311245669.2A priority Critical patent/CN116995146B/zh
Publication of CN116995146A publication Critical patent/CN116995146A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116995146B publication Critical patent/CN116995146B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
    • H01L31/072—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN heterojunction type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及太阳能电池的制备技术领域，具体提供一种异质结电池及其制备方法，包括：提供半导体衬底层；在半导体衬底层的至少一侧形成透明导电膜；还包括：对透明导电膜进行氢化处理；对透明导电膜进行氢化处理之后，采用UV光对透明导电膜进行照射处理；进行照射处理之后，在透明导电膜背离半导体衬底层的一侧形成栅线电极；对栅线电极和透明导电膜进行固化处理，以在栅线电极与透明导电膜的界面处形成交联网状结构。本发明提供的异质结电池的制备方法，透明导电膜和栅线电极界面处通过生成网状结构，提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力，从而提高异质结电池的导电性，提高异质结电池效率。

Description

异质结电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池的制备技术领域，具体涉及一种异质结电池及其制备方法。
背景技术
异质结电池由于其高转换效率、高稳定性、可双面发电等优势成为目前最有前景的太阳能电池，另外异质结电池还具有无PID与LID、低衰减、温度系数低、发电量和双面率高、弱光效应好等特点，使得异质结电池全生命周期每瓦发电量显著高于常规单晶太阳能电池。
异质结电池的工艺流程简单，目前主要包含4个环节：制绒、非晶层沉积、透明导电膜（TCO）沉积和丝网印刷。由于非晶层沉积和透明导电膜沉积的特殊低温工艺，必须使用低温烧结(＜200℃)的银浆进行丝网印刷形成栅线电极。低温银浆又称聚合物导电银浆，是以高分子树脂为粘结相、银粉为导电粉体，辅以溶剂及助剂形成的粘稠状均匀混合物。
目前，低温银浆通常经200℃以下烘干或固化，溶剂挥发使粘结相成膜，从而形成具有导电功能的栅线电极。因低温银浆配方中含有大量环氧树脂成分，使得透明导电膜与栅线电极的附着力较差，导致异质结电池的导电性较差。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中透明导电膜与栅线电极的附着力较差导致异质结电池的导电性较差的缺陷，从而提供一种异质结电池及其制备方法。
本发明提供一种异质结电池的制备方法，包括：提供半导体衬底层；在所述半导体衬底层的至少一侧形成透明导电膜；还包括：对所述透明导电膜进行氢化处理；对所述透明导电膜进行氢化处理之后，采用UV光对所述透明导电膜进行照射处理；采用UV光对所述透明导电膜进行照射处理的步骤包括：提供腔室；在所述腔室内通入保护气体；将所述半导体衬底层置于所述腔室对所述透明导电膜进行照射处理；所述保护气体包括氮气；所述UV光的波长为210nm-300nm，所述UV光的能量密度为5000mJ/cm2-10000mJ/cm2，所述照射处理的时间为10min-20min；进行照射处理之后，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极；对所述栅线电极和所述透明导电膜进行固化处理，以在所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处形成交联网状结构。
可选的，进行照射处理之后，1min-2min内在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极。
可选的，所述腔室的温度为15℃-30℃。
可选的，进行所述氢化处理的过程中，氢气的流量为500sccm-800sccm；所述氢化处理的温度为170℃-180℃，所述氢化处理的时间为240s-360s。
可选的，所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处的交联度为20%-30%。
可选的，所述固化处理包括热固化处理；所述固化处理的温度为150℃-170℃；所述固化处理的时间为6min-10min。
可选的，还包括：形成所述透明导电膜之前，在所述半导体衬底层的至少一侧形成本征半导体层；所述透明导电膜位于所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧；还包括：形成本征半导体层之后、形成透明导电膜之前，在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成掺杂半导体层；所述掺杂半导体层位于所述本征半导体层和透明导电膜之间;还包括：形成本征半导体层之前，在所述半导体衬底层的至少一侧进行制绒处理。
本发明还提供一种异质结电池，采用本发明所述的异质结电池的制备方法制备得到，包括：半导体衬底层；透明导电膜，位于所述半导体衬底层的至少一侧；栅线电极，位于所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧；所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处具有交联网状结构。
可选的，所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处的交联度为20%-30%。
本发明的有益效果在于：
本发明提供一种异质结电池的制备方法，在所述半导体衬底层的至少一侧形成透明导电膜之后，对所述透明导电膜进行氢化处理，使得透明导电膜中掺杂部分氢原子；之后采用UV光对透明导电膜进行照射处理，由于透明导电膜的材料可以掺杂金属氧化物，其导电机制来源于掺杂金属代替被掺杂金属氧化物中金属离子所产生的间隙位以及氧空位缺陷。透明导电膜在特定外界环境下(如高温）会造成晶格中氧的脱离，导致氧缺失形成氧空位，氧空位带正电。在经过UV光对透明导电膜进行照射处理的过程中，透明导电膜表面的化学键断裂，产生更多的氧空位缺陷，使得透明导电膜表面呈现酸化和亲水化，倾向于与栅线电极的材料中的游离羧基（-COOH）、氧离子（O2-）和氢氧根离子（OH-）发生化学键的重新结合；本申请栅线电极的材料为银，其自身含有大量光学环氧树脂材料，环氧树脂中的环氧基具有一定活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环形成游离羧基（-COOH）、氧离子（O2-）和氢氧根离子（OH-），这样，进行照射处理之后，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极时，栅线电极材料中的环氧基遇到掺杂部分氢原子的透明导电膜进行开环，游离羧基（-COOH）、氧离子（O2-）和氢氧根离子（OH-）可以与透明导电膜表面的氧空位发生化学键合（即通过化学反应在载体表面键合上特定基团的固定相）；之后，对所述栅线电极和所述透明导电膜进行固化处理，在宏观层面表现为透明导电膜与形成的栅线电极界面处发生交联，形成交联网状结构，从而有利于透明导电膜与所述栅线电极更好的接触，提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力，使得异质结电池的导电性得到提高，从而提高异质结电池效率。
进一步地，本发明在形成所述透明导电膜之后、形成栅线电极之前，增加一道UV光照射处理，工艺简单，适用于异质结电池的量产，可用于大面积推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中异质结电池的制备方法的流程图；
图2为本发明实施例中异质结电池的结构示意图；
附图标记：
1-半导体衬底层；2-透明导电膜；3-栅线电极；4-本征半导体层；5-掺杂半导体层。
具体实施方式
目前异质结电池的标准制备工艺方案依次包括：双面进行制绒工艺，形成双面陷光结构之后，两侧分别进行非晶硅/微晶硅沉积，一侧形成PN结、另一侧形成高低结之后，进行扩散退火处理，在两侧分别形成掺杂层之后，双面分别进行透明导电膜沉积之后，双面分别进行栅线电极制备等流程。
目前测试栅线电极与透明导电膜之间的附着力所用的拉力在1N左右徘徊，异质结电池中透明导电膜与栅线电极的附着力较差，导致异质结电池的导电性较差。
因此，亟需对目前的异质结电池的制备工艺进行优化，以解决异质结电池中透明导电膜与栅线电极的附着力较差的问题。
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。
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。
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。
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。
本发明实施例提供一种异质结电池的制备方法，参考图1，包括：
S1:提供半导体衬底层；
S2:在所述半导体衬底层的至少一侧形成透明导电膜；
S3:对所述透明导电膜进行氢化处理；
S4:对所述透明导电膜进行氢化处理之后，采用UV光对所述透明导电膜进行照射处理；
S5:进行照射处理之后，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极；
S6：对所述栅线电极和所述透明导电膜进行固化处理，以在所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处形成交联网状结构。
在本实施例中，在所述半导体衬底层的至少一侧形成透明导电膜之后，对所述透明导电膜进行氢化处理，使得透明导电膜中掺杂部分氢原子；之后采用UV光对透明导电膜进行照射处理，由于透明导电膜的材料可以掺杂金属氧化物，其导电机制来源于掺杂金属代替被掺杂金属氧化物中金属离子所产生的间隙位以及氧空位缺陷。透明导电膜在特定外界环境下(如高温）会造成晶格中氧的脱离，导致氧缺失形成氧空位，氧空位带正电。在经过UV光对透明导电膜进行照射处理的过程中，透明导电膜表面的化学键断裂，产生更多的氧空位缺陷，使得透明导电膜表面呈现酸化和亲水化，倾向于与栅线电极的材料中的游离羧基（-COOH）、氧离子（O2-）和氢氧根离子（OH-）发生化学键的重新结合；本申请栅线电极的材料为银，其自身含有大量光学环氧树脂成分，环氧树脂中的环氧基具有一定活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环形成游离羧基（-COOH）、氧离子（O2-）和氢氧根离子（OH-），这样，进行照射处理之后，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极时，栅线电极的材料中的环氧基遇到掺杂部分氢原子的透明导电膜进行开环，游离羧基（-COOH）、氧离子（O2-）和氢氧根离子（OH-）可以与透明导电膜表面的氧空位发生化学键合（即通过化学反应在载体表面键合上特定基团的固定相）；之后，对所述栅线电极和所述透明导电膜进行固化处理，在宏观层面表现为透明导电膜与形成的栅线电极界面处发生交联，形成交联网状结构，从而有利于透明导电膜与所述栅线电极更好的接触，提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力，使得异质结电池的导电性得到提高。
具体的，栅线电极与透明导电膜之间的附着力提高了45%-65%，栅线电极与透明导电膜之间的附着力由现有的0.7N-1.1N增加至1.5N-2.0N。可以理解的是，栅线电极与透明导电膜之间的附着力增加，使得异质结电池的导电性得到提高，提高异质结电池效率。
除此之外，本发明在形成所述透明导电膜之后、形成栅线电极之前，增加一道UV光照射处理，工艺简单，适用于异质结电池的量产，可用于大面积推广。
在一个实施例中，进行照射处理之后，1min-2min内在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极。由于经过UV光照射的透明导电膜表面的化学键在1min、1.1min、1.2min、1.3min、1.4min、1.5min、1.6min、1.7min、1.8min、1.9min或2min中内不会发生偏移，在进行照射处理之后，需要立即进行丝网印刷，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极，提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力的作用增强。
在一个实施例中，所述透明导电膜包括氧化铟锡膜、氟掺杂氧化锡膜钨掺杂氧化锡膜、铯掺杂氧化锡膜、铝掺杂氧化锌膜或镓掺杂氧化锌膜。
在其他实施例中，透明导电膜包括其他金属氧化物材料的透明导电膜。
在一个实施例中，所述栅线电极包括银电极。在其他实施例中，所述栅线电极包括铜电极。
进行所述氢化处理的过程中，氢气的流量为500sccm-800sccm，例如为500sccm、600sccm、700sccm或800sccm。若氢气的流量过小，栅线电极中的环氧基遇到掺杂部分氢原子的透明导电膜进行开环的几率减小，栅线电极中的游离羧基（-COOH）、氧离子（O2-）和氢氧根离子（OH-）可以与透明导电膜表面发生化学键合的几率也减小；若所述氢气的流量过大，容易造成工艺浪费。
在一个实施例中，所述氢化处理的温度为170℃-180℃，例如为170℃、175℃或180℃，所述氢化处理的时间为240s-360s，例如为240s、260s、280s、300s、340s或360s。
在一个实施例中，采用UV光对所述透明导电膜进行照射处理的步骤包括：提供腔室；在所述腔室内通入保护气体；将所述半导体衬底层置于所述腔室对所述透明导电膜进行照射处理。这样，在进行照射处理中能够减小自然光的干扰，使得经过UV光辐照后的透明导电膜与后续形成的栅线电极具有更好的接触效果，提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力。
在一个实施例中，所述UV光的波长为170nm-210nm，例如170nm、180nm、190nm、200nm或210nm。这里的波长范围是指UV光的光谱范围，也就是说在这个波长范围内发出的光才是UV光，也就是紫外光。
在一个实施例中，所述UV光的能量密度为5000mJ/cm2-10000mJ/cm2，例如为5000mJ/cm2、6000mJ/cm2、7000mJ/cm2、8000mJ/cm2、9000mJ/cm2或10000mJ/cm2。若所述UV光的能量密度过大，UV光能量过强，透明导电膜材料内部化学键容易全部断裂，透明导电膜材料会分解；若所述UV光的能量密度过小，UV光只能起到照射清洗作用，在微观分子层面上表现为不能引起官能团化学键的断裂，在宏观表现为不能改变透明导电膜的外观结构等物理性质，栅线电极中的游离羧基、氧离子和氢氧根离子与透明导电膜表面发生化学键合的几率小，提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力的作用较差。
在一个实施例中，所述照射处理的时间为10min-20min，例如为10min、12min、14min、16min、18min或20min。若所述照射处理的时间过长，透明导电膜会受到损伤，透明导电膜的稳定性较差；若所述照射处理的时间过短，透明导电膜表面的化学键断裂的几率小，栅线电极中的游离羧基、氧离子和氢氧根离子与透明导电膜表面发生化学键合的几率小，提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力的作用减弱。
在一个实施例中，所述腔室的温度为15℃-30℃，例如为15℃、20℃、25℃或30℃。所述腔室的温度为常规室温，具体的，所述腔室的温度优选为25摄氏度。若所述腔室的温度过高，透明导电膜材料内部化学键全部断裂，容易造成透明导电膜失效；若所述腔室的温度过低，在进行照射处理的过程中透明导电膜表面的化学键发生键合和断裂的几率小，透明导电膜与所述栅线电极更好的接触效果差。
在一个实施例中，所述保护气体包括氮气。所述保护气体的作用是对腔室进行抽真空处理，使得透明导电膜与空气隔绝，避免透明导电膜发生氧化。
在其他实施例中，所述保护气体包括其他惰性气体。
在一个实施例中，所述固化处理包括热固化处理。在其他实施例中，固化处理包括光固化处理或者其他固化处理。
在一个实施例中，所述固化处理的温度为150℃-170℃，例如为150℃、160℃或170℃。若所述固化处理的温度过高，栅线电极与透明导电膜的交联作用较强使得栅线电极与透明导电膜粘接融合在一起，提高异质结电池的导电性的效果较差；若所述固化处理的温度过低，在所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处发生交联形成交联网状结构的几率降低。
在一个实施例中，所述固化处理的时间为6min-10min，例如为6min、7min、8min、9min或10min。若所述固化处理的时间过长，栅线电极与透明导电膜会粘接融合在一起，提高异质结电池的导电性的效果较差；若所述固化处理的时间过短，提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力的作用差。
在一个实施例中，所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处的交联度为20%-30%，例如为20%、25%或30%。交联度表征高分子链的交联程度，为两个相邻交联点之间的数均分子量或每立方厘米交联点的摩尔数。若所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处的交联度过小，提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力的作用差；若所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处的交联度过大，栅线电极与透明导电膜会粘接融合在一起，提高异质结电池的导电性的效果较差。
半导体衬底层包括相对的第一表面和第二表面。在其他实施例中，还可以是，在半导体衬底层的第一表面一侧形成第一透明导电膜以及在半导体衬底层的第二表面一侧形成第二透明导电膜。形成第一透明导电膜以及形成第二透明导电膜之后，对第一透明导电膜和第二透明导电膜同时进行氢化处理；进行氢化处理之后，采用UV光对所述第一透明导电膜和第二透明导电膜同时进行照射处理；进行照射处理之后，在所述第一透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成第一栅线电极以及在所述第二透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成第二栅线电极；之后，对所述第一栅线电极、第二栅线电极、第一透明导电膜和第二透明导电膜同时进行固化处理，以在所述第一栅线电极与所述第一透明导电膜的界面、第二栅线电极与所述第二透明导电膜的界面处发生交联形成交联网状结构，从而有利于第一透明导电膜与所述第一栅线电极、第二透明导电膜与所述第二栅线电极更好的接触，提高第一透明导电膜与所述第一栅线电极之间、第二透明导电膜与所述第二栅线电极之间的附着力，从而使得异质结电池的导电性得到提高，提高异质结电池效率。
在本实施例中，形成透明导电膜的工艺包括物理气相沉积工艺。在其他实施例中，形成第一透明导电膜的工艺包括物理气相沉积工艺，形成第二透明导电膜的工艺包括物理气相沉积工艺。
在本实施例中，异质结电池的制备方法还包括：形成所述透明导电膜之前，在所述半导体衬底层的至少一侧表面形成本征半导体层（图中未示意）；所述透明导电膜位于所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧。
在其他实施例中，形成第一透明导电膜和第二透明导电膜之前，在半导体衬底层的第一表面形成第一本征半导体层以及在半导体衬底层的第二表面形成第二本征半导体层，所述第一透明导电膜位于所述第一本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧，所述第二透明导电膜位于所述第二本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧。第一本征半导体层和第二本征半导体层用于半导体衬底层表面的钝化。
在本实施例中，形成本征半导体层的工艺包括化学气相沉积工艺。在其他实施例中，形成第一本征半导体层的工艺包括化学气相沉积工艺，形成第二本征半导体层的工艺包括化学气相沉积工艺。
在本实施例中，异质结电池的制备方法还包括：形成本征半导体层之后、形成透明导电膜之前，在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成掺杂半导体层（图中未示意）；所述掺杂半导体层位于所述本征半导体层和透明导电膜之间。
在其他实施例中，还可以是，形成第一本征半导体层和第二本征半导体层之后，形成第一透明导电膜和第二透明导电膜之前，在所述第一本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成第一掺杂半导体层以及在所述第二本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成第二掺杂半导体层；所述第一掺杂半导体层位于所述第一本征半导体层和第一透明导电膜之间，所述第二掺杂半导体层位于所述第二本征半导体层和第二透明导电膜之间；其中，所述第二掺杂半导体层的导电类型和所述第一掺杂半导体层的导电类型相反。第二掺杂半导体层和所述第一掺杂半导体层用于形成异质结电池的P-N结。
在本实施例中，所述掺杂半导体层包括P型非晶硅层或P型微晶硅层。在其他实施例中，所述第一掺杂半导体层包括P型非晶硅层或P型微晶硅层，所述第二掺杂半导体层包括N型非晶硅层或N型微晶硅层。
在本实施例中，以第一掺杂半导体层的导电类型为N型，第二掺杂半导体层的导电类型为P型为示例。在其他实施例中，可以是第一掺杂半导体层的导电类型为P型，第二掺杂半导体层的导电类型为N型。
在本实施例中，形成掺杂半导体层的工艺包括化学气相沉积工艺。在其他实施例中，形成第一掺杂半导体层的工艺包括化学气相沉积工艺，形成第二掺杂半导体层的工艺包括化学气相沉积工艺。在本实施例中，异质结电池的制备方法还包括：形成本征半导体层之前，在所述半导体衬底层的至少一侧进行制绒处理。进行制绒处理的作用是获得织构化的减反射绒面。从异质结电池的表面入射的太阳光的反射量降低，这样使得从异质结电池的表面入射的太阳光能较多的进入半导体衬底层中。
在一个实施例中，所述减反射绒面为金字塔形。在其他实施例中，所述减反射绒面还可以为其他形状，不做限制。
在其他实施例中，还可以是，形成第一本征半导体层和第二本征半导体层之前，在所述半导体衬底层的第一表面和第二表面进行制绒处理。
在一个实施例中，所述制绒处理采用碱液，所述碱液包括NaOH溶液或者KOH溶液，碱液的质量百分比浓度为1.3%-4%，例如为1.3%、2%、2.3%、2.8%或4%；制绒处理的温度为75℃-85℃，例如为75℃、80℃或85℃，制绒处理的时间为450s-800s，例如为450s、500s、550s、600s、700s或800s。
异质结电池的制备方法还包括：在所述半导体衬底层的至少一侧进行制绒处理之前，对所述半导体衬底层的至少一侧进行预清洗处理，所述表面预清洗处理采用HF和HCl的混合溶液。表预清洗处理的作用包括：去除半导体衬底层表面的有机物以及金属杂质污染物。
在其他实施例中，还可以是，在所述半导体衬底层的第一表面和第二表面进行制绒处理之前，对所述半导体衬底层的第一表面和第二表面进行预清洗处理。
在一个实施例中，半导体衬底层的第一表面为半导体衬底层的正面，半导体衬底层的第二表面为半导体衬底层的背面。在其他实施例中，还可以是，半导体衬底层的第一表面为半导体衬底层的背面，半导体衬底层的第二表面为半导体衬底层的正面。
所述半导体衬底层的材料包括硅。在其他实施例中，所述半导体衬底层的材料为其他的半导体材料，如单晶硅或者硅锗。所述半导体衬底层的材料还可以为其他的半导体材料，这里不做限制。
本实施例中，半导体衬底层的导电类型为N型，例如可以为N型硅片，适合用于异质结电池的制备。
对采用现有的异质结电池的制备方法制备得到的异质结电池和采用本申请中异质结电池的制备方法制备得到的异质结电池进行测试，提取其中栅线电极与透明导电膜之间的附着力的拉力测试数据。在测试过程中，将栅线电极的一端至另一端划分为10个区间，对10个区间的栅线电极分别进行3次测试，得到如下表1的数据：
表1
根据测试得到的表1中的数据，比较三次测试的数据可得，栅线电极与透明导电膜之间的附着力提高了45%-65%，栅线电极与透明导电膜之间的附着力由现有的0.7N-1.1N范围增加至1.5N-2.0N范围。可以理解的是，栅线电极与透明导电膜之间的附着力增加，使得异质结电池的导电性得到提高，提高异质结电池效率。
不同于现有的制备方法，本发明提供异质结电池的制备方法在半导体衬底层的至少一侧形成透明导电膜之后，首先对透明导电膜进行氢化处理，在对透明导电膜采用UV光进行照射处理，以增加后续形成的栅线电极与透明导电膜之间的附着力。具体的，由于栅线电极自身含有大量光学环氧树脂材料，进行氢化处理的目的是使栅线电极中的环氧基开环，这样在进行照射处理中，透明导电膜表面的化学键与透明导电膜表面发生化学键合，有利于所述栅线电极和所述透明导电膜进行固化处理中，在所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处发生交联形成交联网状结构，从而有利于透明导电膜与所述栅线电极更好的接触，提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力。
本发明实施例还提供一种异质结电池，采用本发明所述的异质结电池的制备方法制备得到，参考图2，包括：半导体衬底层1；透明导电膜2，位于所述半导体衬底层1的至少一侧；栅线电极3，位于所述透明导电膜2背离所述半导体衬底层1的一侧；所述栅线电极3与所述透明导电膜2的界面处具有交联网状结构。
本实施例中，由于所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处具有交联网状结构，使得透明导电膜与所述栅线电极更好的接触，且透明导电膜与所述栅线电极之间不容易相互脱落，有利于提高栅线电极与透明导电膜之间的附着力。
异质结电池还包括：本征半导体层4，位于所述半导体衬底层1和所述透明导电膜2之间；掺杂半导体层5，位于所述本征半导体层4和所述透明导电膜2之间。
需要说明的是，所述半导体衬底层1包括相对设置的第一表面和第二表面，图2中以在半导体衬底层1的第一表面的一侧设置透明导电膜2、栅线电极3、本征半导体层4以及掺杂半导体层5为例进行示意。在其他实施例中，可以是在第二表面的一侧设置透明导电膜、栅线电极、本征半导体层以及掺杂半导体层，也可以是在第一表面的一侧和第二表面的一侧同时设置透明导电膜、栅线电极、本征半导体层以及掺杂半导体层。
所述栅线电极3与所述透明导电膜2的界面处的交联度为20%-30%，例如为20%、25%或30%。所述栅线电极3与所述透明导电膜2的界面处具有的交联网状结构为微观结构，在图2的异质结电池的结构示意图中未示意。
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。

Claims (9)

1.一种异质结电池的制备方法，包括：
提供半导体衬底层；
在所述半导体衬底层的至少一侧形成透明导电膜；
其特征在于，还包括：对所述透明导电膜进行氢化处理；
对所述透明导电膜进行氢化处理之后，采用UV光对所述透明导电膜进行照射处理；采用UV光对所述透明导电膜进行照射处理的步骤包括：提供腔室；在所述腔室内通入保护气体；将所述半导体衬底层置于所述腔室对所述透明导电膜进行照射处理；所述保护气体包括氮气；所述UV光的波长为210nm-300nm，所述UV光的能量密度为5000mJ/cm2-10000mJ/cm2；所述照射处理的时间为10min-20min；
进行照射处理之后，在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极；
对所述栅线电极和所述透明导电膜进行固化处理，以在所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处形成交联网状结构。
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，进行照射处理之后，1min-2min内在所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧形成栅线电极。
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， 所述腔室的温度为15℃-30℃。
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，进行所述氢化处理的过程中，氢气的流量为500sccm-800sccm；所述氢化处理的温度为170℃-180℃，所述氢化处理的时间为240s-360s。
5.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，所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处的交联度为20%-30%。
6.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，所述固化处理包括热固化处理；
所述固化处理的温度为150℃-170℃；所述固化处理的时间为6min-10min。
7.根据权利要求1-6任一项所述的异质结电池的制备方法，其特征在于，还包括：形成所述透明导电膜之前，在所述半导体衬底层的至少一侧表面形成本征半导体层；所述透明导电膜位于所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧；
还包括：形成本征半导体层之后、形成透明导电膜之前，在所述本征半导体层背离所述半导体衬底层的一侧形成掺杂半导体层；所述掺杂半导体层位于所述本征半导体层和透明导电膜之间;
还包括：形成本征半导体层之前，在所述半导体衬底层的至少一侧进行制绒处理。
8.一种异质结电池，采用权利要求1-7任一项所述的异质结电池的制备方法制备得到，其特征在于，包括：
半导体衬底层；
透明导电膜，位于所述半导体衬底层的至少一侧；
栅线电极，位于所述透明导电膜背离所述半导体衬底层的一侧；
所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处具有交联网状结构。
9.根据权利要求8所述的异质结电池，其特征在于，所述栅线电极与所述透明导电膜的界面处的交联度为20%-30%。
CN202311245669.2A 2023-09-26 2023-09-26 异质结电池及其制备方法 Active CN116995146B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311245669.2A CN116995146B (zh) 2023-09-26 2023-09-26 异质结电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311245669.2A CN116995146B (zh) 2023-09-26 2023-09-26 异质结电池及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116995146A CN116995146A (zh) 2023-11-03
CN116995146B true CN116995146B (zh) 2023-11-28

Family

ID=88521684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311245669.2A Active CN116995146B (zh) 2023-09-26 2023-09-26 异质结电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116995146B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106782768A (zh) * 2016-08-15 2017-05-31 中山大学 一种纳米金属线透明导电薄膜及其制备方法
CN111128443A (zh) * 2019-12-30 2020-05-08 深圳市华科创智技术有限公司 一种透明导电膜及其制备方法
CN116322072A (zh) * 2023-02-09 2023-06-23 中国科学院大学 一种半透明钙钛矿太阳电池制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106782768A (zh) * 2016-08-15 2017-05-31 中山大学 一种纳米金属线透明导电薄膜及其制备方法
CN111128443A (zh) * 2019-12-30 2020-05-08 深圳市华科创智技术有限公司 一种透明导电膜及其制备方法
CN116322072A (zh) * 2023-02-09 2023-06-23 中国科学院大学 一种半透明钙钛矿太阳电池制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116995146A (zh) 2023-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5694620B1 (ja) 結晶シリコン系太陽電池の製造方法、および結晶シリコン系太陽電池モジュールの製造方法
JP5490231B2 (ja) 太陽電池素子およびその製造方法ならびに太陽電池モジュール
KR101139459B1 (ko) 태양전지 및 그 제조방법
JP6219886B2 (ja) 太陽電池の製造方法
JP5058184B2 (ja) 光起電力装置の製造方法
US20130089943A1 (en) Method of manufacturing a solar cell
CN111106188B (zh) N型电池及其选择性发射极的制备方法、以及n型电池
EP2448002B1 (en) Passivation layer structure of semconductor device and method for forming the same
CN111554772A (zh) 将钝化电触件形成到晶体半导体基材上的方法及包括该触件的器件
CN115566093A (zh) 一种高效选择性掺杂电池及其制备方法
JP4842191B2 (ja) 太陽電池セルの製造方法
KR102674774B1 (ko) 고광전변환효율 태양전지 및 고광전변환효율 태양전지의 제조 방법
CN116995146B (zh) 异质结电池及其制备方法
Bai et al. 16.6% efficient Silicon-Film/sup TM/polycrystalline silicon solar cells
KR20090078275A (ko) 요철 형태의 절연막을 포함하는 태양전지 및 그 제조방법
JP2018110228A (ja) ヘテロ接合型太陽電池の製造方法
JP5623131B2 (ja) 太陽電池素子およびその製造方法ならびに太陽電池モジュール
CN111564505A (zh) 一种双本征层钝化的异质结太阳能电池及其制备方法
US20220262964A1 (en) Semiconductor device and solar cell and production method for semiconductor device
CN114613882A (zh) 一种异质结电池的处理方法
CN114188429A (zh) 一种带有隧穿隧道结的同质异质结电池及其制备方法
KR20110047828A (ko) 실리콘 이종접합 태양전지 및 이를 제조하는 방법
Scheul Metal-assisted chemically etched black silicon: morphology and light interaction
CN116507144B (zh) 一种非晶硅薄膜和钙钛矿叠层的新型太阳能电池及其制备方法
JP7328406B1 (ja) 太陽電池および太陽電池の製造方法、光起電力モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant