一种具有双层TCO导电膜的HJT太阳能电池结构的制作方法

一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构
技术领域
1.本技术涉及hjt太阳能电池领域，尤其是涉及一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构。


背景技术：

2.随着技术的发展晶体硅太阳电池的转换效率逐年提高。当前光伏工业界，单晶硅太阳电池的转换效率已达到20％以上，多晶硅太阳电池的转换效率已达18.5％以上。然而大规模生产的、转换效率达22％以上的硅基太阳电池仅美国sunpower公司的背接触太阳电池(ibc)和日本松下公司的带本征薄层的非晶硅/晶体硅异质结太阳电池(hjt)。和ibc太阳电池相比，hjt电池具有能耗少、工艺流程简单、温度系数小等诸多优点，这些也是hjt太阳能电池能从众多高效硅基太阳电池方案中脱颖而出的原因。
3.由于现在太阳能电池技术设备的不完善，现有的太阳能电池中光电转化的效率低下，容易造成其内部的能量损耗，且不利于保证太阳能电池板使用性能的稳定。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术中存在的问题，本技术提供一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构。
5.本技术提供的一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构采用如下的技术方案：
6.一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构，包括衬底以及依次层叠在衬底两侧的非晶硅薄膜、tco薄膜以及电极，衬底采用n型硅衬底材料，其中衬底的正面和背面的非晶硅薄膜采用p型氧化非晶硅；tco薄膜分别位于非晶硅薄膜的外侧，包括第一tco导电膜和第二tco导电膜，其中tco薄膜采用双层结构，其中tco薄膜的外侧设有若干电极。
7.通过采用上述技术方案，衬底采用n型硅衬底材料能够提高电池的效率。相对于传统的晶硅材料，采用非晶硅薄膜电池具有生产耗能少，价格低、使用灵活并且适合工业化生产。hjt太阳能电池的光电转换效率，其中第一tco导电膜和第二tco导电膜均采用双层tco导电膜，用以降低横向传输电阻和接触电阻，实现高迁移率、透过率和低接触。
8.优选的，tco薄膜双层结构中的内层厚度大于外层厚度。
9.通过采用上述技术方案，内侧的tco导电膜的厚度大于外侧tco导电膜的厚度，靠近衬底的一侧为地掺杂浓度，厚度较厚，用以保证高的迁移率和透过率，靠近导电电极一侧为高掺杂浓度，厚度较薄，用以降低横向传输电阻和接触电阻，实现高迁移率透过率和低接触，提高hjt太阳能电池的光电转换效率。
10.优选的，电极采用hjt导电银胶组成物，包括掺杂的树枝状银粉和片状银粉、树脂、固化剂及助剂，树脂中还添加有稀释剂。
11.优选的，稀释剂采用二甲苯。
12.通过采用上述技术方案，采用少量的二甲苯作为稀释剂控制聚合物的粘度和提高
颗粒在树脂中的分散性
13.优选的，树枝状银粉的含量15-35wt％,片状银粉的30-50wt％，树脂的含量1-10wt％，固化剂含量1-5wt％，助剂的含量1-5wt％。
14.通过采用上述技术方案，通过采用上述技术方案，片状银粉更容易接触树脂,被树脂浸湿,不破坏树脂基体的连续性。因此,导电银胶填充片状银粉具有较好的力学性能。如填充片状银粉的导电银胶的剪切力最高,其次是填充片状掺杂树枝状银粉的导电银胶和填充树枝状银粉的导电银胶。树枝状银粉容易团聚,形成团簇状。根据范德华力,团簇内的相互作用太弱,导致导电银胶的力学性能差。因此,填充树枝状银粉具有最低剪切力。
15.优选的，助剂包括分散剂、流平剂和附着力促进剂中的一种或者多种，分散剂为带有端羟基的化合物；流平剂为有机硅流平剂或丙烯酸流平剂；附着力促进为含酸性基团的羟基功能共聚物溶液。
16.优选的，tco薄膜外侧面环形分布有蚀刻槽，且蚀刻槽中填充有环形绝缘胶。
17.通过采用上述技术方案，在负极点周围增加绝缘胶的因数，覆盖隔离环与周围tco，能够实现隔离环内径最小化，降低背面因隔离引起的pn结失效面积，增加电池背面的pn结有效利用面积，提高电池效率与功率。绝缘胶的使用还可以提高负电极tco隔离环内外的绝缘效果，降低漏电失效比例，提升良率。
18.优选的，非晶硅薄膜层和tco薄膜层之间设有非晶硅掺杂层，非晶硅掺杂层的厚度为4-8nm。
19.优选的，非晶硅薄膜中掺杂有硼，硼的掺杂浓度为0.7-0.8％。
20.通过采用上述技术方案，微量的硼的掺入，能够打断si-si键形成更为稳定的si-b键，进一步降低氧化非晶硅的缺陷，提高薄膜的自身的质量，增大薄膜样品的透光率。然而当大量的硼掺入是，与si-h键及未填补的硅原子悬挂键形成复合体增多，非晶硅薄膜的质量降低，降低了薄膜样品的透光率。
21.优选的，非晶硅薄膜和tco薄膜的厚度均为10-15nm。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
23.1.hjt太阳能电池的光电转换效率，其中第一tco导电膜和第二tco导电膜均采用双层tco导电膜，用以降低横向传输电阻和接触电阻，实现高迁移率、透过率和低接触；
24.2.树枝状银粉和片状银粉更容易接触树脂,被树脂浸湿,不破坏树脂基体的连续性，因此,导电银胶填充树枝状银粉和片状银粉具有较好的力学性能；
25.3.微量的硼的掺入，能够打断si-si键形成更为稳定的si-b键，进一步降低氧化非晶硅的缺陷，提高薄膜的自身的质量，增大薄膜样品的透光率。
附图说明
26.图1是一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构整体结构示意图；
27.图2是一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构中不同硼掺杂浓度下非晶硅薄膜中随波长变化的透射光铺。
28.图3是一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构中不同硼掺杂浓度下非晶硅薄膜中光学带隙的变化曲线。
29.附图标记说明：1、衬底；2、非晶硅薄膜；3、tco薄膜；31、第一tco导电膜；32、第二
tco导电膜；33、蚀刻槽；34、环形绝缘胶；4、电极；5、非晶硅掺杂层。
具体实施方式
30.以下结合附图1-3对本技术作进一步详细说明。
31.本技术实施例公开一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构。
32.参照图1，一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构，包括衬底1以及依次层叠在衬底1两侧的非晶硅薄膜2、tco薄膜3以及电极4，衬底1采用n型硅衬底1材料，其中衬底1的正面和背面的非晶硅薄膜2采用p型氧化非晶硅；tco薄膜3分别位于非晶硅薄膜2的外侧，包括第一tco导电膜31和第二tco导电膜32，其中tco薄膜3采用双层结构，其中tco薄膜3的外侧设有若干电极4。衬底1采用n型硅衬底1材料能够提高电池的效率。相对于传统的晶硅材料，采用非晶硅薄膜2电池具有生产耗能少，价格低、使用灵活并且适合工业化生产。hjt太阳能电池的光电转换效率，其中第一tco导电膜31和第二tco导电膜32均采用双层tco导电膜，用以降低横向传输电阻和接触电阻，实现高迁移率、透过率和低接触。
33.参照图1，tco薄膜3双层结构中的内层厚度大于外层厚度。内侧的tco导电膜的厚度大于外侧tco导电膜的厚度，靠近衬底1的一侧为地掺杂浓度，厚度较厚，用以保证高的迁移率和透过率，靠近导电电极4一侧为高掺杂浓度，厚度较薄，用以降低横向传输电阻和接触电阻，实现高迁移率透过率和低接触，提高hjt太阳能电池的光电转换效率。
34.参照图1，电极4采用hjt导电银胶组成物，包括掺杂的树枝状银粉和片状银粉、树脂、固化剂及助剂，树脂中还添加有稀释剂。稀释剂采用二甲苯。采用少量的二甲苯作为稀释剂控制聚合物的粘度和提高颗粒在树脂中的分散性。
35.参照图1，树枝状银粉的含量35wt％,片状银粉的50wt％，树脂的含量10wt％，固化剂含量5wt％，助剂的含量5wt％。通过采用上述技术方案，片状银粉更容易接触树脂,被树脂浸湿,不破坏树脂基体的连续性。因此,导电银胶填充片状银粉具有较好的力学性能。如填充片状银粉的导电银胶的剪切力最高,其次是填充片状掺杂树枝状银粉的导电银胶和填充树枝状银粉的导电银胶。树枝状银粉容易团聚,形成团簇状。根据范德华力,团簇内的相互作用太弱,导致导电银胶的力学性能差。因此,填充树枝状银粉具有最低剪切力。
36.参照图1，助剂包括分散剂，分散剂为带有端羟基的化合物；附着力促进为含酸性基团的羟基功能共聚物溶液。tco薄膜3外侧面环形分布有蚀刻槽33，且蚀刻槽33中填充有环形绝缘胶34。在负极点周围增加绝缘胶的因数，覆盖隔离环与周围tco，能够实现隔离环内径最小化，降低背面因隔离引起的pn结失效面积，增加电池背面的pn结有效利用面积，提高电池效率与功率。绝缘胶的使用还可以提高负电极4tco隔离环内外的绝缘效果，降低漏电失效比例，提升良率。
37.参照图1、图2及图3，非晶硅薄膜2层和tco薄膜3层之间设有非晶硅掺杂层5，非晶硅掺杂层5的厚度为8nm。非晶硅薄膜2中掺杂有硼，硼的掺杂浓度为0.75％。微量的硼的掺入，能够打断si-si键形成更为稳定的si-b键，进一步降低氧化非晶硅的缺陷，提高薄膜的自身的质量，增大薄膜样品的透光率。然而当大量的硼掺入是，与si-h键及未填补的硅原子悬挂键形成复合体增多，非晶硅薄膜2的质量降低，降低了薄膜样品的透光率。
38.参照图1，非晶硅薄膜2和tco薄膜3的厚度均为15nm。
39.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术
的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构，包括衬底(1)以及依次层叠在衬底(1)两侧的非晶硅薄膜(2)、tco薄膜(3)以及电极(4)，其特征在于：所述衬底(1)采用n型硅衬底(1)材料，其中衬底(1)的正面和背面的非晶硅薄膜(2)采用p型氧化非晶硅；所述tco薄膜(3)分别位于非晶硅薄膜(2)的外侧，包括第一tco导电膜(31)和第二tco导电膜(32)，其中tco薄膜(3)采用双层结构，其中tco薄膜(3)的外侧设有若干电极(4)。2.根据权利要求1所述的一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构，其特征在于：所述tco薄膜(3)双层结构中的内层厚度大于外层厚度。3.根据权利要求1所述的一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构，其特征在于：所述电极(4)采用hjt导电银胶组成物，包括掺杂的树枝状银粉和片状银粉、树脂、固化剂及助剂，所述树脂中还添加有稀释剂。4.根据权利要求3所述的一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构，其特征在于：所述稀释剂采用二甲苯。5.根据权利要求3所述的一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构，其特征在于：所述树枝状银粉的含量15-35wt％,片状银粉的30-50wt％，树脂的含量1-10wt％，固化剂含量1-5wt％，助剂的含量1-5wt％。6.根据权利要求5所述的一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构，其特征在于：所述助剂包括分散剂、流平剂和附着力促进剂中的一种或者多种，所述分散剂为带有端羟基的化合物；所述流平剂为有机硅流平剂或丙烯酸流平剂；所述附着力促进为含酸性基团的羟基功能共聚物溶液。7.根据权利要求1所述的一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构，其特征在于：所述tco薄膜(3)外侧面环形分布有蚀刻槽(33)，且蚀刻槽(33)中填充有环形绝缘胶(34)。8.根据权利要求1所述的一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构，其特征在于：所述非晶硅薄膜(2)层和tco薄膜(3)层之间设有非晶硅掺杂层(5)，所述非晶硅掺杂层(5)的厚度为4-8nm。9.根据权利要求1所述的一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构，其特征在于：所述非晶硅薄膜(2)中掺杂有硼，所述硼的掺杂浓度为0.7-0.8％。10.根据权利要求1所述的一种具有双层tco导电膜的hjt太阳能电池结构，其特征在于：所述非晶硅薄膜(2)和tco薄膜(3)的厚度均为10-15nm。

技术总结
本申请涉及HJT太阳能电池领域，一种具有双层TCO导电膜的HJT太阳能电池结构，包括衬底以及依次层叠在衬底两侧的非晶硅薄膜、TCO薄膜以及电极，衬底采用n型硅衬底材料，其中衬底的正面和背面的非晶硅薄膜采用P型氧化非晶硅；TCO薄膜分别位于非晶硅薄膜的外侧，包括第一TCO导电膜和第二TCO导电膜，其中TCO薄膜采用双层结构，其中TCO薄膜的外侧设有若干电极。本申请采用双层TCO导电膜，用以降低横向传输电阻和接触电阻，具有高迁移率、高透过率和低接触的优点。接触的优点。接触的优点。


技术研发人员：郭文丰 刘俊 张勤辉
受保护的技术使用者：南通市乐能电力有限公司
技术研发日：2023.08.18
技术公布日：2023/10/5