1.本技术涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种太阳能电池及其制备方法。
背景技术：2.硅异质结太阳能电池是一种晶体硅和薄膜技术相结合的高效太阳能电池技术，该硅异质结太阳能电池以晶体硅为基础，经过清洗制绒、在晶体硅正面受光面依次沉积本征非晶硅层和n型非晶硅层、在背面依次沉积本征非晶硅层和p型非晶硅层、在受光面和背面同时沉积tco，最后在受光面和背面，利用丝网印刷技术，采用热固型低温树脂浆料制备金属电极，得到硅异质结太阳能电池。
3.在硅异质结太阳能电池中，晶体硅正面的透明导电氧化物层(transparent conductive oxide，tco)和n型非晶硅层相比，透明导电氧化物层的光学带隙较大，与n型非晶硅层接触时会导致能带弯曲，产生较高的势垒，不利于电子收集，造成电子与空穴对的复合，导致电池开路电压下降，从而影响电池的转换效率。
技术实现要素：4.本技术提供了一种太阳能电池及其制备方法，其能够降低界面势垒，从而使得电子可以有效的收集，并降低界面处电子空穴对的复合，提高太阳能电池开路电压，进一步提高电池的转换效率。
5.本技术的实施例是这样实现的：
6.在第一方面，本技术示例提供了一种太阳能电池的制备方法，其包括：提供硅基异质结太阳能电池蓝膜片，硅基异质结太阳能电池蓝膜片包括依次层叠布置的第一透明导电氧化物层、n型非晶硅层、第一本征非晶硅层、晶体硅层、第二本征非晶硅层、p型非晶硅层和第二透明导电氧化物层，对第一透明导电氧化物层表面进行等离子体表面处理。
7.在上述技术方案中，对第一透明导电氧化物层表面进行等离子体表面处理，在等离子体表面处理过程中，高能氩离子对膜层的轰击能够有选择性的去除第一透明导电氧化物层表面的氧离子，有效增加氧原子空位，降低第一透明导电氧化物层的功函数，费米能级上移，降低界面势垒，从而使得电子可以有效的收集，并降低界面处电子空穴对的复合，提高太阳能电池开路电压，进一步提高太阳能电池转换效率。
8.结合第一方面，在本技术的第一方面的第一种可能的示例中，硅基异质结太阳能电池蓝膜片具有第一透明导电氧化物层的一侧为光入射面。结合第一方面，在本技术的第一方面的第二种可能的示例中，上述第一透明导电氧化物层和/或第二透明导电氧化物层的材质为氧化铟锡、掺铝氧化锌或掺氟氧化锡。
9.结合第一方面，在本技术的第一方面的第三种可能的示例中，等离子体表面处理采用的气体为ar、n2和o2中的任意一种或多种。
10.结合第一方面，在本技术的第一方面的第四种可能的示例中，等离子体表面处理的处理时间＞180s。
11.可选地，等离子体表面处理的处理时间＜300s。
12.结合第一方面，在本技术的第一方面的第五种可能的示例中，等离子体表面处理的射频功率》350mw/cm2。
13.可选地，等离子体表面处理的射频功率＜600mw/cm2。
14.结合第一方面，在本技术的第一方面的第六种可能的示例中，上述完成等离子体表面处理后，分别在第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面形成栅线。
15.结合第一方面，在本技术的第一方面的第七种可能的示例中，形成栅线的方法包括采用银浆料分别在第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面印刷形成栅线半成品，固化形成栅线。
16.可选地，固化温度为100～250℃。
17.可选地，固化时间为1～60min。
18.可选地，在固化前，对栅线半成品进行烘干处理。
19.可选地，烘干温度为100～200℃。
20.可选地，烘干时间为1～15min。
21.在上述示例中，烘干处理能够使得银浆料中的溶剂挥发，使银浆料初步凝固，方便对第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面印刷银浆料。
22.结合第一方面，在本技术的第一方面的第八种可能的示例中，形成栅线后，制得电池半成品，对电池半成品进行光注入处理。
23.可选地，光注入处理包括在150～250℃下采用白光照射1～2min。
24.在第二方面，本技术示例提供了一种太阳能电池，其根据上述的太阳能电池的制备方法制得。
25.在上述技术方案中，本技术的太阳能电池具有较高的开路电压以及较高的电池转换效率。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
27.图1为本技术实施例的太阳能电池的制备方法的流程图；
28.图2为本技术实施例的太阳能电池的剖视图。
29.图标：10-太阳能电池；100-第一透明导电氧化物层；200-n型非晶硅层；300-第一本征非晶硅层；400-晶体硅层；500-第二本征非晶硅层；600-p型非晶硅层；700-第二透明导电氧化物层；800-金属栅线电极。
具体实施方式
30.下面将结合实施例对本技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本技术，而不应视为限制本技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为
可以通过市售购买获得的常规产品。
31.以下针对本技术实施例的一种太阳能电池及其制备方法进行具体说明：
32.请参阅图1，本技术提供一种太阳能电池的制备方法，其包括：
33.s1、制备太阳能电池蓝膜片；
34.其中，硅基异质结太阳能电池蓝膜片包括依次层叠布置的第一透明导电氧化物层、n型非晶硅层(n-α-si:h)、第一本征非晶硅层(i-α-si:h)、晶体硅层(c-si)、第二本征非晶硅层(i-α-si:h)、p型非晶硅层(p-α-si:h)和第二透明导电氧化物层。
35.s2、对第一透明导电氧化物层进行等离子体表面处理。
36.s3、在第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面形成栅线；
37.s4、形成栅线后，制得电池半成品，对电池半成品进行光注入处理。
38.第一透明导电氧化物层和/或第二透明导电氧化物层的材质为氧化铟锡(indium tin oxide，ito)、掺铝氧化锌(aluminum doped zinc oxide，zao)或掺氟氧化锡(fluorine doped tin oxide，fto)。
39.第一透明导电氧化物层分别层叠于n、p型非晶硅上，其在异质结太阳能电池中所起到的主要作用是对载流子的输运，基于此，首先，导电性是评价tco的主要参数，第一透明导电氧化物层为n型半导体材料，一般而言，改变tco导电性的方法主要包括两种，一种是调整材料的化学计量比而改变材料的组成，另一种是改变材料的缺陷态密度和分布，从而改变其导电性。其次，第一透明导电氧化物层与n型非晶硅的能带匹配也是评价tco的重要参数，接触势垒以及能带弯曲影响界面处的载流子分离与收集，从而影响器件性能。再次，在本技术中，优选硅基异质结太阳能电池蓝膜片具有第一透明导电氧化物层的一侧为光入射面。因此，第一透明导电氧化物层对光的透射率也是评价该tco的重要参数。本技术采用等离子体对第一透明导电氧化物层分别进行表面处理，改变tco的上述参数，提升器件性能。
40.等离子体表面处理采用的气体为ar、n2和o2中的任意一种或多种。
41.等离子体表面处理的处理时间＞180s。
42.可选地，等离子体表面处理的处理时间＜300s。
43.在本技术的一种实施方式中，等离子体表面处理的处理时间为240s。在本技术的其他一些实施方式中，等离子体表面处理的处理时间还可以为185s、190s、200s、210s、220s、230s、250s、260s、270s、280s、290s或295s。
44.等离子体表面处理的射频功率》350mw/cm2。
45.可选地，等离子体表面处理的射频功率＜600mw/cm2。
46.在本技术的一种实施方式中，等离子体表面处理的射频功率为450mw/cm2。在本技术的其他一些实施方式中，等离子体表面处理的射频功率还可以为355mw/cm2、360mw/cm2、380mw/cm2、400mw/cm2、420mw/cm2、440mw/cm2、460mw/cm2、480mw/cm2、500mw/cm2、520mw/cm2、540mw/cm2、560mw/cm2、580mw/cm2或595mw/cm2。
47.完成等离子体表面处理后，分别在第一透明导电氧化物层(受光面)和第二透明导电氧化物层(背面)表面形成栅线。
48.形成栅线的方法包括采用银浆料分别在第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面印刷形成栅线半成品，对栅线半成品进行烘干处理，固化形成栅线，制得电池半成品。
49.烘干温度为100～200℃。
50.在本技术的一种实施方式中，烘干温度为150℃。在本技术的其他一些实施方式中，烘干温度还可以为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃。
51.烘干时间为1～15min。
52.在本技术的一种实施方式中，烘干时间为8min。在本技术的其他一些实施方式中，烘干时间还可以为1min、2min、3min、4min、5min、6min、7min、9min、10min、11min、12min、13min、14min或15min。
53.固化温度为100～250℃。
54.在本技术的一种实施方式中，固化温度为180℃。在本技术的其他一些实施方式中，固化温度还可以为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃或250℃。
55.固化时间为1～60min。
56.在本技术的一种实施方式中，固化时间为30min。在本技术的其他一些实施方式中，固化时间还可以为1min、2min、3min、5min、8min、10min、15min、20min、25min、35min、40min、45min、50min、55min、58min或60min。
57.烘干处理能够使得银浆料中的溶剂挥发，使银浆料初步凝固，在第一透明导电氧化物层或第二透明导电氧化物层表面印刷银浆料后，通过烘干处理的方式使其表面的银浆料初步凝固后，方便翻面在另一个透明导电氧化物层表面印刷银浆料。固化处理能够使第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面的银浆料彻底固化形成栅线。
58.本技术太阳能电池的制备方法中烘干温度和固化温度均需要保证在250℃以下，以防止高温对其他结构产生不良影响。
59.完成制备金属栅线电极后，对电池半成品进行光注入处理。光注入处理包括在150～250℃下采用白光照射1～2min。
60.在本技术的一种实施方式中，光注入处理包括在200℃下采用白光照射1min。在本技术的其他一些实施方式中，光注入处理包括在150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、210℃、220℃、230℃、240℃或250℃下采用白光照射1.2min、1.5min、1.8min或2min。
61.请参阅图2，本技术还提供一种太阳能电池10，其根据上述的太阳能电池的制备方法制得。
62.太阳能电池10包括依次层叠布置的第一透明导电氧化物层100、n型非晶硅层200(n-α-si:h)、第一本征非晶硅层300(i-α-si:h)、晶体硅层400(c-si)、第二本征非晶硅层500(i-α-si:h)、p型非晶硅层600(p-α-si:h)和第二透明导电氧化物层700，第一透明导电氧化物层100和第二透明导电氧化物层700表面均设置有金属栅线电极800。
63.本技术的太阳能电池具有较高的开路电压以及较高的电池转换效率。
64.以下结合实施例对本技术的一种太阳能电池及其制备方法作进一步的详细描述。
65.实施例1
66.本技术实施例提供一种太阳能电池及其制备方法，其包括：
67.s1、制备太阳能电池蓝膜片；
68.其中，硅基异质结太阳能电池蓝膜片包括依次层叠的第一透明导电氧化物层、n型
非晶硅层(n-α-si:h)、第一本征非晶硅层(i-α-si:h)、晶体硅层(c-si)、第二本征非晶硅层(i-α-si:h)、p型非晶硅层(p-α-si:h)和第二透明导电氧化物层，其中，第一透明导电氧化物层的材质为氧化铟锡；
69.s2、对第一透明导电氧化物层进行表面等离子体处理，等离子气氛为ar气；ar气等离子体表面处理的时间为210s，处理的射频功率为400mw/cm2。
70.s3、在完成等离子体表面处理的太阳能电池蓝膜片的第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面印刷形成栅线半成品，对栅线半成品进行烘干处理，固化形成栅线，制得电池半成品；
71.烘干温度为150℃，烘干时间为8min，固化温度为180℃，固化时间为30min。
72.s4、对太阳能电池进行光注入处理，光注入处理包括在200℃下采用白光照射1min，制得太阳能电池。
73.实施例2
74.本技术实施例除了处理功率为500mw/cm2以外，其他的条件与实施例1相同。
75.实施例3
76.本技术实施例除了处理功率为550mw/cm2以外，其他的条件与实施例1相同。
77.实施例4
78.本技术实施例除了处理时间为290s以外，其他的条件与实施例2相同。
79.实施例5
80.本技术实施例除了处理功率为700mw/cm2以外，其他的条件与实施例1相同。
81.实施例6
82.本技术实施例除了处理时间为420s以外，其他的条件与实施例1相同。
83.对比例1
84.本技术对比例提供一种太阳能电池及其制备方法，其包括：
85.s1、制备太阳能电池蓝膜片；
86.其中，硅基异质结太阳能电池蓝膜片包括依次层叠的第一透明导电氧化物层、n型非晶硅层(n-α-si:h)、第一本征非晶硅层(i-α-si:h)、晶体硅层(c-si)、第二本征非晶硅层(i-α-si:h)、p型非晶硅层(p-α-si:h)和第二透明导电氧化物层，其中，第一透明导电氧化物层的材质为氧化铟锡；
87.s2、在太阳能电池蓝膜片的第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层表面印刷形成栅线半成品，对栅线半成品进行烘干处理，固化形成栅线，制得电池半成品；烘干温度为150℃，烘干时间为8min，固化温度为180℃，固化时间为30min。
88.s3、对太阳能电池进行光注入处理，光注入处理包括在200℃下采用白光照射1min，制得太阳能电池。
89.试验例1
90.分别检测实施例1～6和对比例1制得的太阳能电池的jsc(ma/cm2)、voc(mv)、ff(％)和η(％)。
91.表1实施例1～6和对比例1制得的太阳能电池参数
92.项目jsc(ma/cm2)voc(mv)ff(％)η(％)实施例138.773182.923.5
实施例238.573983.523.8实施例338.674183.723.9实施例438.474083.123.6实施例536.172780.421.1实施例635.972579.320.6对比例139.173081.323.2
93.透明导电氧化物层的材料和非晶硅层是两种完全不同的半导体材料，两种不同的半导体材料在禁带宽度、费米能级、导带阶、价带阶等都存在不同，导致接触的时候，出现势垒尖峰。
94.本技术实施例对第一透明导电氧化物层表面进行等离子体表面处理，在等离子体表面处理过程中，高能离子对膜层的轰击能够有选择性的去除第一透明导电氧化物层表面的氧离子，有效增加tco表面的氧原子空位，降低第一透明导电氧化物层的功函数，费米能级上移，降低界面势垒，从而使得电子可以有效的收集，并降低界面处电子空穴对的复合，提高太阳能电池开路电压，进一步提高太阳能电池转换效率。
95.根据实施例的数据可以看到，等离子表面处理的功率和处理的时间对改善tco的性能效果有明显的影响，本发明中，等离子体表面处理的处理时间＞180s，进一步地，等离子体表面处理的处理时间＜300s，等离子体表面处理的射频功率》350mw/cm2，进一步地，等离子体表面处理的射频功率＜600mw/cm2。过低的处理功率和较短的处理时间，无法达到改善tco性能的效果(实验数据未示出)。另外，通过实施例1～4与实施例5～6的比较可以看到，过高的处理功率和过长的处理时间会降低器件性能，这是因为在过度表面处理后，一方面，tco的表面氧损失过多，导致其透过率降低，影响了太阳能电池对光的吸收，降低了器件的jsc，另一方面，当功率过高/时间过长时，破坏了材料本身的结构，造成材料元素比例失衡以及原子间的结合发生变化，引入新的缺陷和造成材料表面损伤，导致材料电导率降低，影响器件性能。
96.以上所述仅为本技术的具体实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
技术特征：1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，其包括：提供硅基异质结太阳能电池蓝膜片，所述硅基异质结太阳能电池蓝膜片包括依次层叠布置的第一透明导电氧化物层、n型非晶硅层、第一本征非晶硅层、晶体硅层、第二本征非晶硅层、p型非晶硅层和第二透明导电氧化物层，对所述第一透明导电氧化物层表面进行等离子体表面处理。2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述硅基异质结太阳能电池蓝膜片具有所述第一透明导电氧化物层的一侧为光入射面。3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述第一透明导电氧化物层和/或所述第二透明导电氧化物层的材质为氧化铟锡、掺铝氧化锌或掺氟氧化锡。4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述等离子体表面处理采用的气体为ar、n2和o2中的任意一种或多种。5.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述等离子体表面处理的处理时间＞180s；可选地，所述等离子体表面处理的处理时间＜300s。6.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述等离子体表面处理的射频功率>350mw/cm2；可选地，所述等离子体表面处理的射频功率＜600mw/cm2。7.根据权利要求1～6任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，完成所述等离子体表面处理后，分别在所述第一透明导电氧化物层和所述第二透明导电氧化物层表面形成栅线。8.根据权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，形成栅线的方法包括采用银浆料分别在所述第一透明导电氧化物层和所述第二透明导电氧化物层表面印刷形成栅线半成品，固化形成栅线；可选地，固化温度为100～250℃；可选地，固化时间为1～60min；可选地，在固化前，对所述栅线半成品进行烘干处理；可选地，烘干温度为100～200℃；可选地，烘干时间为1～15min。9.根据权利要求7所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，形成所述栅线后，制得电池半成品，对所述电池半成品进行光注入处理；可选地，所述光注入处理包括在150～250℃下采用白光照射1～2min。10.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池根据权利要求1～9任一项所述的太阳能电池的制备方法制得。
技术总结本申请提供一种太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池技术领域。太阳能电池的制备方法，其包括：对硅基异质结太阳能电池蓝膜片的第一透明导电氧化物层表面进行等离子体表面处理。对第一透明导电氧化物层表面进行等离子体表面处理，在等离子体表面处理过程中，高能氩离子对膜层的轰击能够有选择性的去除第一透明导电氧化物层表面的氧离子，有效增加氧原子空位，降低第一透明导电氧化物层的功函数，费米能级上移，降低界面势垒，从而使得电子可以有效的收集，并降低界面处电子空穴对的复合，提高太阳能电池开路电压，进一步提高太阳能电池转换效率。能电池转换效率。能电池转换效率。
技术研发人员：陆海川 陈旭辉 罗晓威 干龙飞
受保护的技术使用者：通威太阳能(成都)有限公司
技术研发日：2022.03.29
技术公布日：2022/7/5
