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晶硅柔性電池及其制備方法與流程

文檔序號:11136652閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種晶硅柔性電池,其特征在于,所述晶硅柔性電池包括封裝膜和設于封裝膜內的電池組件,所述電池組件由下至上依次由鋁背電極層、單晶硅基底層、圓柱形硅陣列結構層、PN結層、SiNx鈍化層和ITO薄膜層組成。

2.根據權利要求1所述的晶硅柔性電池,其特征在于,所述圓柱形硅陣列結構層的陣列單元的直徑為1μm~2μm,陣列單元的高為2μm~4μm,相鄰陣列單元之間的中心間距為3μm~8μm;和/或,所述PN結層的結深為0.2μm~0.42μm;和/或,所述SiNx鈍化層中,Si與N的原子比在0.743與1.014之間,所述SiNx鈍化層的厚度為50nm~80nm。

3.根據權利要求1或2所述的晶硅柔性電池,其特征在于,所述單晶硅基底層的厚度為20μm~100μm;和/或,所述ITO薄膜層的光透過率T>90%,電阻率ρ<4×10-4Ω·cm,折射率n為2.1~2.5。

4.一種如權利要求1~3中任一項所述的晶硅柔性電池的制備方法,包括以下步驟:

(1)化學刻蝕:在單晶硅上進行化學刻蝕,刻蝕出圓柱形硅陣列結構,得到圓柱形硅陣列結構層;

(2)擴散:在圓柱形硅陣列結構層上采用擴散工藝制備PN結,得到PN結層;

(3)制備SiNx鈍化層:在PN結層上采用PECVD工藝制備SiNx鈍化層;

(4)鍍ITO薄膜層:在SiNx鈍化層上采用PECVD工藝鍍ITO薄膜,得到ITO薄膜層;

(5)刻蝕硅背面:在步驟(1)保留的單晶硅背面進行刻蝕剪薄,得到單晶硅基底層;

(6)鍍鋁背電極:在單晶硅基底層的背面絲網印刷鋁漿,經燒結后,得到鋁背電極層;

(7)封裝:將步驟(1)~(6)分別制備的各結構層組成的電池組件進行封裝,得到晶硅柔性電池。

5.根據權利要求4所述的晶硅柔性電池的制備方法,其特征在于,所述步驟(2)中,所述擴散工藝包括如下過程:先在O2和N2氣氛中于600℃~800℃下氧化3min~5min,然后通POCl3、O2和N2,在擴散溫度為800℃~825℃下擴散3min~5min,再升高溫度至810℃~835℃,在POCl3、O2和N2氣氛中深擴散3min~5min,進一步推深PN結。

6.根據權利要求4所述的晶硅柔性電池的制備方法,其特征在于,所述步驟(3)中,所述PECVD工藝的條件為:真空壓力為180Pa~230Pa,鍍膜溫度為430℃~450℃,通入SiH4和NH3,SiH4與NH3的氣體流量比為4200∶500,射頻功率為3500W~4000W。

7.根據權利要求4~6中任一項所述的晶硅柔性電池的制備方法,其特征在于,所述步驟(6)中,所述燒結過程如下:先將鋁漿烘干,烘干溫度為100℃~200℃,烘干時間為10min~20min,然后在400℃~450℃下燒結30min~60min,再于600℃~900℃下燒結10min~25min,形成歐姆接觸。

8.根據權利要求4~6中任一項所述的晶硅柔性電池的制備方法,其特征在于,所述步驟(7)中,所述封裝的材料為聚二甲基硅氧烷。

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