【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)構(gòu)及其制法。
背景技術(shù):
自1954年第一塊太陽(yáng)能電池在貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生以來,晶體硅太陽(yáng)能電池得到了廣泛的應(yīng)用,轉(zhuǎn)換效率不斷提升,生產(chǎn)成本持續(xù)下降。目前,晶體硅太陽(yáng)能電池占太陽(yáng)能電池全球市場(chǎng)總額的90%以上,晶體硅電池片的產(chǎn)線轉(zhuǎn)換效率目前已突破21%,全球年新增裝機(jī)容量約70gw且增速明顯,與火力發(fā)電的度電成本不斷縮小,在未來幾年有望與之持平。晶體硅太陽(yáng)能電池作為一種清潔能源在改變能源結(jié)構(gòu)、緩解環(huán)境壓力等方面的重要作用日益凸顯。
p型晶體硅電池由于生產(chǎn)工藝成熟、制造成本低,在目前及今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)仍占據(jù)絕大部分市場(chǎng)份額。p型晶體硅太陽(yáng)能電池要想繼續(xù)保持競(jìng)爭(zhēng)力、獲得更大的發(fā)展與應(yīng)用,必須進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率,同時(shí)降低生產(chǎn)成本。
perc技術(shù)著眼于電池的背面,在通過鈍化降低了背面復(fù)合速度的同時(shí),增加了對(duì)紅外光的反射,從而吸收更廣的光譜范圍,該技術(shù)近年來在p型晶體硅電池中逐步得到大規(guī)模應(yīng)用,使多晶和單晶電池的效率分別提升0.5%和1%以上。作為對(duì)p型晶體硅perc電池的改進(jìn),目前有將背面的全鋁層用細(xì)鋁柵線代替,使電池具有雙面發(fā)電的功能。雖然perc技術(shù)極大的提高了電池的背面性能,但是對(duì)電池的正面無顯著改善,尤其是電池的正面電極,目前主要采用絲網(wǎng)印刷的方式形成近百條細(xì)柵和若干條主柵,此工序造成電池片表面5%~7%的面積形成對(duì)光的遮擋,使p型perc雙面電池的效率優(yōu)勢(shì)未能充分發(fā)揮。
此外,常規(guī)的晶體硅電池在材料本身和工藝上都有一些限制。晶體硅的禁帶寬度為1.12ev,且為間接帶隙。此外,常規(guī)晶體硅太陽(yáng)能電池在擴(kuò)散和燒結(jié)過程中需要高溫,擴(kuò)散和燒結(jié)的峰值溫度都在800℃以上,這些高溫過程都加劇了少子復(fù)合。在熱擴(kuò)散工藝中,發(fā)射極屬于重?fù)诫s,俄歇復(fù)合的影響顯著。這些都導(dǎo)致晶體硅電池的開路電壓的極限值在750mv左右。
近年來,鈣鈦礦太陽(yáng)能電池引起了人們的廣泛關(guān)注。1991年gratzel研究小組發(fā)明了dsscs,但其染色劑不能吸收所有的光,因此降低了電池的效率。為了做得更好,miyasaka將注意力轉(zhuǎn)向鈣鈦礦。他們使用了一層薄薄的吸光鈣鈦礦層,能效達(dá)3.8%。但不幸的是,這種電池也包含液體電解質(zhì),會(huì)很快溶解鈣鈦礦,以致電池失效。該研究也開啟了鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究的先河。2013年被《科學(xué)》雜志評(píng)為年度10大突破,2016世界經(jīng)濟(jì)論壇將鈣鈦礦技術(shù)列為10大新興技術(shù)。僅僅4年時(shí)間,鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率就從3.8%提升到22%。ch3nh3pbx3(x=br,i)是一類具有鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)類型的有機(jī)-無機(jī)雜合(organic–inorganichybrid)半導(dǎo)體材料,具有較大的電子-空穴擴(kuò)散長(zhǎng)度和原好于晶體硅的光吸收系數(shù)。其中ch3nh3pbi3具有1.50~1.55ev的直接帶隙,能吸收波長(zhǎng)小于800nm的光子,對(duì)應(yīng)am1.5g光譜中的可見光部分。ch3nh3pbi3薄膜在可見光部分的吸收系數(shù)達(dá)到104~105cm-1,與無機(jī)半導(dǎo)體材料gaas、cdte和cigs相近。而且ch3nh3pbi3薄膜具有成本低廉、載流子遷移率高、擴(kuò)散長(zhǎng)度大、晶體缺陷少等優(yōu)點(diǎn),能夠很好的互補(bǔ)晶體硅太陽(yáng)能電池的短板,是制備硅基疊層太陽(yáng)電池的理想材料。
因此急需一種在p型晶體硅雙面perc電池上疊層鈣鈦礦的制作方法,來提升疊層電池的開路電壓,得到更高的短路電流,進(jìn)而得到更高的電池效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本發(fā)明的目的是提供p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)構(gòu)及其制法,該電池結(jié)合了p型晶體硅背鈍化雙面和鈣鈦礦電池技術(shù)兩種電池的優(yōu)點(diǎn),產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)遠(yuǎn)大于單個(gè)技術(shù),很好的解決了在單獨(dú)采用背景技術(shù)中所述兩項(xiàng)技術(shù)時(shí)產(chǎn)生的諸多問題,如晶體硅效率低,鈣鈦礦穩(wěn)定性差等。
本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)構(gòu),疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池從正面至背面依次包括透明導(dǎo)電膜、電子傳輸層、鈣鈦礦層、空穴傳輸層、復(fù)合層、n型層、p型基體、背面鈍化膜和背面電極。
所述p型基體為單晶或多晶硅片,n型層的摻雜劑含磷漿料。
所述含磷漿料為pocl3、ph3中的至少一種。
所述背面電極的材質(zhì)為銀漿或銀/鋁漿,復(fù)合層為本征非晶硅,其厚度為1-10nm。
所述空穴傳輸層的材料為有機(jī)物或無機(jī)物,當(dāng)為有機(jī)物時(shí),空穴傳輸層為spiro-metad、ptaa或pedot-pss。
所述空穴傳輸層為無機(jī)物時(shí),空穴傳輸層的材料為gap、nio、coo、feo、b12o3、m0o2、cr203或含cu(l)的化合物。
所述透明導(dǎo)電膜為ito薄膜、azo薄膜、gzo薄膜、fto薄膜、iwo薄膜和石墨烯薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成,透明導(dǎo)電膜1的厚度為50~500nm,透明導(dǎo)電膜的材料為tio2、sio2、zro2、al2o3或zno。
p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)構(gòu)的制法,包括如下步驟:
步驟一,將p型晶體硅片進(jìn)行表面織構(gòu)化處理;
步驟二,在p型晶體硅片的正面進(jìn)行磷摻雜處理形成n型層;
步驟三,刻蝕去掉p型晶體硅片正面的磷硅玻璃和背結(jié);
步驟四,在p型晶體硅片的背面制作背面電極;
步驟五,進(jìn)行熱處理,使背面電極的柵線與p型硅基體形成良好的歐姆接觸;
步驟六,在p型晶體硅片表面生長(zhǎng)一層本征非晶硅作為復(fù)合層;
步驟七,在復(fù)合層的正面制作空穴傳輸層;
步驟八,在空穴傳輸層的正面生長(zhǎng)鈣鈦礦層;
步驟九,在鈣鈦礦層正面生長(zhǎng)透明導(dǎo)電膜。
所述步驟二中,在p型晶體硅片的正面進(jìn)行磷摻雜處理形成n型層后,方阻為40~100ω/□。
所述步驟五中,熱處理方式為在鏈?zhǔn)綗Y(jié)爐中燒結(jié)熱處理,燒結(jié)溫度為300~900℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益效果:
本發(fā)明的p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)構(gòu)結(jié)合了p型晶體硅背鈍化雙面和鈣鈦礦電池技術(shù)兩種電池的優(yōu)點(diǎn),利用了差異化的帶隙結(jié)構(gòu),通過鈣鈦礦疊層,極大提升了傳統(tǒng)晶體硅電池的開路電壓,疊層的下層采用p型晶體硅,晶體硅具有1.12ev的間接帶隙;上層采用鈣鈦礦,ch3nh3pbi3具有1.50~1.55ev的直接帶隙,疊層電池的開路電壓可以達(dá)到1.2-2.0v,遠(yuǎn)高于常規(guī)晶體硅電池的約0.7v。通過雙面受光的結(jié)構(gòu),提升了疊層電池的短路電流,電流密度可以達(dá)到40-50ma/cm2,高于常規(guī)晶體硅電池的約37ma/cm2。從而極大提升了該疊層電池的效率,電池光電轉(zhuǎn)換效率為達(dá)到28%以上。同時(shí)解決了在單獨(dú)采用背景技術(shù)中所述兩項(xiàng)技術(shù)時(shí)產(chǎn)生的諸多問題,如晶體硅效率低,鈣鈦礦穩(wěn)定性差等。
【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)構(gòu)的局部剖面示意圖;
圖2是p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)構(gòu)背面外觀示意圖。
其中,1-透明導(dǎo)電膜,2-電子傳輸層,3-鈣鈦礦層,4-空穴傳輸層,5-復(fù)合層,6-n型層,7-p型基體,8-鈍化膜,9-背面電極,10-背面細(xì)柵線,11-背面主柵線。
【具體實(shí)施方式】
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖1和圖2所示,本發(fā)明提供的p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)構(gòu),從疊層電池從正面至背面包括:透明導(dǎo)電膜1、電子傳輸層2、鈣鈦礦層3、空穴傳輸層4、復(fù)合層5、n型層6、p型基體7、背面鈍化膜8、背面電極9。
本發(fā)明提供的p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池的制作方法,包括以下步驟,在p型硅片上依次經(jīng)過制絨、擴(kuò)散、清洗、印刷、燒結(jié)、鍍膜、制作空穴傳輸層、鈣鈦礦層、電子傳輸層、透明導(dǎo)電膜,制成p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池,具體步驟如下:
(1)采用化學(xué)藥液腐蝕、等離子刻蝕、金屬催化或激光刻蝕將p型晶體硅片進(jìn)行表面織構(gòu)化處理,p型晶體硅片為單晶或多晶硅片;
(2)進(jìn)行磷摻雜處理,在p型晶體硅片的正面形成n型層,摻雜的方法采用激光摻雜、低壓擴(kuò)散、常壓擴(kuò)散、離子注入或雜質(zhì)漿料涂敷加熱處理,摻雜劑為pocl3、ph3或其他含磷漿料,摻雜后的方阻為40~100ω/□;
(3)刻蝕去掉p型晶體硅片正面的磷硅玻璃和背結(jié),刻蝕的方法采用濕法刻蝕或干法刻蝕;
(4)采用絲網(wǎng)印刷、電鍍等方法在p型晶體硅片背面制作柵線電極,柵線電極使用的漿料為銀漿或銀/鋁漿,之后烘干;
(5)在300~900℃下在鏈?zhǔn)綗Y(jié)爐中進(jìn)行鏈?zhǔn)綗Y(jié)熱處理,使背面電極柵線與p型硅基體形成良好的歐姆接觸;
(6)通過化學(xué)氣相沉積的方式在硅片表面生長(zhǎng)一層1-10nm的本征非晶硅作為復(fù)合層;
(7)在復(fù)合層的正面制作10-100nm的空穴傳輸層,空穴傳輸層的材料為有機(jī)物或無機(jī)物,無機(jī)物為含cu(l)的化合物,例如cul,cuscn,或者為其它材料,例如:gap,nio,coo,feo,b12o3,m0o2或cr203用來做無機(jī)的htl;有機(jī)物為spiro-metad,ptaa或pedot-pss,無機(jī)材料通過濺射、氣相沉積、3d打印、印刷、噴涂工藝來制作,有機(jī)材料通過旋涂的方式制作;
(8)通過溶液法、共蒸法或氣象溶液輔助法在空穴傳輸層正面生長(zhǎng)鈣鈦礦層;
(9)通過濺射、氣相沉積、3d打印、印刷、噴涂工藝的方式在鈣鈦礦層正面生長(zhǎng)透明導(dǎo)電膜,透明導(dǎo)電膜的厚度控制在50~500nm,透明導(dǎo)電膜為ito薄膜、azo薄膜、gzo薄膜、fto薄膜、iwo薄膜和石墨烯薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成,透明導(dǎo)電膜的材料是:tio2,sio2,zro2,al2o3或zno,透明導(dǎo)電膜層同時(shí)起到電子傳輸層(electrontransportlayer)的作用。
實(shí)施例1
本實(shí)施例的p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)通過如下步驟制作:
(1)將p型單晶硅片在80-90℃的koh溶液中異向腐蝕,獲得表面金字塔結(jié)構(gòu);
(2)在800~900℃下以pocl3為摻雜劑進(jìn)行低壓擴(kuò)散,在p型單晶硅片的正面上形成n型層,摻雜后的方阻為70ω/□;
(3)采用濕法刻蝕去掉p型單晶硅片正面的磷硅玻璃及背結(jié);
(4)在p型單晶硅片背面的鈍化膜上按特定圖形采用進(jìn)行開膜,開膜圖形為5組相互平行的線段狀,長(zhǎng)度為155mm,寬度為100um,相鄰兩個(gè)線段之間的間距為1.3mm;
(5)采用絲網(wǎng)印刷的方法在p型單晶硅片背面按激光開膜圖案制作背面正極細(xì)鋁柵線,背面鋁柵線圖形和上一步中開膜圖形一致,之后烘干;
(6)在300~900℃下進(jìn)行鏈?zhǔn)綗Y(jié)熱處理,使背面正極鋁細(xì)柵線與p型硅基體形成良好的歐姆接觸,同時(shí)與背面正極銀主柵線熔接在一起,構(gòu)成電池的正極;
(7)通過化學(xué)氣相沉積的方式在硅片表面生長(zhǎng)一層1.0nm的本征非晶硅作為復(fù)合層;
(8)在復(fù)合層正面通過濺射的方法沉積10nm的cui作為空穴傳輸層;
(9)在空穴傳輸層之上通過共蒸法,在真空條件下,將pbi2與ch3nh3i氣相共蒸發(fā)沉積,沉積生成200nm的ch3nh3pbi3,作為鈣鈦礦層;
(10)在鈣鈦礦層上采用濺射法制作厚度為150nm的ito透明導(dǎo)電膜,作為電子傳輸層,同時(shí)起到透明導(dǎo)電薄膜。
實(shí)施例2
本實(shí)施例的p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)通過如下步驟制作:
(1)將p型單晶硅片在80-90℃的koh溶液中異向腐蝕,獲得表面金字塔結(jié)構(gòu);
(2)在800~900℃下以pocl3為摻雜劑進(jìn)行低壓擴(kuò)散,在p型單晶硅片的正面上形成n型層,摻雜后的方阻為70ω/□;
(3)采用濕法刻蝕去掉p型單晶硅片正面的磷硅玻璃及背結(jié);
(4)在p型單晶硅片背面的鈍化膜上按特定圖形采用進(jìn)行開膜,開膜圖形為5組相互平行的線段狀,長(zhǎng)度為155mm,寬度為100um,相鄰兩個(gè)線段之間的間距為1.3mm;
(5)采用絲網(wǎng)印刷的方法在p型單晶硅片背面按激光開膜圖案制作背面正極細(xì)鋁柵線,背面鋁柵線圖形和上一步中開膜圖形一致,之后烘干;
(6)在300~900℃下進(jìn)行鏈?zhǔn)綗Y(jié)熱處理,使背面正極鋁細(xì)柵線與p型硅基體形成良好的歐姆接觸,同時(shí)與背面正極銀主柵線熔接在一起,構(gòu)成電池的正極;
(7)通過化學(xué)氣相沉積的方式在硅片表面生長(zhǎng)一層2.0nm的本征非晶硅作為復(fù)合層;
(8)在復(fù)合層正面通過濺射的方法沉積30nm的cui作為空穴傳輸層;
(9)在空穴傳輸層之上通過共蒸法,在真空條件下,將pbi2與ch3nh3i氣相共蒸發(fā)沉積,沉積生成200nm的ch3nh3pbi3,作為鈣鈦礦層;
(10)在鈣鈦礦層上采用濺射法制作厚度為150nm的ito透明導(dǎo)電膜,作為電子傳輸層,同時(shí)起到透明導(dǎo)電薄膜。
實(shí)施例3
本實(shí)施例的p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)通過如下步驟制作:
(1)將p型單晶硅片在80-90℃的koh溶液中異向腐蝕,獲得表面金字塔結(jié)構(gòu);
(2)在800~900℃下以pocl3為摻雜劑進(jìn)行低壓擴(kuò)散,在p型單晶硅片的正面上形成n型層,摻雜后的方阻為70ω/□;
(3)采用濕法刻蝕去掉p型單晶硅片正面的磷硅玻璃及背結(jié);
(4)在p型單晶硅片背面的鈍化膜上按特定圖形采用進(jìn)行開膜,開膜圖形為5組相互平行的線段狀,長(zhǎng)度為155mm,寬度為100um,相鄰兩個(gè)線段之間的間距為1.3mm;
(5)采用絲網(wǎng)印刷的方法在p型單晶硅片背面按激光開膜圖案制作背面正極細(xì)鋁柵線,背面鋁柵線圖形和上一步中開膜圖形一致,之后烘干;
(6)在300~900℃下進(jìn)行鏈?zhǔn)綗Y(jié)熱處理,使背面正極鋁細(xì)柵線與p型硅基體形成良好的歐姆接觸,同時(shí)與背面正極銀主柵線熔接在一起,構(gòu)成電池的正極;
(7)通過化學(xué)氣相沉積的方式在硅片表面生長(zhǎng)一層5.0nm的本征非晶硅作為復(fù)合層;
(8)在復(fù)合層正面通過濺射的方法沉積50nm的cui作為空穴傳輸層;
(9)在空穴傳輸層之上通過共蒸法,在真空條件下,將pbi2與ch3nh3i氣相共蒸發(fā)沉積,沉積生成200nm的ch3nh3pbi3,作為鈣鈦礦層;
(10)在鈣鈦礦層上采用濺射法制作厚度為150nm的ito透明導(dǎo)電膜,作為電子傳輸層,同時(shí)起到透明導(dǎo)電薄膜。
實(shí)例1,2,3制成的太陽(yáng)能疊層電池的開路電壓1.6-1.8v,短路電流39-45ma/cm2,光電轉(zhuǎn)換效率為25-27%。
實(shí)施例4
本實(shí)施例的p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)通過如下步驟制作:
(1)將p型單晶硅片在80-90℃的koh溶液中異向腐蝕,獲得表面金字塔結(jié)構(gòu);
(2)在800~900℃下以pocl3為摻雜劑進(jìn)行低壓擴(kuò)散,在p型單晶硅片的正面上形成n型層,摻雜后的方阻為70ω/□。
(3)采用濕法刻蝕去掉p型單晶硅片正面的磷硅玻璃及背結(jié);
(4)在p型單晶硅片背面的鈍化膜上按特定圖形采用進(jìn)行開膜,開膜圖形為5組相互平行的線段狀,長(zhǎng)度為155mm,寬度為100um,相鄰兩個(gè)線段之間的間距為1.3mm;
(5)采用絲網(wǎng)印刷的方法在p型單晶硅片背面按激光開膜圖案制作背面正極細(xì)鋁柵線,背面鋁柵線圖形和上一步中開膜圖形一致,之后烘干;
(6)在300~900℃下進(jìn)行鏈?zhǔn)綗Y(jié)熱處理,使背面正極鋁細(xì)柵線與p型硅基體形成良好的歐姆接觸,同時(shí)與背面正極銀主柵線熔接在一起,構(gòu)成電池的正極;
(7)通過lpcvd的方法在硅片正表面生長(zhǎng)一層1.0nm的本征非晶硅作為復(fù)合層;
(8)在正面復(fù)合層之上通過旋涂的方法沉積50nm的spiro-metad作為空穴傳輸層。
(9)在空穴傳輸層之上通過共蒸法,在真空條件下,將pbi2與ch3nh3i氣相共蒸發(fā)沉積,沉積生成200nm的ch3nh3pbi3,作為鈣鈦礦層;
(10)在鈣鈦礦層上采用濺射法制作厚度為150nm的ito透明導(dǎo)電膜,作為電子傳輸層,同時(shí)起到透明導(dǎo)電薄膜。
實(shí)施例5
本實(shí)施例的p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)通過如下步驟制作:
(1)將p型單晶硅片在80-90℃的koh溶液中異向腐蝕,獲得表面金字塔結(jié)構(gòu);
(2)在800~900℃下以pocl3為摻雜劑進(jìn)行低壓擴(kuò)散,在p型單晶硅片的正面上形成n型層,摻雜后的方阻為70ω/□。
(3)采用濕法刻蝕去掉p型單晶硅片正面的磷硅玻璃及背結(jié);
(4)在p型單晶硅片背面的鈍化膜上按特定圖形采用進(jìn)行開膜,開膜圖形為5組相互平行的線段狀,長(zhǎng)度為155mm,寬度為100um,相鄰兩個(gè)線段之間的間距為1.3mm;
(5)采用絲網(wǎng)印刷的方法在p型單晶硅片背面按激光開膜圖案制作背面正極細(xì)鋁柵線,背面鋁柵線圖形和上一步中開膜圖形一致,之后烘干;
(6)在300~900℃下進(jìn)行鏈?zhǔn)綗Y(jié)熱處理,使背面正極鋁細(xì)柵線與p型硅基體形成良好的歐姆接觸,同時(shí)與背面正極銀主柵線熔接在一起,構(gòu)成電池的正極;
(7)通過lpcvd的方法在硅片正表面生長(zhǎng)一層1.5nm的本征非晶硅作為復(fù)合層;
(8)在正面復(fù)合層之上通過旋涂的方法沉積70nm的spiro-metad作為空穴傳輸層。
(9)在空穴傳輸層之上通過共蒸法,在真空條件下,將pbi2與ch3nh3i氣相共蒸發(fā)沉積,沉積生成200nm的ch3nh3pbi3,作為鈣鈦礦層;
(10)在鈣鈦礦層上采用濺射法制作厚度為150nm的ito透明導(dǎo)電膜,作為電子傳輸層,同時(shí)起到透明導(dǎo)電薄膜。
實(shí)施例6
本實(shí)施例的p型晶體硅基底鈣鈦礦疊層異質(zhì)結(jié)雙面電池結(jié)通過如下步驟制作:
(1)將p型單晶硅片在80-90℃的koh溶液中異向腐蝕,獲得表面金字塔結(jié)構(gòu);
(2)在800~900℃下以pocl3為摻雜劑進(jìn)行低壓擴(kuò)散,在p型單晶硅片的正面上形成n型層,摻雜后的方阻為70ω/□。
(3)采用濕法刻蝕去掉p型單晶硅片正面的磷硅玻璃及背結(jié);
(4)在p型單晶硅片背面的鈍化膜上按特定圖形采用進(jìn)行開膜,開膜圖形為5組相互平行的線段狀,長(zhǎng)度為155mm,寬度為100um,相鄰兩個(gè)線段之間的間距為1.3mm;
(5)采用絲網(wǎng)印刷的方法在p型單晶硅片背面按激光開膜圖案制作背面正極細(xì)鋁柵線,背面鋁柵線圖形和上一步中開膜圖形一致,之后烘干;
(6)在300~900℃下進(jìn)行熱處理,使背面正極鋁細(xì)柵線與p型硅基體形成良好的歐姆接觸,同時(shí)與背面正極銀主柵線熔接在一起,構(gòu)成電池的正極;
(7)通過lpcvd的方法在硅片正表面生長(zhǎng)一層5.0nm的本征非晶硅作為復(fù)合層;
(8)在正面復(fù)合層之上通過旋涂的方法沉積100nm的spiro-metad作為空穴傳輸層;
(9)在空穴傳輸層之上通過共蒸法,在真空條件下,將pbi2與ch3nh3i氣相共蒸發(fā)沉積,沉積生成200nm的ch3nh3pbi3,作為鈣鈦礦層;
(10)在鈣鈦礦層上采用濺射法制作厚度為150nm的ito透明導(dǎo)電膜,作為電子傳輸層,同時(shí)起到透明導(dǎo)電薄膜。
本實(shí)例制成的太陽(yáng)能疊層電池的開路電壓1.7-2.0v,短路電流39-45ma/cm2,光電轉(zhuǎn)換效率為26-28%。