用于高效太陽(yáng)電池的疊層金屬薄膜、制備方法及太陽(yáng)電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于高效太陽(yáng)電池的鋁薄膜，具體涉及一種用于高效太陽(yáng)電池的疊層金屬薄膜；同時(shí)，本發(fā)明還涉及一種用于高效太陽(yáng)電池的疊層金屬薄膜的制備方法以及包含該疊層金屬薄膜的太陽(yáng)電池。
【背景技術(shù)】
[0002]追求提高電池轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)降低甚至維持制造成本及是業(yè)界不斷追求的目標(biāo)和提高自身競(jìng)爭(zhēng)力之所在。在高效電池方面，國(guó)外眾多科研單位和企業(yè)開(kāi)展了大量的研究，開(kāi)發(fā)了眾多新型結(jié)構(gòu)的高效電池，如刻槽埋柵、選擇性發(fā)射極、激光燒結(jié)電極金屬貫孔以及發(fā)射極貫孔等特殊結(jié)構(gòu)，目前，成功的高效電池結(jié)構(gòu)有鈍化發(fā)射極背面局部擴(kuò)散，背面接觸結(jié)構(gòu)以及非晶硅/晶體硅異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)分別在實(shí)驗(yàn)室或者企業(yè)獲得超過(guò)24 %的轉(zhuǎn)換效率。
[0003 ]太陽(yáng)電池的背鈍化技術(shù)可有效地提高電池的效率，通過(guò)蒸鍍或?yàn)R射方法在硅片的背面生長(zhǎng)的鋁金屬薄膜，與硅基體形成良好的接觸同時(shí)有效收集電流并增強(qiáng)被反色，從而提高太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率。但是，鋁金屬的活動(dòng)性較高，在加熱條件下易于空氣中水汽發(fā)生反應(yīng)，直接導(dǎo)致組件濕熱環(huán)境試驗(yàn)失敗(濕度85%，溫度85°C)。為此，需要設(shè)計(jì)一種方案，解決高效太陽(yáng)電池中鋁金屬薄膜耐水汽性能差的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中高效太陽(yáng)電池中鋁金屬薄膜耐水汽性能差的技術(shù)問(wèn)題，提供一種用于高效太陽(yáng)電池的疊層金屬薄膜，該疊層金屬薄膜具有良好的耐水汽性能。
[0005]為此，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種用于高效太陽(yáng)電池的疊層金屬薄膜，包括鋁薄膜，所述鋁薄膜位于硅基體的背面，其特征在于:在所述鋁薄膜的表面生長(zhǎng)一層或多層活動(dòng)性較低的第二金屬薄膜或合金薄膜，其中，所述鋁薄膜的厚度為100-5000nm，第二金屬薄膜或合金薄膜的厚度為2-200nmo
[0006]進(jìn)一步地，所述第二金屬為Zr、V、Mn、Nb、Zn、Cr、Ga、Fe、Cd、In、T1、Co、N1、Mo、Sn、Pb、Cu、Po、Ag、Ru、Os、Pd、Ir、Pt 或Au的一種或多種，所述合金為T(mén)iV、TiW、TiW、TiN、NiV 或 NiW—種或多種。
[0007]本發(fā)明的另一方面，一種高效太陽(yáng)電池，包括硅基體，在所述硅基體的正面依次設(shè)置發(fā)射結(jié)、減反膜、金屬電極，在硅基體的背面依次設(shè)置摻雜層、鈍化膜及上述疊層金屬薄膜。
[0008]本發(fā)明的另一方面，提供一種用于高效太陽(yáng)電池的疊層金屬薄膜的制備方法，用于通過(guò)蒸鍍方法沉積所述疊層金屬薄膜，包括如下步驟:
(1)提供一腔體，腔體真空度需達(dá)到IE-5torr及以上，腔體內(nèi)設(shè)置用于安置硅片的樣品臺(tái)，硅片可隨樣品臺(tái)旋轉(zhuǎn)；
(2)選擇純度達(dá)到99.99%的鋁靶材； (3)加熱樣品臺(tái)及旋轉(zhuǎn)硅片，加熱溫度一般在50-200°C，硅片的旋轉(zhuǎn)速度控制在5?20轉(zhuǎn)/分鐘;
(4)根據(jù)所選的金屬靶材、樣品數(shù)量及腔體容量調(diào)節(jié)電子束功率，控制鋁金屬薄膜的沉積速率在I?20埃/秒，在硅片表面沉積鋁金屬薄膜，鋁薄膜的厚度為100-5000nm;
(5)選擇純度達(dá)到99.99%的第二金屬靶材，或者合金靶材，腔體真空度需達(dá)到1E-5torr及以上；重復(fù)上述步驟(3)和步驟(4)，在招金屬薄膜上沉積一層或多層第二金屬薄膜或合金薄膜，第二金屬薄膜或合金薄膜的厚度為2_200nm。
[0009]進(jìn)一步地，在步驟(5)中，選擇純度達(dá)到99.99%的合金靶材，經(jīng)過(guò)兩次預(yù)熔，第一次預(yù)熔的功率設(shè)定為10-20%，時(shí)間為0.5-10min，第二次預(yù)熔的功率設(shè)定為10-30%，時(shí)間為
0.5-10min，重復(fù)上述步驟(3)和步驟(4)，在招金屬薄膜上沉積一層或多層合金薄膜。
[0010]進(jìn)一步地，所述第二金屬為Zr、V、Mn、Nb、Zn、Cr、Ga、Fe、Cd、In、T1、Co、N1、Mo、Sn、Pb、Cu、Po、Ag、Ru、Os、Pd、Ir、Pt 或Au的一種或多種，所述合金為T(mén)iV、TiW、TiW、TiN、NiV 或 NiW—種或多種。
[0011]本發(fā)明的用于高效太陽(yáng)電池的疊層金屬薄膜，通過(guò)在鋁金屬薄膜上沉積活動(dòng)性較低金屬或合金薄膜形成疊層金屬薄膜，該疊層金屬薄膜可有效阻擋水汽，使其不與鋁發(fā)生反應(yīng)，解決高效太陽(yáng)電池中鋁金屬薄膜耐水汽性能差的問(wèn)題，從而提交太陽(yáng)電池組件的耐水汽性能。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的疊層金屬薄膜的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中，I為鋁薄膜，2為第二金屬薄膜或合金薄膜。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0014]實(shí)施例1:
一種用于高效太陽(yáng)電池的疊層金屬薄膜，包括鋁薄膜I，所述鋁薄膜位于硅基體的背面，在所述鋁薄膜I的表面生長(zhǎng)一層Ni薄膜2，所述鋁薄膜的厚度為100nm，Ni薄膜的厚度為 2nm。
[0015]實(shí)施例2:
一種用于高效太陽(yáng)電池的疊層金屬薄膜，包括鋁薄膜I，所述鋁薄膜位于硅基體100的背面，在所述鋁薄膜I的表面生長(zhǎng)一層Zr薄膜2，所述鋁薄膜的厚度為4800nm，Zr薄膜的厚度為200nm。
[0016]實(shí)施例3:
一種用于高效太陽(yáng)電池的疊層金屬薄膜，包括鋁薄膜I，所述鋁薄膜位于硅基體100的背面，在所述鋁薄膜I的表面生長(zhǎng)一層TiV合金薄膜2，所述鋁薄膜的厚度為2500nm，TiV合金薄膜的厚度為10nm0
[0017]實(shí)施例4:
一種高效太陽(yáng)電池，包括硅基體，在所述硅基體的正面依次設(shè)置發(fā)射結(jié)、減反膜、金屬電極，在硅基體的背面依次設(shè)置摻雜層、鈍化膜及上述疊層金屬薄膜。
[0018]實(shí)施例5:
一種用于高效太陽(yáng)電池的疊層金屬薄膜的制備方法，用于通過(guò)蒸鍍方法沉積所述疊層金屬薄膜，包括如下步驟:
(1)提供一腔體，腔體真空度需達(dá)到IE-5torr及以上，腔體內(nèi)設(shè)置用于安置硅片的樣品臺(tái)，硅片可隨樣品臺(tái)旋轉(zhuǎn);對(duì)于不同的蒸鍍?cè)O(shè)備，實(shí)現(xiàn)樣品旋轉(zhuǎn)的方式不同:若硅片為水平放置，即固定樣品的臺(tái)面為水平放置，一般通過(guò)設(shè)置臺(tái)面的自轉(zhuǎn)速度實(shí)現(xiàn)樣品的旋轉(zhuǎn)，樣品臺(tái)以硅片對(duì)角線的中心點(diǎn)自轉(zhuǎn)，其速度一般控制在5?20轉(zhuǎn)/分鐘;若硅片傾斜放置，即與水平面成一定角度固定在鍍鍋上，可通過(guò)旋轉(zhuǎn)鍍鍋實(shí)現(xiàn)樣品的旋轉(zhuǎn)，鍍鍋的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為I?20轉(zhuǎn)/分鐘，具體以靶材，樣品數(shù)量及腔體容量為考量；
(2)選擇純度達(dá)到99.99%的鋁靶材；
(3)加熱樣品臺(tái)及旋轉(zhuǎn)硅