异质结太阳能电池及其制备方法与流程

1.本发明涉及太阳能电池领域，具体涉及一种异质结太阳能电池及其制备方法。


背景技术：

2.太阳能电池具有清洁无污染、可再生、工作性能稳定等优点。根据太阳能电池结构、制备工艺和使用材料的不同，太阳能电池划分为不同的类型。包括：硅基太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、有机太阳能电池等，其中硅基太阳能电池是发展最成熟的，例如异质结太阳能电池等。以异质结太阳能电池作为示例，其在n型衬底的一侧或两侧制备半导体层、第一透明导电层和金属电极形成电池片，接着将多个电池片进行互联并封装形成组件，组件发电后通过逆变器回馈电网。
3.如图1所示，通常的异质结太阳能电池100’包括半导体衬底层110’，背面依次层叠的第一本征非晶硅层130’、第一掺杂半导体层150’、第一透明导电层170’和第一栅线电极190’，以及正面依次层叠的第二本征非晶硅层120’、第二掺杂半导体层140’、第二透明导电层160’和第二栅线电极180’，背面的第一栅线电极190’通常为银栅线电极，由于栅线电极在异质结太阳能的背面覆盖面积较大，因此银用量较多，使得异质结太阳能电池的生产成本较高。因此需要一种设计能够减少银的用量，以节省异质结太阳能电池的生产成本。


技术实现要素：

4.因此本发明提供一种异质结太阳能电池及其制备方法，以减少背栅电极的银使用量，并能够保持异质结太阳能电池具有良好的性能。
5.本发明提供一种异质结太阳能电池，包括：半导体衬底层；位于半导体衬底层一侧的第一透明导电复合膜；第一透明导电复合膜包括第一透明导电膜和位于第一透明导电膜背向半导体衬底层一侧表面的纳米线导电膜；纳米线导电膜的横向电阻率大于第一透明导电膜的横向电阻率；位于第一透明导电复合膜背向半导体衬底层一侧表面的背栅电极。
6.可选的，纳米线导电膜的厚度与第一透明导电膜的厚度之比为1:10～1:1。
7.可选的，纳米线导电膜的厚度为10nm～20nm；第一透明导电膜的厚度为20nm～60nm。
8.可选的，纳米线导电膜的横向电阻率为5
×
10
‑5ω
·
m～9
×
10
‑5ω
·
m。
9.可选的，纳米线导电膜的反射率大于第一透明导电膜的反射率。
10.可选的，纳米线导电膜的反射率为第一透明导电膜的反射率的2倍～5倍。
11.可选的，纳米线导电膜对300nm～1200nm波长的光的反射率为75％～95％。
12.可选的，纳米线导电膜的材料至少包括银。
13.可选的，纳米线导电膜的材料还包括铜。
14.可选的，异质结太阳能电池还包括：位于半导体衬底层和第一透明导电复合膜之间的第一掺杂半导体层；第一掺杂半导体层的导电类型与半导体衬底层相反；第一掺杂半导体层包括：第一子掺杂半导体层至第n子掺杂半导体层，n为大于等于2的整数；第k 1子掺
杂半导体层位于第k子掺杂半导体层背向半导体衬底层一侧表面，k为大于等于1且小于等于n～1的整数；第k 1子掺杂半导体层中的掺杂浓度大于第k子掺杂半导体层中的掺杂浓度。
15.可选的，n等于3，第一掺杂半导体层包括：第一子掺杂半导体层、第二子掺杂半导体层和第三子掺杂半导体层。
16.可选的，第二子掺杂半导体层中的掺杂浓度与第一子掺杂半导体层中的掺杂浓度的比值为1:45～1:5；第三子掺杂半导体层中的掺杂浓度与第二掺杂半导体层中的掺杂浓度的比值为1:10～9:10。
17.可选的，第一子掺杂半导体层中的掺杂浓度为2
×
10
18
atom/cm3～8
×
10
18
atom/cm3；第二子掺杂半导体层中的掺杂浓度为4
×
10
19
atom/cm3～9
×
10
19
atom/cm3；第三子掺杂半导体层中的掺杂浓度为1
×
10
20
atom/cm3～4
×
10
20
atom/cm3。
18.可选的，第二子掺杂半导体层的厚度与第一子掺杂半导体层的厚度的比值为3:1～10:1；第二子掺杂半导体层的厚度与第三子掺杂半导体层的厚度的比值为3:1～6:1。
19.可选的，第一子掺杂半导体层的厚度为1nm～3nm；第二子掺杂半导体层的厚度为10nm～15nm；第三子掺杂半导体层的厚度为2nm～4nm。
20.可选的，第一掺杂半导体层的总厚度为10nm～20nm。第一掺杂半导体层的晶化率为20％～60％。
21.可选的，第一透明导电膜包括第一子透明导电膜至第m子透明导电膜，m为大于等于1的整数；第j子透明导电膜中掺杂有氢，j为大于等于1且小于等于m的整数；优选的，第j子透明导电膜的材料包括掺氢的氧化铟锡、掺氢的掺钨氧化铟、掺氢的掺铝氧化锌、掺氢的掺镓氧化锌或掺氢的掺硼氧化锌；
22.可选的，第j子透明导电膜的氢的掺杂浓度为0.1％～0.5％；
23.可选的，m为大于等于2的整数，第q 1子透明导电膜位于第q子透明导电膜背向半导体衬底层一侧的表面，q为大于等于1且小于等于m～1的整数，第q子透明导电膜的锡的掺杂浓度大于第q 1子透明导电膜的锡的掺杂浓度。
24.可选的，背栅电极包括若干条主栅线和若干条自主栅线延伸出的副栅线；副栅线的密度为100条/166mm2～120条/166mm2。
25.可选的，副栅线的宽度为25μm～35μm；相邻副栅线之间的间距为1.2mm～1.6mm。
26.可选的，背栅电极的材料包括银。
27.本发明还提供一种异质结太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：提供半导体衬底层；形成位于半导体衬底层一侧的第一透明导电复合膜；第一透明导电复合膜包括第一透明导电膜和形成于第一透明导电膜背向半导体衬底层一侧表面的纳米线导电膜；纳米线导电膜的横向电阻率大于第一透明导电膜的横向电阻率；在第一透明导电复合膜背向半导体衬底层一侧表面形成背栅电极。
28.可选的，异质结太阳能电池的制备方法，还包括以下步骤：形成第一掺杂半导体层，第一掺杂半导体层位于半导体衬底层和第一透明导电复合膜之间；形成第一掺杂半导体层的步骤包括：形成第一子掺杂半导体层至第n子掺杂半导体层，n为大于等于2的整数；第k 1子掺杂半导体层位于第k子掺杂半导体层背向半导体衬底层一侧表面，k为大于等于1且小于等于n～1的整数；第k 1子掺杂半导体层中的掺杂浓度大于第k子掺杂半导体层中的
掺杂浓度；
29.可选的，形成各子掺杂半导体层的步骤包括：形成掺杂b2h6的μc
‑
si:h层。
30.可选的，形成第一透明导电膜的步骤包括：形成第一子透明导电膜至第m子透明导电膜，m为大于等于1的整数；第j子透明导电膜中掺杂有氢，j为大于等于1且小于等于m的整数。
31.可选的，形成第一透明导电膜的步骤包括：形成掺杂h2o的透明导电层；
32.可选的，形成掺杂h2o的透明导电层的步骤包括以下步骤：将待形成第一透明导电膜的异质结太阳能电池传输至pvd镀膜腔室中；通入水汽或氩气或氩气与氧气的混合气体进行溅射，制备形成掺杂h的透明导电层。
33.可选的，形成纳米线导电膜的步骤包括：将待形成纳米线导电膜的异质结太阳能电池输送至涂布平台；在涂布平台进行混合有前驱体的金属涂布；将涂布后的异质结太阳能电池输送至加热炉进行加热处理，使涂布金属形成纳米线导电膜。
34.本发明的有益效果在于：
35.1.本发明的异质结太阳能电池，通过在第一透明导电复合膜中第一透明导电膜背向半导体衬底层一侧表面设置纳米线导电膜，纳米线导电膜相对第一透明导电膜具有更高的横向电阻率，能够提高与背栅电极的接触电阻，使得第一透明导电复合膜的电阻下降，载流子传输性能得到提升，使得异质结太阳能电池具有更高的光电转化效率。此外，由于纳米线导电膜的存在，一方面使得第一透明导电复合膜相对于不设置纳米线导电膜的透明导电层具有高反射率，可有效将正面射入的光反射回异质结太阳能电池中，减少透过的光的损失，提高光电转化效率；另一方面可以阻挡空气中的水汽进入到第一透明导电膜，可避免第一透明导电膜的性能退化。因此在此基础上，可以采用较少的背栅电极的数目，以减少银的消耗量且能够保持异质结太阳能电池具有良好的性能。
36.2.本发明的异质结太阳能电池，通过将第一掺杂半导体层设置为掺杂浓度逐渐提高的多层，使得最靠近半导体衬底层的子掺杂半导体层具有最低的掺杂浓度，低的掺杂浓度可降低与靠近半导体衬底层一侧相邻层的界面态密度，使得载流子更容易输运，从而具有更高的光电转化效率；最远离半导体衬底层的子掺杂半导体层具有最高的掺杂浓度，高的掺杂浓度可以降低与相邻的透明导电复合膜的接触势垒，使得载流子更容易输运，从而具有更高的光电转化效率；而中间部分的子掺杂半导体层择可与导电类型相反的半导体衬底层形成pn结势场，提供光生载流子。由于第一掺杂半导体层的上述设置，使得异质结太阳能电池的光电转化效率可以得到提高。在此基础上，可以减少背栅电极的数目，以减少银的消耗量且能够保持异质结太阳能电池具有良好的性能。
37.3.本发明的异质结太阳能电池，通过将透明导电复合膜中的透明导电膜设置成掺氢的透明导电膜，可以提高透明导电膜中的载流子迁移率和载流子浓度，从而可以提高异质结太阳能电池的光电转化效率。在此基础上，可以减少背栅电极的数目，以减少银的消耗量且能够保持异质结太阳能电池具有良好的性能。
38.4.本发明的异质结太阳能电池，副栅线的密度为100条/166mm2～120条/166mm2，相比于通常的200条/166mm2，形成副栅线所需的金属，例如银的消耗量可以得到降低，从而节省成本。此外，若副栅线密度小于100条/166mm2，则栅线电极的电阻过大，汇流效果不佳，影响异质结太阳能电池的光电转化效率；若副栅线密度大于120条/166mm2则银消耗量较大。
副栅线密度在100条/166mm2～120条/166mm2的范围内，可在良好的汇流效果和较低的银消耗量之间取得平衡。
39.5.本发明的异质结太阳能电池制备方法，可制备在第一透明导电膜背向半导体衬底层一侧表面设置纳米线导电膜的异质结太阳能电池，通过在第一透明导电复合膜中第一透明导电膜背向半导体衬底层一侧表面设置纳米线导电膜，纳米线导电膜相对第一透明导电膜具有更高的横向电阻率，能够提高与背栅电极的接触电阻，使得第一透明导电复合膜的电阻下降，载流子传输性能得到提升，使得异质结太阳能电池具有更高的光电转化效率。此外，由于纳米线导电膜的存在，一方面使得第一透明导电复合膜相对于不设置纳米线导电膜的透明导电层具有高反射率，可有效将正面射入的光反射回异质结太阳能电池衬底中，减少透过的光的损失，提高光电转化效率；另一方面可以阻挡空气中的水汽进入到第一透明导电膜，可避免第一透明导电膜的性能退化。因此在此基础上，可以采用较少的背栅电极的数目，以减少银的消耗量且能够保持异质结太阳能电池具有良好的性能。
40.6.本发明的异质结太阳能电池制备方法，通过形成掺杂浓度逐渐提高的多层子掺杂半导体层，使得异质结太阳能电池的光电转化效率可以得到提高。在此基础上，可以减少背栅电极的数目，以减少银的消耗量且能够保持异质结太阳能电池具有良好的性能。
41.7.本发明的异质结太阳能电池制备方法，通过形成掺氢的第一透明导电膜，可以提高第一透明导电膜中的载流子迁移率和载流子浓度，从而可以提高异质结太阳能电池的光电转化效率。在此基础上，可以减少背栅电极中栅线的数目，以减少银的消耗量且能够保持异质结太阳能电池具有良好的性能。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
43.图1为一种异质结太阳能电池片的结构示意图；
44.图2为本发明一实施例中的异质结太阳能电池片的结构示意图；
45.图3为本发明一实施例中的异质结太阳能电池制备方法的流程图；
46.图4为图3中形成纳米线导电膜的流程图。
47.附图标记：
48.100、异质结太阳能电池；110、半导体衬底层；120、第二本征非晶硅层；130、第一本征非晶硅层；140、第二掺杂半导体层；150、第一掺杂半导体层；151、第一子掺杂半导体层；152、第二子掺杂半导体层；153、第三子掺杂半导体层；160、第二透明导电层；170、第一透明导电复合膜；171、第一透明导电膜；172、纳米线导电膜；180、正栅电极；190、背栅电极；100’、异质结太阳能电池片；110’、半导体衬底层；120’、第二本征非晶硅层；130’、第一本征非晶硅层；140’、第二掺杂半导体层；150’、第一掺杂半导体层；160’、第二透明导电层；170’、第一透明导电层；180’、第二栅线电极；190’、第一栅线电极；。
具体实施方式
49.本发明提供一种异质结太阳能电池及其制备方法。异质结太阳能电池片包括：半导体衬底层；位于半导体衬底层一侧的第一透明导电复合膜；第一透明导电复合膜包括第一透明导电膜和位于第一透明导电膜背向半导体衬底层一侧表面的纳米线导电膜；纳米线导电膜的横向电阻率大于第一透明导电膜的横向电阻率；位于第一透明导电复合膜背向半导体衬底层一侧表面的背栅电极。该种异质结太阳能电池可减少背栅电极的银使用量，并能够保持异质结太阳能电池具有良好的性能。
50.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
51.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
52.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
53.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
54.实施例1
55.参考图2，本实施例提供一种异质结太阳能电池片，包括：
56.半导体衬底层110，位于半导体衬底层110一侧的第一透明导电复合膜170；第一透明导电复合膜170包括第一透明导电膜171和位于第一透明导电膜171背向半导体衬底层110一侧表面的纳米线导电膜172；纳米线导电膜172的横向电阻率大于第一透明导电膜171的横向电阻率。以及，位于第一透明导电复合膜170背向半导体衬底层110一侧表面的背栅电极190。
57.具体的，纳米线导电膜172的材料至少包括银；在其他一些实施例中，还可以包括铜。作为示例，背栅电极190的材料包括银。第一透明导电复合膜的作用是将异质结太阳能电池发出来的电横向传导到背栅电极(例如为银栅线)以收集电流，归功于银(ag)纳米线导电膜优异的横向导电性，使得该层复合膜的横向导电性较大(对异质结太阳能电池而言，横向导电性越大越好)，因此能获得较好的电性能。
58.本实施例的异质结太阳能电池，通过在第一透明导电膜171背向半导体衬底层110一侧表面设置纳米线导电膜172，纳米线导电膜172相对第一透明导电膜171具有更高的横向电阻率，能够提高与背栅电极190的接触电阻，使得第一透明导电复合膜170的电阻下降，载流子传输性能得到提升，使得异质结太阳能电池100具有更高的光电转化效率。此外，由于纳米线导电膜172的存在，一方面使得第一透明导电复合膜170相对于不设置纳米线导电
膜172的透明导电层具有高反射率，可有效将正面射入的光反射回异质结太阳能电池中100，减少透过的光的损失，提高光电转化效率；另一方面可以阻挡空气中的水汽进入到第一透明导电膜171，可避免第一透明导电膜171的性能退化。因此在此基础上，可以减少背栅电极190的数目，以减少银的消耗量且能够保持异质结太阳能电池100具有良好的性能。
59.其中，纳米线导电膜172的制备方法如下：
60.1)取聚乙烯吡咯烷酮(pvp)在室温下搅拌溶于多元醇中，配制成浓度为0.12mol/l～0.4mol/l的聚乙烯吡咯烷酮多元醇溶液；
61.2)取硝酸银晶体在室温下搅拌溶于多元醇中，配制浓度为0.08mol/l～0.1mol/l的硝酸银多元醇溶液；
62.3)在加热至160℃
±
10℃的乙二醇中依次加入聚乙烯吡咯烷酮多元醇溶液和硝酸银多元醇溶液，所得的反应体系于搅拌条件下保温(160℃
±
10℃)反应1～3小时；得到银纳米线的前驱液；
63.4)通过旋涂法将前驱液均匀涂敷在加热(160℃
‑
200℃)的第一透明导电膜171的上方，形成银纳米线薄膜；
64.5)所得到的薄膜在160℃
‑
200℃退火，最终得到需要的高透过率、高电导率的纳米线导电膜172。
65.进一步的，纳米线导电膜172的厚度与第一透明导电膜171的厚度之比为1:10～1:1；若小于1:10，则纳米线导电膜172过薄，横向电阻率及反射率均较低；若大于1:1，则纳米线导电膜172过厚，银消耗量过大，抵消副栅线减少的消耗，造成银消耗量增加。因此高度之间的比值在1:10～1:1之间的范围内，可在较高的横向电阻率及反射率和降低银消耗量之间取得平衡。
66.具体的，纳米线导电膜172的厚度为10nm～20nm；第一透明导电膜171的厚度为20nm～60nm。
67.纳米线导电膜172的横向电阻率为5
×
10
‑5ω
·
m～9
×
10
‑5ω
·
m，可在较低的银消耗量和较高的迁移率和载流子浓度之间取得平衡。纳米线导电膜172的横向电阻率若小于5
×
10
‑5ω
·
m，则需形成的膜层较厚，会增加银的消耗量；若纳米线导电膜172的横向电阻率大于9
×
10
‑5ω
·
m，则载流子迁移率和载流子浓度低于第一透明导电膜171，膜层起不到作用。
68.在本实施例中，纳米线导电膜172的反射率大于第一透明导电膜171的反射率。由于纳米线导电膜172的反射率大于第一透明导电膜171的反射率，可有效将正面射入的光反射回异质结太阳能电池100中，减少透过的光的损失，提高光电转化效率。
69.进一步的，纳米线导电膜172的反射率为第一透明导电膜171的反射率的2倍～5倍，可在较佳的反射能力和较少的银消耗量之间取得平衡。纳米线导电膜172的反射率若小于第一透明导电膜171的反射率的2倍，则反射效果不佳；若纳米线导电膜172的反射率大于第一透明导电膜171的反射率的5倍，则相应的纳米线导电膜172的厚度较厚，银的消耗量增加。
70.具体的，纳米线导电膜172对300nm～1200nm波长的光的反射率为75％～95％。在此范围内，可在较佳的反射能力和较少的银消耗量之间取得平衡。
71.本实施例的异质结太阳能电池还包括：位于半导体衬底层110和第一透明导电复
合膜170之间的第一掺杂半导体层150。第一掺杂半导体层150的导电类型与半导体衬底层110相反。
72.进一步的，第一掺杂半导体层150包括：第一子掺杂半导体层至第n子掺杂半导体层，n为大于等于2的整数；第k 1子掺杂半导体层位于第k子掺杂半导体层背向半导体衬底层一侧表面，k为大于等于1且小于等于n～1的整数；第k 1子掺杂半导体层中的掺杂浓度大于第k子掺杂半导体层中的掺杂浓度。
73.具体的，在本实施例中，n等于3，第一掺杂半导体层150包括：第一子掺杂半导体层151、第二子掺杂半导体层152和第三子掺杂半导体层153。各子掺杂半导体层均为掺杂硼的半导体晶硅层。通过将第一掺杂半导体层150设置为掺杂浓度逐渐提高的多层，使得最靠近半导体衬底层的子掺杂半导体层(在本实施例中为第一子掺杂半导体层151)具有最低的掺杂浓度，低的掺杂浓度可降低与靠近半导体衬底层110一侧相邻层的界面态密度和具有更低的带隙，使得载流子更容易输运，从而具有更高的光电转化效率；最远离半导体衬底层的子掺杂半导体层(在本实施例中为第三子掺杂半导体层153)具有最高的掺杂浓度(换言之，重掺层远离半导体衬底层110、而靠近第一透明导电膜171)，高的掺杂浓度可以降低与相邻的第一透明导电膜171的接触势垒，使得载流子更容易输运，从而具有更高的光电转化效率；而中间部分的子掺杂半导体层(在本实施例中为第二子掺杂半导体层152，在其他一些实施例中，可以包括更多的其他子掺杂半导体层)则可与导电类型相反的半导体衬底层110形成pn结势场，提供光生载流子。由于第一掺杂半导体层150的上述设置，使得异质结太阳能电池100的光电转化效率可以得到提高。在此基础上，可以减少背栅电极190的数目，以减少银的消耗量且能够保持异质结太阳能电池100具有良好的性能。
74.一方面，第二子掺杂半导体层152中的掺杂浓度与第一子掺杂半导体层151中的掺杂浓度的比值为1:45～1:5。第三子掺杂半导体层153中的掺杂浓度与第二子掺杂半导体层152中的掺杂浓度的比值为1:10～9:10。三者间满足上述比值，可良好的发挥各层各自的性能优势。
75.具体的，第一子掺杂半导体层151中的掺杂浓度为2
×
10
18
atom/cm3～8
×
10
18
atom/cm3。第一子掺杂半导体层151中的掺杂浓度在2
×
10
18
atom/cm3～8
×
10
18
atom/cm3的范围内，可在提供较低的界面态密度、较低的带隙和较低的电阻之间取得平衡。
76.第二子掺杂半导体层152中的掺杂浓度为4
×
10
19
atom/cm3～9
×
10
19
atom/cm3。第二子掺杂半导体层152中的掺杂浓度在4
×
10
19
atom/cm3～9
×
10
19
atom/cm3的范围内，可在提供尽量多的光生载流子和较低的电阻之间取得平衡。
77.第三子掺杂半导体层153中的掺杂浓度为1
×
10
20
atom/cm3～4
×
10
20
atom/cm3。第三子掺杂半导体层153中的掺杂浓度在1
×
10
20
atom/cm3～4
×
10
20
atom/cm3的范围内，可在提供与相邻的第一透明导电膜171更低的接触势垒和较低的电阻之间取得平衡。
78.另一方面，第二子掺杂半导体层的厚度与第一子掺杂半导体层的厚度的比值为3:1～10:1。第二子掺杂半导体层的厚度与第三子掺杂半导体层的厚度的比值为3:1～6:1。三者间满足上述比值，可良好的发挥各层各自的性能优势。
79.具体的，第一子掺杂半导体层151的厚度为1nm～3nm，例如可以为1nm、2nm、3nm；第一子掺杂半导体层151的厚度在1nm～3nm的范围内，可在提供较低的界面态密度、较低的带隙和较低的电阻之间取得平衡。
80.第二子掺杂半导体层152的厚度为10nm～15nm，例如可以为10nm、11nm、12nm、13nm、14nm、15nm。第二子掺杂半导体层152的厚度在10nm～15nm的范围内，可在提供尽量多的光生载流子和较低的电阻之间取得平衡。
81.第三子掺杂半导体层153的厚度为2nm～4nm，例如可以为2nm、3nm、4nm。第三子掺杂半导体层153的厚度在2nm～4nm的范围内，可在提供与相邻的第一透明导电膜171更低的接触势垒和较低的电阻之间取得平衡。
82.在本实施例中，第一掺杂半导体层150的总厚度为10nm～20nm。如第一掺杂半导体层150的总厚度小于10nm，则电阻过大，影响载流子传输效率；若第一掺杂半导体层150的总厚度大于20nm，则吸光损失大。第一掺杂半导体层150的总厚度在10nm～20nm的范围内，可在较小的电阻和较小的吸光损失之间取得平衡。
83.在本实施例中，第一掺杂半导体层150的晶化率为20％～60％。若第一掺杂半导体层150的晶化率小于20％，则掺杂效率低，导致电阻增大，载流子迁移效率降低；若第一掺杂半导体层150的晶化率大于60％，则晶粒尺寸过大，光学带隙低，吸光损失过大。第一掺杂半导体层150的晶化率为20％～60％的范围内，可在较低的电阻和较低的吸光损失之间取得平衡。
84.本实施例的异质结太阳能电池100，第一透明导电膜171包括第一子透明导电膜至第m子透明导电膜，m为大于等于1的整数；第j子透明导电膜中掺杂有氢，j为大于等于1且小于等于m的整数；即，第一透明导电膜171可以为单层或是多层的透明导电膜。
85.进一步的，m为大于等于2的整数，第q 1子透明导电膜位于第q子透明导电膜背向半导体衬底层110一侧的表面，q为大于等于1且小于等于m～1的整数，第q子透明导电膜的锡的掺杂浓度大于第q 1子透明导电膜的锡的掺杂浓度。即，靠近半导体衬底层110一侧的子透明导电膜的锡的掺杂浓度高于远离半导体衬底层110一侧的子透明导电膜的锡的掺杂浓度。靠近半导体衬底层110一侧的子透明的导电膜的锡的掺杂浓度高，可与第一掺杂半导体层150之间的接触势垒降低，进而降低电阻，从而提高异质结太阳能电池100的光电转化效率。这里应该理解的是，当具有多层子透明导电膜时，各层中氢的掺杂浓度基本相同。
86.具体的，第一透明导电膜的材料包括掺氢(h)的氧化铟锡(ito)、掺氢的掺钨氧化铟(iwo)、掺氢的掺铝氧化锌(azo)、掺氢的掺镓氧化锌(gzo)或掺氢的掺硼氧化锌(bzo)，本实施例中为掺杂h的ito。第一透明导电膜的氢的掺杂浓度为0.1％～0.5％；掺杂浓度若小于0.1％，则难以起到提高载流子传输效率的作用；掺杂浓度若大于0.5％则接近氢的饱和掺杂浓度，难以实现。氢的掺杂浓度在0.1％～0.5％的范围内，可在更高的载流子传输效率和易于实现之间取得平衡。
87.本实施例的异质结太阳能电池100，背栅电极190包括若干条主栅线和若干条自主栅线延伸出的副栅线；副栅线的密度为100条/166mm2～120条/166mm2例如可以为100条/166mm2、110条/166mm2、120条/166mm2。副栅线的密度为100条/166mm2～120条/166mm2，相比于通常的200条/166mm2，形成背栅电极190所需的金属，例如银的消耗量可以得到降低，从而节省成本。此外，若副栅线密度小于100条/166mm2，则栅线电极的电阻过大，汇流效果不佳，影响异质结太阳能电池的光电转化效率；若副栅线密度大于120条/166mm2则栅线遮光损失严重，且银消耗量较大。副栅线密度在100条/166mm2～120条/166mm2的范围内，可在良好的汇流效果和较低的银消耗量之间取得平衡。
88.具体的，副栅线的宽度为25μm～35μm，例如可以为25μm、30μm、35μm。副栅线的密度在25μm～35μm的范围内，可在良好的汇流效果和较低的银消耗量之间取得平衡。相邻副栅线之间的间距为1.2mm～1.6mm，例如可以为1.2mm、1.4mm、1.6mm。相邻副栅线之间的间距为1.2mm～1.6mm，可在良好的汇流效果和较低的银消耗量之间取得平衡。
89.此外，本实施例的异质结太阳能电池还包括：
90.位于半导体衬底层110和第一掺杂半导体层150之间的第一本征非晶硅层130；
91.位于半导体衬底层110背向第一透明导电复合膜170一侧的第二透明导电层160；
92.位于半导体衬底层110和第二透明导电层160之间的第二掺杂半导体层140。第二掺杂半导体层140的导电类型与半导体衬底层的导电类型相同；
93.位于半导体衬底层110和第一掺杂半导体层150之间的第一本征非晶硅层130；
94.以及位于第二透明导电层160背向半导体衬底层110一侧表面的正栅电极180。
95.实施例2
96.本实施例提供一种异质结太阳能电池的制备方法，如图3所示，其包括：
97.提供半导体衬底层；
98.形成位于半导体衬底层一侧的第一透明导电复合膜；第一透明导电复合膜包括第一透明导电膜和形成于第一透明导电膜背向半导体衬底层一侧表面的纳米线导电膜；纳米线导电膜的横向电阻率大于第一透明导电膜的横向电阻率；
99.形成位于第一透明导电复合膜背向半导体衬底层一侧表面的背栅电极。
100.其中纳米线导电膜为银纳米线导电膜，背栅电极的材料为银。
101.本实施例的异质结太阳能电池制备方法，可制备如上述实施例1中的异质结太阳能电池。通过在第一透明导电复合膜中第一透明导电膜背向半导体衬底层一侧表面设置纳米线导电膜，纳米线导电膜相对第一透明导电膜具有更高的横向电阻率，能够提高与背栅电极的接触电阻，使得第一透明导电复合膜的电阻下降，载流子传输性能得到提升，使得异质结太阳能电池具有更高的光电转化效率。此外，由于纳米线导电膜的存在，一方面使得第一透明导电复合膜相对于不设置纳米线导电膜的透明导电层具有高反射率，可有效将正面射入的光反射回异质结太阳能电池中，减少透过的光的损失，提高光电转化效率；另一方面可以阻挡空气中的水汽进入到第一透明导电膜，可避免第一透明导电膜的性能退化。因此在此基础上，可以采用较少的背栅电极的数目，以减少银的消耗量且能够保持异质结太阳能电池具有良好的性能。
102.本实施例的异质结太阳能电池制备方法中，如图4所示，形成纳米线导电膜的步骤包括：
103.将待形成纳米线导电膜的异质结太阳能电池输送至涂布平台；
104.在涂布平台进行混合有前驱体的金属浆料的涂布；
105.将涂布后的异质结太阳能电池输送至加热炉进行加热处理，使涂布金属形成纳米线导电膜。
106.其中，混合有前驱体的金属浆料涂布速度50mm/s～200mm/s，例如可以为50mm/s、100mm/s、150mm/s、200mm/s。
107.混合有前驱体的金属浆料中各物质的质量比为：金属有机银：乙二醇＝1:1～1:3，例如可以为1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3。
108.加热处理过程中温度为100℃～180℃，例如可以为100℃、120℃、140℃、160℃、180℃。加热处理的时间为5min～30min，例如可以为5min、10min、15min、20min、25min、30min。
109.本实施例的异质结太阳能电池的制备方法还包括以下步骤：
110.形成第一掺杂半导体层，第一掺杂半导体层位于半导体衬底层和第一透明导电复合膜之间。
111.形成第一掺杂半导体层的步骤包括：形成第一子掺杂半导体层至第n子掺杂半导体层，n为大于等于2的整数；第k 1子掺杂半导体层位于第k子掺杂半导体层背向半导体衬底层一侧表面，k为大于等于1且小于等于n～1的整数；第k 1子掺杂半导体层中的掺杂浓度大于第k子掺杂半导体层中的掺杂浓度。
112.具体的，形成各子掺杂半导体层的步骤包括：形成掺杂b2h6的μc
‑
si:h层。
113.本实施例的异质结太阳能电池制备方法中，形成第一透明导电膜的步骤包括：形成第一子透明导电膜至第m子透明导电膜，m为大于等于1的整数；第j子透明导电膜中掺杂有氢，j为大于等于1且小于等于m的整数。
114.其中，形成第一透明导电膜的步骤包括：形成掺杂h2o的透明导电层。
115.具体的，包括以下步骤
116.将待形成第一透明导电膜的异质结太阳能电池传输至pvd镀膜腔室中；
117.通入水汽(h2o)或氩气(ar)或氩气与氧气(o2)的混合气体进行溅射，制备形成掺杂h的透明导电层。
118.通过上述步骤，可形成掺氢的第一透明导电膜，特别是，掺氢的透明导电层。通过形成掺氢的第一透明导电膜，可以提高第一透明导电膜中的载流子迁移率和载流子浓度，从而可以提高异质结太阳能电池的光电转化效率。在此基础上，可以减少背栅电极中栅线的数目，以减少银的消耗量且能够保持异质结太阳能电池具有良好的性能。
119.其中，将待形成第一透明导电膜的异质结太阳能电池的传输速度为0.7m/min～3m/min，例如可以为0.7m/min、1.4m/min、2.1m/min、2.8m/min、3m/min。
120.其中，o2的流量可以为15sccm～70sccm，15sccm、30sccm、40sccm、55sccm、70sccm。
121.ar的流量可以为800sccm～1600sccm，例如可以为800sccm、1000sccm、1200sccm、1400sccm、1600sccm。
122.施加在靶材上的功率密度可以为3.6kw/m2～8.5kw/m2，例如可以为：3.7kw/m2、4.4kw/m2、5.2kw/m2、6.1kw/m2、6.9kw/m2、7.9kw/m2、8.6kw/m2。
123.溅射过程中的温度为120℃～180℃，例如可以为120℃、135℃、150℃、165℃、180℃。
124.此外，本实施例的异质结太阳能电池还包括以下步骤：
125.形成位于半导体衬底层110和第一掺杂半导体层150之间的第一本征非晶硅层130；
126.形成位于半导体衬底层110背向第一透明导电复合膜170一侧的第二透明导电层160；
127.形成位于半导体衬底层110和第二透明导电层160之间的第二掺杂半导体层140。第二掺杂半导体层140的导电类型与半导体衬底层的导电类型相同；
128.形成位于半导体衬底层110和第一掺杂半导体层150之间的第一本征非晶硅层130；
129.形成以及位于第二透明导电层160背向半导体衬底层110一侧表面的正栅电极180。
130.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。