异质结电池的衬底材料主要取决于该电池中不同半导体材料的选择。在晶体管和太阳能电池中,最常见的衬底材料是硅。但是在其他类型的异质结电池中,如钴铝氧化物,硒化镉或碲化镉电池中,衬底材料通常是玻璃或陶瓷材料。有些电池甚至使用聚合物或薄膜作为衬底材料,这取决于应用的具体要求。总之,衬底材料的选择取决于电池所需的电学和光学性能,以及材料的可用性和成本。
(1)硅片切割:将外购硅片使用高精度振镜、直线电机补偿调节,采用无冷媒的方式(市场上绝大多数用水)更好地保护N型硅片膜层,完成硅片切割;
(2)链式清洗:将切割完成的硅片放到氢氧化钾清洗液中进行清洗,然后进行酸洗完成硅片表面的清洗;
(3)链式吸杂:使用磷酸在一定温度下在硅片表面形成磷硅玻璃,达到将硅片内的金属杂质吸出的作用;
(4)清洗制绒:利用碱对硅的各向异性刻蚀原理,在形成硅片表面形成金字塔形状,达到陷光目的;同时使用改良RCA清洗工艺对硅片表面进行清洗,为下一步镀膜做准备;
(5)PEVCD镀膜:利用非晶硅优异的短话效果在硅片表面沉积本征非晶硅薄膜和掺杂非晶硅薄膜,从而形成PN结。工艺过程主要采用RF电源将硅烷(SiH)、氢气(H)等其他工艺气体激发为等离子体态,并相互反应,最终以薄膜形式沉积在硅片表面;
(6)PVD镀膜:电池表面沉积TCO透明导电氧化薄膜起到减反和导电作用;工艺过程主要利用磁控溅射原理,将TCO材料以薄膜形式沉积到电池表面,实现导电、减反和保护非晶硅薄膜的作用;
(7)丝网印刷:利用固定网版图形将银浆印刷到电池正背面,固化之后形成电路将电池产生的电流引出来;
异质结电池的衬底材料主要是N型硅片。异质结电池,又称HJT电池,其结构简单、工艺温度低、开路电压高、温度特性好,并具有双面发电的优点,是高转换效率硅基太阳能电池的主要方向之一。
HJT电池的制作过程主要包括四个步骤:制绒清洗、非晶硅薄膜沉积、TCO薄膜沉积、电极金属化。相比于其他电池技术,HJT的工艺步骤较少,这有助于提高产品良率和节约生产成本。此外,C-HJT铜异质结电池采用金属沉积的方式制备铜栅线,使栅线具有更加优化的高宽比,提高了短路电流和电池的转换效率,同时在材料导电性和成本上也具有优势。