西安理工大学胡继超获国家专利权
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龙图腾网获悉西安理工大学申请的专利Ga2O3/Si TOPCon光伏电池及制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116344641B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310336735.0,技术领域涉及:H10F77/12;该发明授权Ga2O3/Si TOPCon光伏电池及制备方法是由胡继超;张子涵;贺小敏;孟佳琦;张奇设计研发完成,并于2023-03-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本Ga2O3/Si TOPCon光伏电池及制备方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种Ga2O3SiTOPCon光伏电池,包括n型硅片,n型硅片背面由近到远依次设置有隧穿层、n型多晶硅层、背电极;n型硅片正面由近到远依次设置有本征β‑Ga2O3层、钝化层、减反层;本征β‑Ga2O3层上还设置有一对顶电极,两个顶电极依次贯穿钝化层和减反层且伸出减反层外部。本发明解决了现有技术中存在的因正面的多晶硅层对入射可见光的吸收导致的光学损耗所引起的电池光电转换效率低的问题。
本发明授权Ga2O3/Si TOPCon光伏电池及制备方法在权利要求书中公布了:1.Ga2O3SiTOPCon光伏电池的制备方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施: 步骤1、对n型硅片进行碱性抛光; 所述步骤1中使用浓度为3%~5%的KOH溶液对n型硅片进行碱性抛光,去除表面锯损伤; 步骤2、在步骤1抛光后的n型硅片正面制绒,形成表面金字塔结构;所述步骤2中制绒时使用浓度为3%~5%的NaOH溶液对n型硅片表面均匀腐蚀; 步骤3、对步骤2得到的n型硅片进行清洗,并在氢氟酸HF中短浸; 所述步骤3中清洗流程为:依次使用第一清洗液、第二清洗液、氢氟酸、酒精、去离子水逐步对n型硅片进行清洗,其中,第一清洗液为NH3H2O、H2O2、去离子水按体积比1:1:5混合而成,第二清洗液为HCl、H2O2、去离子水按体积比1:1:5混合而成,氢氟酸浓度为3%~6%、酒精浓度为99.9%; 步骤4、在步骤3清洗后的n型硅片背面进行氧化层生长; 所述步骤4生长氧化层时采用热硝酸氧化法,即将n型硅片置于65%~70%的HNO3溶液中处理10min~20min,HNO3溶液温度为90℃~110℃; 步骤5、在步骤4得到的氧化层上沉积n型多晶硅层,并利用酸性腐蚀溶液去除n型硅片正面绕镀的氧化层和多晶硅层; 所述步骤5中氧化层上沉积n型多晶硅时使用射频PECVD系统进行等离子增强化学气相沉积,以SiH4和PH3的混合气体作为源气体,H2和Ar的混合气体作为稀释气体,控制射频功率为3W~15W;酸性腐蚀溶液为体积分数为5%的氢氟酸溶液; 步骤6、在n型硅片正面进行本征β-Ga2O3异质外延层生长; 所述步骤6中在n型硅片正面进行本征β-Ga2O3异质外延层生长时沉积利用化学气相沉积设备,以纯度为99.99999%的金属镓作为镓源,惰性气体作为载气,O2作为生长源气体,具体如下: 步骤6.1、将金属镓源放入石英舟内,石英舟放入双温区石英管式炉内第一温区中; 步骤6.2、步骤5得到的n型硅片作为衬底放在衬底托上,将载有衬底的衬底托放入石英管式炉内第二温区中;将反应腔抽真空,抽真空后腔体压强为1pa; 步骤6.3、向石英反应腔内通入作为载气的惰性气体; 步骤6.4、同时加热管式炉内第一温区中载有金属镓源的石英舟和第二温区中的衬底;通过设置升温时间使第一温区的工作温度和第二温区中的工作温度同时达到相应设置的温度,第一温区中金属镓源的工作温度为550℃~650℃;第二温区中衬底的工作温度为700℃~1050℃; 步骤6.5、当石英管内第一温区中反应舟的工作温度和第二温区中衬底的工作温度达到设定温度时,打开O2气路,让惰性气体携带O2进入石英反应管;生长时间设定为1h~3h,在衬底上沉积本征β-Ga2O3薄膜; 步骤6.6、当本征β-Ga2O3薄膜生长结束后,关闭O2气路和SiH4气路并降温,完成本征β-Ga2O3异质外延层制备; 步骤7、在步骤6得到的本征β-Ga2O3异质外延层上沉积AlOx薄膜; 所述步骤7中采用原子层沉积技术ALD,以AlCH33和H2O为前驱体,沉积温度为100℃~350℃; 步骤8、在步骤7得到的AlOx薄膜上沉积SiNx薄膜;所述步骤8中采用等离子体增强化学气相沉积技术PECVD,以SiH4和NH3为气源,n型硅片温度为200℃~500℃,射频功率为3W~5W; 步骤9、在步骤5得到的n型多晶硅层上制作背电极;所述步骤9中在n型多晶硅层上制作背电极时采用热蒸发法蒸镀Ag背电极; 步骤10、在步骤8得到的SiNx薄膜上制备顶电极,最终形成所述Ga2O3SiTOPCon光伏电池; 所述步骤10中首先利用光刻开孔,通过曝光及显影去除顶电极位置处的AlOx及SiNx层,然后采用电子束蒸发镀膜机蒸镀TiPdAg堆叠层顶电极,最终形成所述Ga2O3SiTOPCon光伏电池。
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