[發明專利]一種廣譜吸收的黑硅太陽能電池結構及其制作方法

無效

• 申請號: 201010113745.0
• 申請日: 2010-02-24
• 公開（公告）號: CN101789462A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 朱洪亮;朱小寧;梁松;張興旺;劉德偉;王圩
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L31/068
• 分類號: H01L31/068;H01L31/18;H01L31/0236
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種廣譜吸收的黑硅太陽能電池結構，其特征在于，該結構由上 至下依次包括：

迎光面廣譜陷光層；

p型硅基襯底；

n型磷擴散層；以及

背光面廣譜吸收黑硅層；

其中，所述迎光面廣譜陷光層具有間隔為50nm至50μm、尺度為50nm 至50μm的硅微粒或硅微孔的表層材料，對0.25微米至2.5微米的太陽光 譜具有＜10％的反射率；所述背光面廣譜吸收黑硅層采用摻有硫系元素的 硅材料，其表層結構是具有間隔為0.1至20μm，尺度為0.1至20μm的 硅微錐、硅微粒或硅微孔，這種材料對0.25微米至2.5微米波長范圍內的 太陽光具有＞90％的光吸收率。

2.根據權利要求1所述的廣譜吸收的黑硅太陽能電池結構，其特征 在于，所述n型磷擴散層是在p型硅基襯底的一面進行磷擴散所形成的， 且該n型磷擴散層與p型硅基襯底形成PN結。

3.根據權利要求1所述的廣譜吸收的黑硅太陽能電池結構，其特征 在于，所述p型硅基襯底采用(100)p型單晶硅或多晶硅，雙面不拋光或 雙面拋光或單面拋光，厚度為100至500μm，電阻率為0.1至10Ω.cm。

4.根據權利要求1所述的廣譜吸收的黑硅太陽能電池結構，其特征 在于，在迎光面廣譜陷光層表面和背光面廣譜吸收黑硅層表面作硅氧化物 介質鈍化層，然后在鈍化層上分別制作正面接觸柵電極和背面接觸電極與 背反電極金屬層。

5.一種廣譜吸收的黑硅太陽能電池結構的制作方法，其特征在于， 該方法包括：

步驟1：在p型硅基襯底的一面進行磷擴散形成n型磷擴散層，并以 此形成電池的pn結；

步驟2：采用高能激光輻照或化學腐蝕的方式，在p型硅基襯底未進 行磷擴散的一面制作廣譜陷光層，以此形成電池的迎光面；其中所述廣譜 陷光層采用多孔硅或織構硅材料，其表層結構是具有間隔為50nm至 50μm，尺度為50nm至50μm的硅微粒或硅微孔，所述廣譜陷光層對0.25 微米至2.5微米的太陽光譜具有＜10％的反射率；

步驟3：在p型硅基襯底進行磷擴散的一面制作廣譜吸收黑硅層，以 此形成電池的背光面，所述廣譜吸收黑硅層采用摻有硫系元素的硅材料， 其表層結構是具有間隔為0.1至20μm，尺度為0.1至20μm的硅微錐、 硅微粒或硅微孔，這種材料對0.25微米至2.5微米波長范圍內的太陽光具 有＞90％的光吸收率；

步驟4：在迎光面廣譜陷光層和背光面廣譜吸收黑硅層表面作硅氧化 物介質鈍化層，然后在迎光面廣譜陷光層表面和背光面廣譜吸收黑硅層表 面的鈍化層上分別制作正面接觸柵電極和背面接觸電極與背反電極金屬 層。

6.根據權利要求5所述的廣譜吸收的黑硅太陽能電池結構的制作方 法，其特征在于，

步驟1中所述磷擴散的深度為1至100μm，磷擴散后的表面濃度為10¹⁷至10²⁰cm^-3。

7.根據權利要求5所述的廣譜吸收的黑硅太陽能電池結構的制作方 法，其特征在于，步驟3中所述廣譜吸收黑硅層是在硫系環境下，在n型 磷擴散層的表面通過高能激光輻照形成，激光輻照時的硫系環境為硫系氣 體、硫系粉末或硫系液體。