[實用新型]雙面受光型晶體硅太陽能電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020146111.0
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN201699033U
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊樂;王景霄;楊志剛;葉慶好
• 申請（專利權(quán)）人: 楊樂
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052;H01L31/0288;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 無錫華源專利事務(wù)所 32228
• 代理人: 聶漢欽

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及太陽能電池，尤其涉及雙面受光型晶體硅太陽能電池。

背景技術(shù)

目前，晶體硅太陽能電池占全球商品化太陽能電池總量的近90％，處于絕對優(yōu)勢地位。晶體硅太陽能電池經(jīng)過長期發(fā)展，其基于傳統(tǒng)鋁背場絲網(wǎng)印刷的系列技術(shù)已經(jīng)較為完善。傳統(tǒng)的單面受光型晶體硅太陽能電池都是制作在太陽能級P型晶體硅材料上，其主要制造步驟如下：1)去損傷及制絨；2)磷擴散制結(jié)；3)刻蝕并去除磷硅玻璃(PSG)；4)采用PECVD(等離子增強化學(xué)氣相沉積)在擴磷面制做氮化硅減反射膜；5)背電極、電場印刷及烘干；6)正面電極印刷、燒結(jié)；7)完成電池并測試。

傳統(tǒng)單面受光型晶體硅太陽能電池的背面為全鋁背場，其缺點在于：鋁背場的表面復(fù)合速率較高，對效率的提高有著很大的制約；鋁、硅由于熱膨脹系數(shù)不同在燒結(jié)時會使硅片彎曲，很難封裝成太陽能電池；鋁背場電池封裝后散熱性差，容易在工作過程中由于溫度升高導(dǎo)致效率下降。

在當今硅材料日益緊缺的情況下，為了充分利用現(xiàn)有技術(shù)，提高太陽能電池的輸出功率，雙面受光型晶體硅太陽能電池已經(jīng)成為研究的熱點。目前國內(nèi)并沒有適合于產(chǎn)業(yè)化的雙面受光型晶體硅太陽能電池技術(shù)，相關(guān)研究也僅限于實驗室階段。如專利號為200610038978.2的中國專利《磷硼同時擴散制造高效硅太陽能電池的方法》所公開的內(nèi)容，其采用了硼、磷同時擴散的方法，但是由于兩種雜質(zhì)源在硅中的擴散溫度不同，交叉參雜后會造成漏電，因此可行性很低。又如專利號為200720044255.3的中國專利《具有濃硼濃磷擴散結(jié)構(gòu)的太陽能電池》所公開的內(nèi)容，其采用了在氧化硅上開孔的方法，但是只能在實驗室實施，很難在工業(yè)化生產(chǎn)上得到應(yīng)用。在國際上，目前也只有日本的日立公司能夠小規(guī)?；a(chǎn)雙面受光型晶體硅太陽能電池。但是由于硼擴散工藝較難掌握，并沒有較為成熟的、適用于大規(guī)模生產(chǎn)的硼擴散工藝；而且分步連續(xù)進行硼、磷擴散需要實用可靠的掩蔽保護；另外在擴硼層表面上采用絲網(wǎng)印刷工藝實現(xiàn)歐姆接觸及表面繼續(xù)疊加特殊的鈍化層結(jié)構(gòu)等，都具有相當?shù)募夹g(shù)難度，因此很難形成產(chǎn)業(yè)化。

實用新型的內(nèi)容

針對上述問題，申請人進行了改進研究，提供一種雙面受光型晶體硅太陽能電池，可以充分利用現(xiàn)有技術(shù)，大幅度提高太陽能電池的輸出功率，并且工藝簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種雙面受光型晶體硅太陽能電池，包括：

太陽能電池本體，具有單晶硅襯底，在所述單晶硅襯底的背面形成擴硼層P+，在所述單晶硅襯底的正面形成擴磷層N+；

背面減反射膜，在所述擴硼層P+上形成并由氮化硅構(gòu)成；

正面減反射膜，在所述擴磷層N+上形成并由氮化硅構(gòu)成；

背面柵線，以預(yù)定的圖案在所述背面減反射膜上形成并通過所述背面減反射膜連接到所述擴硼層P+；

正面柵線，以預(yù)定的圖案在所述正面減反射膜上形成并通過所述正面減反射膜連接到所述擴磷層N+；

可選的，所述單晶硅襯底為P型太陽能級單晶硅，形成的太陽能電池本體為P+PN+結(jié)構(gòu)。

可選的，所述單晶硅襯底為N型太陽能級單晶硅，形成的太陽能電池本體為P+NN+結(jié)構(gòu)。

可選的，所述背面減反射膜、正面減反射膜是使用PECVD形成的。

本實用新型的有益技術(shù)效果是：

本實用新型采用現(xiàn)有晶體硅太陽能電池產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備，基于現(xiàn)有太陽能電池制作傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷技術(shù)，生產(chǎn)成本與現(xiàn)有傳統(tǒng)絲網(wǎng)印刷太陽能電池產(chǎn)品相仿，卻大幅度的提高了太陽能電池的輸出功率。并且解決了傳統(tǒng)鋁背場太陽能電池的部分難題，在后續(xù)轉(zhuǎn)化效率提高、組件應(yīng)用拓廣上還有很大的空間。具體體現(xiàn)在以下四點：

(一)本實用新型以晶體硅材料為基礎(chǔ)，除現(xiàn)有成熟的磷擴散工藝外，還引入了擴硼工藝，從而實現(xiàn)晶片兩面受光轉(zhuǎn)化結(jié)構(gòu)。在本實用新型封裝后，按照一般背面接受25％的反射光計算，可以使得整體太陽能電池組件的輸出功率有接近20％的提升。例如，如果電池正面的轉(zhuǎn)化效率為16％，而背面為12％，按照背面接收的反射光為正面入射光的25％計算，電池總體的輸出功率相當于效率為19％的單面鋁背場電池所達到的效果。

(二)硼在硅中的固溶度較鋁高一個數(shù)量級，這就更容易實現(xiàn)少數(shù)載流子在表面復(fù)合速度的降低，從而更有助于提升太陽能電池的整體轉(zhuǎn)化效率。硼擴散適用廣泛，作為P+層，對于P型硅材料可以作為硼背場，其鈍化效果較傳統(tǒng)鋁背場更好；對于N型材料更是電池P-N結(jié)制造的核心工藝，是太陽能電池實現(xiàn)高效演進的必經(jīng)之路。