[發(fā)明專利]一種具有低串聯(lián)電阻的晶體硅太陽電池及其制備方法

無效

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• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102169909A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈輝;陳奕峰;洪瑞江
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/048;H01L31/18;B41M1/12
• 代理公司: 廣州知友專利商標(biāo)代理有限公司 44104
• 代理人: 李海波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有低串聯(lián)電阻的晶體硅太陽電池及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，制備晶體硅太陽電池常規(guī)工藝一般采用絲網(wǎng)印刷制備金屬電極，在印刷過程中可能由于漿料顆粒過大、停留時間過長或網(wǎng)版老化等原因造成堵網(wǎng)，使得金屬電極，特別是細(xì)柵線金屬電極(finger)不完整，形成斷柵。同時，金屬電極位于晶體硅太陽電池的頂層，在沒有任何保護(hù)的情況下容易氧化。

為了減少電極對光線的遮擋，高效電池設(shè)計(jì)對細(xì)柵電極的寬度提出了更高的要求。然而，細(xì)柵寬度下降自然會引起電極橫截面積的降低，從而導(dǎo)致電極電阻增大，也即電池串聯(lián)電阻增大。同時，細(xì)柵寬度的降低對絲網(wǎng)印刷技術(shù)提出了更高的要求。一般而言對于絲網(wǎng)印刷，細(xì)柵越細(xì)意味著越容易出現(xiàn)斷柵。

目前傳統(tǒng)的晶體硅電池采用PECVD在前表面鍍氮化硅(SiN_x)，單層的氮化硅薄膜為了兼顧鈍化性能和減反性能采取了折衷的設(shè)計(jì)，在鈍化效果、減反效果和色彩外觀上都有提升的空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有低串聯(lián)電阻的晶體硅太陽電池，該電池具有透明導(dǎo)電膜-金屬電極-鈍化層結(jié)構(gòu)，其中透明導(dǎo)電薄膜可以連接斷柵，減少斷柵帶來的功率損失；同時該薄膜可降低電池前表面的串聯(lián)電阻，增強(qiáng)電池的導(dǎo)電能力；同時可以對電池正面的金屬電極起到保護(hù)作用，并防止金屬電極氧化；通過調(diào)控透明導(dǎo)電膜，還可以調(diào)控晶體硅太陽電池的反射率和顏色。

本發(fā)明的目的還在于提供上述具有低串聯(lián)電阻的晶體硅太陽電池的制備方法，該方法過程簡潔，成本低。

本發(fā)明的第一個目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種具有低串聯(lián)電阻的晶體硅太陽電池，包括p-n結(jié)，在p-n結(jié)的前表面設(shè)有鈍化層、細(xì)柵線金屬電極和主柵線金屬電極，在p-n結(jié)的背面設(shè)有背面電場和背面電極，所述的細(xì)柵線金屬電極、主柵線金屬電極、背面電場和背面電極與p-n結(jié)相連通，在晶體硅太陽電池的前表面全部區(qū)域或局部區(qū)域設(shè)有透明導(dǎo)電膜。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)：本發(fā)明提供的一種具有低串聯(lián)電阻的晶體硅太陽電池，包括p-n結(jié)，在p-n結(jié)的前表面設(shè)有鈍化層、細(xì)柵線金屬電極和主柵線金屬電極，在p-n結(jié)的背面設(shè)有背面電場和背面電極，所述的細(xì)柵線金屬電極、主柵線金屬電極、背面電場和背面電極與p-n結(jié)相連通，在電池的前表面的局部區(qū)域還設(shè)有掩模，在電池的前表面未被掩模覆蓋的區(qū)域上設(shè)有透明導(dǎo)電膜。

本發(fā)明通過上述兩種方式，即一種是在制備的晶體硅太陽電池的前表面的全部區(qū)域設(shè)置透明導(dǎo)電膜，另一種是在制備的晶體硅太陽電池的前表面的局部區(qū)域通過設(shè)置掩膜，在未被掩模覆蓋的區(qū)域設(shè)置透明導(dǎo)電膜，從而起到連接斷柵，減少斷柵帶來的功率損失；及降低電池前表面的串聯(lián)電阻，增強(qiáng)電池的導(dǎo)電能力的作用。其中，通過在電池前表面局部區(qū)域設(shè)置掩模后再在未被掩模覆蓋的區(qū)域設(shè)置透明導(dǎo)電膜，可以使電池的局部區(qū)域不被導(dǎo)電膜覆蓋而在電池的前表面顯示各種圖形如漢字、數(shù)字、中英文字母等。

本發(fā)明的第二個目的是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：上述具有低串聯(lián)電阻的晶體硅太陽電池的制備方法，制備出晶體硅太陽電池后，在電池前表面整面鍍上透明導(dǎo)電膜或利用掩模先對電池前表面局部區(qū)域進(jìn)行選擇性覆蓋，在電池的前表面未被掩模覆蓋的區(qū)域鍍上透明導(dǎo)電膜，形成透明導(dǎo)電膜-金屬電極-鈍化層結(jié)構(gòu)，即制備得具有低串聯(lián)電阻的晶體硅太陽電池。

其中，本發(fā)明采用掩模對晶體硅太陽電池前表面進(jìn)行選擇性覆蓋的具體過程為：制備電池后，選取掩模，并將掩模與電池進(jìn)行對位、調(diào)整，使電池前表面的局部區(qū)域被掩模選擇性覆蓋，接著固定；然后調(diào)整鍍膜參數(shù)，用鍍膜設(shè)備在電池前表面未被掩模覆蓋的區(qū)域鍍上透明導(dǎo)電薄膜，形成帶有掩模圖案的透明導(dǎo)電膜-金屬電極-鈍化層結(jié)構(gòu)。

在上述制備方法中：

本發(fā)明所述的透明導(dǎo)電膜的材質(zhì)包括金屬氧化物和摻雜物，其中所述的金屬氧化物為ZnO、In₂O₃、SnO₂、CdO、TiO₂、CdIn₂O₄、Cd₂SnO₄和Zn₂SnO₄中的一種或幾種，所述的摻雜物為Sn、Sb、F、Al、Ge、Ga、Zr、B、Mo、Ni和Zn中一種或幾種。

本發(fā)明所述的透明導(dǎo)電膜的厚度為1-1000nm，折射率為1.1-6.0。

本發(fā)明所述的鍍透明導(dǎo)電膜采用蒸發(fā)、濺射、離子鍍或CVD方法制成。