[發明專利]一種降低串聯電阻損失的太陽能電池結構及其實現方法

無效

• 申請號: 201110217654.6
• 申請日: 2011-07-30
• 公開（公告）號: CN102339874A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 盛健
• 申請（專利權）人: 常州天合光能有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/04;H01L31/18
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明涉及晶體硅太陽能電池生產工藝技術領域，尤其是一種降低串聯電阻損失的太陽能電池結構及其實現方法。

背景技術

太陽能電池串聯電阻，是影響太陽能電池光電轉換效率的一個重要因素，串聯電阻主要包括電極的柵線電阻、電池摻雜層電阻、電池本身材料電阻、電池電池與硅片的接觸電阻等幾個方面。

電池生產工藝中會通過優化電池的漿料來改善電極的柵線電阻以及電池電池與硅片的接觸電阻，擴散工藝中通過控制雜質摻雜量達到控制摻雜層電阻的目地，材料本身的電阻通過拉棒或者鑄錠過程中摻入P型或N型雜質完成。在晶體硅太陽能電池的工藝中也有采用選擇性發射極的方式降低接觸電阻，主要是通過在電池電極處采用重摻雜，非電極處采用輕摻雜的方式，這樣可以在保證電池串聯電阻性能的前提下優化短波光的響應。

在傳統的晶硅太陽能電池工藝中，電池受光面采用絲網印刷的方式形成正面電極，電極形成的過程中盡量使用較細的柵線，以增加電池的受光面積。但是較細的柵線不利于產業化的生產，因為越細的電池印刷工藝越難完成，會形成較多的斷柵以及虛印，無法達到較優的柵線高度，不利于串聯電池的性能。所以一般采用折中的辦法，損失一部受光面積，適當增加柵線的設計線寬，以確保串聯性能。但是即使如此也無法完全避免產業化生產中造成的柵線間斷，虛印刷等問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術中之不足，提供一種能彌補傳統晶硅太陽能電池工藝中受光面電極柵線間斷、虛印刷引起的串聯性能惡化，同時優化電池正面的光吸收性能的降低串聯電阻損失的太陽能電池結構及其實現方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種降低串聯電阻損失的太陽能電池結構，包括透明導電膜、減反膜、摻雜層、硅襯底、背表面場和電極，所述的透明導電膜覆蓋于在電池受光面的減反膜表面。

本發明所述的透明導電膜的摻雜濃度為10¹⁹-10²²/cm³，薄膜電阻率小于800Ω·cm，折射率為1.6-1.8，薄膜厚度為50-150nm。

本發明所述的硅襯底的上層依次覆蓋有摻雜層、減反膜和透明導電膜，硅襯底的下層設置有背表面場。

本發明所述的透明導電膜的材質為金屬氧化物或金屬氮化物。

本發明所述的金屬氧化物或金屬氮化物為In₂O₃、SnO₂、ZnO、CdO或TiN。

一種降低串聯電阻損失太陽能電池結構的實現方法，具有以下步驟：(1)、硅片絨面制備；(2)、硅片摻雜形成P-N；(3)、背結刻蝕；(4)、正背面減反膜制備；(6)、背面電極電場制備；(7)、正背面電極制備；(8)、電池金屬化形成，步驟(4)正背面減反膜制備之后還增加有步驟(5)正面透明導電膜制備：透明導電膜采用磁控濺射法制備，合金蒸發溫度為750℃-850℃，襯底的加熱溫度為200℃-350℃。

本發明所述的透明導電膜為摻雜錫的氧化銦，具體方法為：用鎢絲加熱的石英玻璃舟蒸發高純度如99.999％、錫的質量分數為10％的銦錫合金，其銦錫合金的蒸發溫度約為800℃，以純凈的氧氣作為反應氣體，氧分壓為2×10^-2Pa，系統的基礎真空度為10^-3Pa；襯底用電阻加熱，溫度在室溫到300℃范圍內連續可調，由銅-康銅熱電偶監控，蒸發源到基片的距離為25cm；蒸發源的加熱功率保持不變，薄膜生長速率約為5nm/min。

本發明的有益效果是：本發明通過透明導電膜使電池正表面電池柵線連成一個整體，有效改善因正表面電池柵線的間斷、虛印刷引起的電阻、電流損失，從而有效改善晶體硅太陽能電池的串聯電阻性能，同時可以有效增加電池的光吸收。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的結構示意圖。

圖中1.透明導電膜，2.減反膜，3.摻雜層，4.硅襯底，5.背表面場，6.電極。

具體實施方式

現在結合附圖和優選實施例對本發明作進一步的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

如圖1所示，本發明采用的技術手段是在傳統的晶體硅太陽能電池表面沉積透明導電膜1，此處透明導電膜的作用為將電池正表面細柵線連接為一個有機的整體，有效降低因細柵本身電阻引起的串聯電阻，以及避免因為柵線斷開或者虛印刷引起的電流、電阻損失。