[實用新型]一種選擇性發射極單晶硅太陽能電池

有效

• 申請號: 201120168798.2
• 申請日: 2011-05-24
• 公開（公告）號: CN202120962U
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 周利榮;劉禎;馬賢芳;裴駿;張忠衛;張瑋
• 申請（專利權）人: 上海神舟新能源發展有限公司
• 主分類號: H01L31/068
• 分類號: H01L31/068;H01L31/0352;H01L31/0224
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本實用新型涉及太陽電池，尤其涉及一種選擇性發射極單晶硅太陽能電池。

背景技術

太陽電池是一種將光能轉換為電能的裝置，目前占晶硅材料的太陽電池占據市場90％以上的份額。晶硅電池主要分為單晶硅電池和多晶硅電池，由于單晶硅的純度和晶體質量要高于多晶硅，所以單晶硅電池的光電轉換效率一般要高于多晶硅太陽能電池。

目前，常規的商業晶體硅太陽能電池工藝技術路線如下：首先進行來料分選，然后將晶體硅表面的損傷層清洗干凈，并進行制絨以形成一定絨面來減少晶體硅表面反射率；再進行高溫擴散制得PN結；采用PECVD方法在電池的擴散面沉積70～80nm厚的氮化硅薄膜，起到減反和鈍化的作用；最后采用絲網印刷的方式制備金屬電極和背場，經燒結后制得晶體硅太陽電池片。采用這種方法生產的單晶硅電池片效率一般在16％-17％左右。在日趨激烈的市場競爭中，越來越多的硅太陽電池片生產廠商將目光投向了選擇性發射極硅太陽電池，選擇性發射極結構可以改善太陽電池的短波響應，降低表面復合速率和串聯電阻損耗，從而提高單晶硅太陽電池效率至18％-19％。選擇性發射極結構如下圖所示，其有兩個特征：(1)在電極柵線下及其附近形成高摻雜深擴散區；(2)在其他區域形成低摻雜淺擴散區。

目前可以制備選擇性發射極結構的工藝方法有兩次擴散法、涂源擴散+選擇性腐蝕、含磷電極漿料、激光摻雜等方式。其中，兩次擴散法由于其工藝較為復雜，且多次高溫對材料本身會帶來危害。涂源擴散+選擇性腐蝕法在硅片表面均勻涂源進行擴散，結相對較深；而在金屬化后選擇性腐蝕會對電極接觸造成影響。印刷含磷漿料的方法無法形成理想的重摻雜濃度及分布。干法激光摻雜事先須在減反射層表面旋涂一層摻雜源，然后用激光按一定的圖形進行掃描，在光斑掃過的部分發生局部熔融而進行摻雜。但在旋涂磷源的過程中往往容易產生覆蓋量的不穩定性，另外干法激光處理產生的損傷較大。

有文獻也公開了刻槽埋柵的方法制備選擇性發射極，在實驗室取得了較高的轉換效率；但該文獻存在結構相對復雜，工藝實現難度高等缺點。

發明內容

本實用新型的目的，就是為了提供一種可控性好，結面比較平坦、均勻性和重復性好的選擇性發射極單晶硅太陽能電池。

為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：一種選擇性發射極單晶硅太陽能電池，其特征在于，包括P型單晶硅層、n型硅層、SiO₂薄膜層、減反射膜層、正電極、背電場，所述的n型硅層設置在P型單晶硅層上，與P型單晶硅層構成PN結，所述的SiO₂薄膜層設置在n型硅層上，SiO₂薄膜層上表面設置減反射膜層，所述的PN結中間設有橫向結，所述的正電極設置在橫向結上，所述的背電場設置在P型單晶硅層背面，背電場與P型單晶硅層之間設有P⁺型硅層。

所述的P型單晶硅層為襯底層。

所述的n型硅層為離子注入的發射極。

所述的減反射膜層為SiN_x薄膜層。

所述的正電極為銀正電極。

所述的背電場為Al電場。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

1、可控性好：采用離子注入法能精確控制摻雜的濃度分布和摻雜深度，因而可以適用于選擇性發射極結構兩種不同摻雜濃度分布的要求。

2、制備電池過程中反應溫度低：中注入溫度一般不超過400℃，退火溫度在650℃左右，避免了高溫過程帶來的不利影響，如結的推移、熱缺陷、硅片的變形等；同時避免了大量的高溫能耗，降低了選擇性發射極硅電池的制作成本。

4、結面比較平坦：采用的離子注入法所制備的PN結結面較為平坦，有利于提高選擇性發射極電池的電性能。

5、工藝靈活：可以穿透表面薄膜注入到下面的襯底中，也可以采用多種材料作掩蔽膜，如SiO₂、SiNx或光刻膠等；

6、均勻性和重復性好：這在大規模生產應用中保證了選擇性發射極硅太陽電池的產品質量。

附圖說明

圖1是本實用新型的選擇性發射極硅太陽電池結構示意圖；

圖2是圖1的A部放大圖。

具體實施方式

實施例1