[發(fā)明專利]全背電極異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210089491.2
• 申請(qǐng)日: 2012-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN103137767A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳德清;蕭睿中;陳建勛;林景熙;丁密特·薩哈雷夫·丁密措夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H01L31/075
• 分類號(hào): H01L31/075;H01L31/0376
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國(guó);梁揮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，且特別是關(guān)于一種全背電極異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池(back-contact?hetero?junction?solar?cell)。

背景技術(shù)

目前高效率太陽(yáng)能電池是未來(lái)產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)，因?yàn)楦咝侍?yáng)能電池不僅僅是提升單位面積的發(fā)電瓦數(shù)，還可降低成本，更深一層的含意是可以提升模塊發(fā)電的附加價(jià)值。

目前世界上效率最高的太陽(yáng)能電池模塊是SunPower的內(nèi)交指背接觸式(Interdigitated?Back-Contact，IBC)的全背結(jié)模塊，其電池效率可以超過(guò)24％以上，就市場(chǎng)上而言，因?yàn)樯鲜龈咝侍?yáng)能電池制造流程太繁瑣，制程所花的成本很高，所以模塊的制造成本高出傳統(tǒng)硅晶模塊5成以上。

另一種高效率太陽(yáng)能電池是使用異質(zhì)結(jié)的太陽(yáng)能電池。異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池一般是在硅晶片上成長(zhǎng)非晶硅(a-Si)的鈍化層與非晶硅電極，其具有極低的表面復(fù)合速率，因此擁有很高的開路電壓。結(jié)合上述兩項(xiàng)電池的優(yōu)點(diǎn)，把電池電極制作到背面，并使用鈍化能力很好的非晶硅層，將可以使電池轉(zhuǎn)換效率更往上提升，例如美國(guó)專利US?7,199,395所提出的全背電極異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。

然而，這種全背電極結(jié)構(gòu)卻存在元件結(jié)能帶差過(guò)大，導(dǎo)致造成的電阻過(guò)高的問(wèn)題，電池轉(zhuǎn)換使效率始終都是不如預(yù)期。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種全背電極異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，能改善異質(zhì)結(jié)全背電極結(jié)構(gòu)效率受限的因素。

本發(fā)明提出一種全背電極異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，包括一第一導(dǎo)電型硅基板、一第一非晶半導(dǎo)體層、一第二非晶半導(dǎo)體層、一第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層、一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層以及一第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)。第一非晶半導(dǎo)體層位在第一導(dǎo)電型硅基板的受光面上，其中第一非晶半導(dǎo)體層為本質(zhì)半導(dǎo)體層或第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。第二非晶半導(dǎo)體層位在第一導(dǎo)電型硅基板的非受光面上，其中第二非晶半導(dǎo)體層為本質(zhì)半導(dǎo)體層。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層分別位在第一導(dǎo)電型硅基板的第二非晶半導(dǎo)體層上。至于第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)則位在第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層下方的第一導(dǎo)電型硅基板內(nèi)并與第二非晶半導(dǎo)體層接觸。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)例如p型摻雜區(qū)。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的摻雜濃度在1e18cm^-3～1e21cm^-3之間。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第二導(dǎo)電型摻雜區(qū)的結(jié)深度在0.001μm～10μm之間。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層互相隔離或者部分重疊。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第一與第二非晶半導(dǎo)體層的材料包括非晶硅(amorphous?silicon)、非晶碳化硅(amorphous?Silicon?carbide)、非晶硅鍺(amorphous?silicon?Germanium)等半導(dǎo)體材料。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的材料包括非晶硅(amorphous?silicon)、非晶碳化硅(amorphous?Silicon?carbide)、非晶硅鍺(amorphous?silicon?Germanium)、微晶硅(micro-crystal?silicon)、微晶碳化硅(micro-crystal?Silicon?carbide)、微晶硅鍺(micro-crystal?silicon?Germanium)等半導(dǎo)體材料。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述太陽(yáng)能電池還可包括一抗反射層，位在第一非晶半導(dǎo)體層上。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述太陽(yáng)能電池還可包括第一與第二電極，分別與第一和第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層接觸。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第一電極完全覆蓋或部分覆蓋第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第二電極完全覆蓋或部分覆蓋第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第一與第二電極至少包括一透明導(dǎo)電氧化物(TCO)層與一金屬層。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述太陽(yáng)能電池還可包括一絕緣層，位在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層之間的第二非晶半導(dǎo)體層上。上述絕緣層的材料包括高分子材料、二氧化硅、氮化硅或其他不導(dǎo)電的介電材料。

基于上述，本發(fā)明的太陽(yáng)能電池可以同時(shí)提升開路電壓、短路電流與降低模塊封裝后的輸出損失，還能憑借降低結(jié)電阻，使太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率更往上躍升。