[發(fā)明專利]全背電極太陽電池及其制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310296072.0
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103367547A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶龍忠;楊灼堅;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州潤陽光伏科技有限公司
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于太陽電池領(lǐng)域，具體涉及一種全背電極太陽電池及其制作方法。

技術(shù)背景：

太陽電池可將太陽能直接轉(zhuǎn)化成電能，是利用太陽能資源的有效方式，由于在使用中不會產(chǎn)生任何有害物質(zhì)，所以近幾年來太陽能電池在解決能源與環(huán)境問題方面倍受青睞，有著極好的市場前景。太陽能也被譽(yù)為是最理想的能源，是解決人類社會賴以生存和發(fā)展的重要資源。

全背電極太陽電池是一種極具潛力的高效太陽電池。全背電極太陽電池正、負(fù)電極均位于太陽電池的背光表面，其受光表面沒有任何電極遮擋，因此，與傳統(tǒng)太陽電池相比，全背電極太陽電池的發(fā)電效率更高。但是，正、負(fù)電極均設(shè)置與太陽電池的同一個表面，這給該電池的制作帶來了困難。原因是正、負(fù)電極需要分別和摻雜類型相反的p型摻雜區(qū)及n型摻雜區(qū)接觸，正、赴電極位于同一個表面，意味著必須在太陽電池的同一表面的不同區(qū)域制作摻雜類型相反的摻雜層，并且要實(shí)現(xiàn)兩者之間的隔離。而目前行業(yè)內(nèi)幾乎所有太陽電池采用氣態(tài)源擴(kuò)散的方法實(shí)現(xiàn)摻雜。氣態(tài)源擴(kuò)散在制作全背電極時遇到困難，因?yàn)闅鈶B(tài)源的分布難以控制，所以很難直接在同一表面上實(shí)現(xiàn)摻雜類型相反的擴(kuò)散。

針對上述困難，現(xiàn)有的解決辦法之一是采用掩膜及光刻技術(shù)對摻雜后的表面的局部區(qū)域進(jìn)行屏蔽保護(hù)，然后再進(jìn)行腐蝕或另一種摻雜類型雜質(zhì)的擴(kuò)散。這種方法的缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，涉及制作掩膜、去除掩膜、光刻等多不工藝；工藝復(fù)雜同時導(dǎo)致了成本高昂的結(jié)果。

對比文獻(xiàn)CN?102437239A(公開號)提出了“一種全背電極鋁背結(jié)太陽電池制作工藝”。該方案利用鋁電極與n型硅片在高溫下的鋁硅合金反應(yīng)，使鋁電極中的部分鋁熔融到n型硅片背便面，作為全背電極太陽電池的發(fā)射極。由于鋁電極可以通過絲網(wǎng)印刷等成本低廉、容易控制的方法實(shí)現(xiàn)圖形化的沉積，因而該方法較簡單地實(shí)現(xiàn)了對鋁雜質(zhì)分布的控制，進(jìn)而使“在同一表面實(shí)現(xiàn)摻雜類型相反的摻雜層”的問題變得相對簡單。該方案制作的全背電極太陽電池如圖1所示，n型硅片11受光表面111設(shè)有有n型摻雜層一12和介電層一15；n型硅片11背光表面112設(shè)有n型局域摻雜層二121，上面設(shè)有介電層二14，金屬電極一17穿透介電層二14與n型局域摻雜層二121接觸，鋁電極18直接覆蓋在n型硅片背光表面112，并與n型硅片11形成了形狀與鋁電極18一致的大面積鋁摻雜層19，作為該太陽電池的發(fā)射極。但是，從該太陽電池的結(jié)構(gòu)分析，用該方法制作全背電極太陽電池仍然存在問題。原因是鋁發(fā)射極比用傳統(tǒng)氣態(tài)源擴(kuò)散方法制備的硼發(fā)射極的pn結(jié)質(zhì)量差，大面積的鋁發(fā)射極將導(dǎo)致嚴(yán)重的結(jié)區(qū)復(fù)合及發(fā)射極內(nèi)部的體復(fù)合，并最終使全背電極鋁背結(jié)太陽電池的效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種全背電極太陽電池結(jié)構(gòu)及其制作方法，解決全背電極太陽電池制作復(fù)雜，而全背電極鋁背結(jié)太陽電池效率較低的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：

一種全背電極太陽電池，它由n型硅片、n型摻雜層一、n型局域摻雜層二、局域鋁摻雜陣列、介電層一、介電層二、細(xì)柵金屬電極一、細(xì)柵鋁電極、主柵電極一及主柵電極二組成；n型摻雜層一位于n型硅片受光表面，介電層一覆蓋于n型摻雜層一之上，n型局域摻雜層二和局域鋁摻雜陣列交替分布于n型硅片背光表面，介電層二覆蓋于n型硅片背光表面及n型局域摻雜層二、局域鋁摻雜陣列之上；細(xì)柵金屬電極一位于介電層二之上、與n型局域摻雜層二對應(yīng)的位置；細(xì)柵鋁電極位于介電層二之上、與局域鋁摻雜陣列對應(yīng)的位置；金屬電極一全部或局部穿透介電層二、與n型局域摻雜層二接觸；細(xì)柵鋁電極位于局域鋁摻雜陣列所在位置的介電層二之上；主柵電極一和主柵電極二分別連接所有的細(xì)柵金屬電極一和細(xì)柵鋁電極，細(xì)柵鋁電極局部穿透介電層二，在細(xì)柵鋁電極穿透介電層二的位置、n型硅片背光表面設(shè)有局域鋁摻雜層；多個由細(xì)柵鋁電極間接相連的局域鋁摻雜層組成局域鋁摻雜陣列；局域鋁摻雜陣列的總面積不超過細(xì)柵鋁電極面積的50％。

一方面，本發(fā)明采用的局域鋁摻雜陣列代替了現(xiàn)有技術(shù)中的大面積鋁摻雜發(fā)射極，其鋁發(fā)射極面積只有現(xiàn)有技術(shù)的不到50％，甚至更低。光生載流子在結(jié)區(qū)及發(fā)射極體內(nèi)發(fā)生的復(fù)合是和發(fā)射極面積呈正相關(guān)的，減小鋁發(fā)射極面積將使發(fā)生在結(jié)區(qū)及發(fā)射極體內(nèi)的復(fù)合大幅減小，從而提高全背電極太陽電池的效率。另一方面，局域鋁摻雜陣列有多個細(xì)小但分布緊密的局域鋁摻雜層組成，這使得局域鋁摻雜陣列對空穴的收集幾率幾乎與大面積鋁發(fā)射極相同，不會因?yàn)榻档土虽X發(fā)射極面積而導(dǎo)致少子在基區(qū)的復(fù)合增加。