[發(fā)明專利]一種N型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410179240.2
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN103943711A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈河順;姜言森;方亮;劉興村;任現(xiàn)坤;張春艷;馬繼磊
• 申請（專利權(quán)）人: 山東力諾太陽能電力股份有限公司
• 主分類號: H01L31/068
• 分類號: H01L31/068;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 濟南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 于曉曉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種N型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法。?

背景技術(shù)

??????傳統(tǒng)太陽能電池采用P型晶體硅片進行同質(zhì)結(jié)摻雜的方法制備，電極分別處于太陽電池的兩側(cè)，這樣太陽電池受光面因為受到電極的遮擋損失一部分太陽光。一些研究機構(gòu)就采用全部或部分地把太陽電池正面電極轉(zhuǎn)移到背面來提高效率，例如MWT，IBC太陽電池等。

??????MWT太陽電池是通過激光打洞的方法把太陽電池正面細(xì)柵收集的電流導(dǎo)通到電池的背面，這樣減少了正面主柵的遮擋，可以顯著降低太陽電池電極的遮擋，這種太陽電池的效率相對于傳統(tǒng)太陽電池可以提高效率0.3-0.5%。但是該技術(shù)被國外一些研究機構(gòu)壟斷，技術(shù)轉(zhuǎn)移和設(shè)備投入都很高，所以該技術(shù)只有少數(shù)一些公司使用，但是產(chǎn)量有限。

??????IBC太陽電池是sunpower研發(fā)并生產(chǎn)的太陽電池技術(shù)，效率可以達到22%以上。電池選用n型襯底材料，前后表面均覆蓋一層熱氧化膜，以降低表面復(fù)合。利用光刻技術(shù)，在電池背面分別進行磷、硼局部擴散，形成有指狀交叉排列的P區(qū)、N區(qū)，以及位于其上方的P⁺區(qū)、N⁺區(qū)。該結(jié)構(gòu)太陽電池的工藝復(fù)雜，多次用了研磨腐蝕技術(shù)，工藝步驟在30步以上，比較繁瑣。

為了擺脫繁瑣的工藝步驟和高額的設(shè)備投入，我們研究了各種類型的背接觸式太陽電池，包括基于N型硅片的背接觸式HIT太陽能電池制備方法（申請?zhí)?01110092422.2），基于N型硅襯底背接觸式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法（申請?zhí)枺?01210497911.0）等，但是仍然達不到最簡單有效的工藝步驟。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供的一種N型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法，本發(fā)明可以兼容傳統(tǒng)晶硅生產(chǎn)線，可以經(jīng)過升級改造實現(xiàn)背接觸太陽電池的生產(chǎn)，相對于傳統(tǒng)晶硅太陽電池，避免常規(guī)太陽電池正面電極遮光的問題，降低金屬電極的使用量，提高了太陽電池的效率；并且相對于傳統(tǒng)HIT電池、IBC太陽電池，不但制備工藝簡單，設(shè)備成本也很低。

本發(fā)明的一種N型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法，技術(shù)方案為，一種N型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)，N型硅襯底受光面設(shè)置有一層以上減反射層的疊層結(jié)構(gòu)；N型硅襯底背光面為相互交替的N型層部分與P型層部分，N型層部分依次為N型硅襯底、減反射層，以及穿透減反射層與N型硅襯底接觸的電極；P型層部分依次為N型硅襯底、P型晶硅層、減反射層，以及穿透減反射層與P型晶硅層連接的電極。

P型晶硅層、受光面或背光面的減反射層的厚度為1-5000nm。

優(yōu)選的，P型晶硅層厚度為0.2um，受光面的減反射層厚度為80nm，背光面的減反射層厚度為120nm。

受光面或背光面的減反射層為SiO_x，Al₂O₃，SiN_x中的一種或幾種的疊層結(jié)構(gòu)；

所述一種N型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下三種方法：

方法一，依次包括以下步驟：

（1）在制絨后的N型硅襯底受光面沉積減反射層；

（2）背光面進行P型摻雜形成P型晶硅層；

（3）用掩膜版遮擋進行部分背面擴散層的蝕刻去除，使得P型晶硅層與N型硅襯底相互交替分布；

（4）在背光面進行減反射膜沉積；

（5）電極制備及燒結(jié)。

方法二，依次包括以下步驟：

（1）在制絨后的硅襯底背光面進行P型摻雜形成P型晶硅層；

（2）用掩膜版遮擋進行部分背面擴散層的蝕刻去除，使得P型晶硅層與N型硅襯底相互交替分布；

（3）在受光面和背光面分別進行減反射膜沉積；

（4）電極制備及燒結(jié)。

方法一和方法二中，掩膜版遮擋部分背光擴散層的蝕刻去除方法為：???????????????????????????????????????????????在需要蝕刻去除的P型晶硅層部分之外絲網(wǎng)印刷一層保護層，化學(xué)腐蝕去除未受保護部分，去除保護層，④去除受保護層保護部分的氧化硅層；P型摻雜的方法為高溫擴散摻雜或離子注入。

方法三，依次包括以下步驟：

（1）在制絨后的硅襯底背光面進行局部P型摻雜形成P型晶硅層，使得P型晶硅層與N型硅襯底相互交替分布；

（2）在受光面和背光面分別進行減反射膜沉積；

（3）電極制備及燒結(jié)。