[發(fā)明專利]有利于減少正面柵線數目的異質結電池及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號: CN104134707A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 郭萬武;包健
• 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;H01L31/075;H01L31/20
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務所 32225
• 代理人: 孫彬

技術領域

本發(fā)明涉及一種有利于減少正面柵線數目的異質結電池及其制備方法，屬于太陽電池技術領域。

背景技術

目前，薄膜/晶體硅異質結太陽電池的核心是感光面發(fā)射極的制作，發(fā)射極結構直接決定了電池內建場的分布和載流子輸運的效率。此外，異質結電池正面柵線對入射光的遮擋損失一直是影響電池性能的關鍵因素，通常減少正面柵線有利于對入射光的吸收利用，然而不利于載流子的收集輸運，影響電池的整體性能。因此如何在不影響載流子輸運效率的前提下，減少感光面柵線數目將成為異質結高效電池的研究方向。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種有利于減少正面柵線數目的異質結電池，它不僅能夠改善電池內建電場的分布，弱化載流子對摻雜層的依賴性，而且能夠弱化由于襯底的不均勻性導致的電池性能的下降，從而在不影響載流子輸運效率的前提心下，減少感光面柵線的數目。

為了解決上述技術問題后，本發(fā)明的技術方案是：一種有利于減少正面柵線數目的異質結電池，它具有襯底、正面本征非晶硅薄膜層、摻雜層、透明導電薄膜層和金屬柵線層，正面本征非晶硅薄膜層沉積在襯底的正面上，摻雜層沉積在正面本征非晶硅薄膜層的上表面上，透明導電薄膜層沉積在摻雜層的上表面上，金屬柵線層設置在透明導電薄膜層的上表面上，其特征在于：所述的摻雜層包括呈交替橫向排列的重摻雜區(qū)域和輕摻雜區(qū)域，并且輕摻雜區(qū)域的中部設置有發(fā)射極單元隔離層。

進一步，本異質結電池還具有背面本征非晶硅薄膜層、背面場、導電介質層和銀漿層，背面本征非晶硅薄膜層沉積在襯底的背面上，背面場沉積在背面本征非晶硅薄膜層的下表面上，導電介質層沉積在背面場的下表面上，銀漿層設置在導電介質層的下表面上。

進一步，所述的背面場為重摻雜硅基薄膜，其導電類型與襯底的導電類型相同。

進一步，所述的透明導電薄膜層采用PVD沉積法或MOCVD沉積法制備在摻雜層的上表面上。

進一步，所述的重摻雜區(qū)域和輕摻雜區(qū)域的導電類型均與襯底的導電類型相反。

進一步，所述的重摻雜區(qū)域和輕摻雜區(qū)域均采用PECVD沉積法沉積在正面本征非晶硅薄膜層的上表面上。

進一步，所述的發(fā)射極單元隔離層采用激光劃線法設置在每個輕摻雜區(qū)域的中部。

本發(fā)明還提供了一種有利于減少正面柵線數目的異質結電池的制備方法，它包含如下步驟：

(1)對襯底進行表面處理；

(2)在襯底的正面生長正面本征非晶硅薄膜層；

(3)制備摻雜層：在正面本征非晶硅薄膜層上交替沉積出重摻雜區(qū)域和輕摻雜區(qū)域作為異質結電池的發(fā)射極，并在每個輕摻雜區(qū)域的中部制備出發(fā)射極單元隔離層使各發(fā)射極單元彼此獨立存在，處于橫向并聯(lián)模式；

(4)在摻雜層的上表面沉積透明導電薄膜層；

(5)在透明導電薄膜層的上表面制備金屬柵線層；

(6)后續(xù)處理，完成有利于減少正面柵線數目的異質結電池的制備。

進一步，在所述的步驟(1)和步驟(2)之間，還包含步驟：在襯底的背面沉積出背面本征非晶硅薄膜層，而后在背面本征非晶硅薄膜層的下表面上沉積出背面場；在所述的步驟(4)和步驟(5)之間，還包含步驟：在背面場的下表面上沉積出導電介質層；在所述的步驟(5)中，并同時在導電介質層的下表面上制備銀漿層。

進一步，在所述的步驟(5)中，采用絲網印刷工藝制備金屬柵線層，并在金屬柵線層和銀漿層制備完畢后，在氮氣氛圍中烘干。

采用了上述技術方案后，作為發(fā)射極的摻雜層采用橫向梯度式高低摻雜，形成橫向濃度梯度高低異質p-n結結構，這種橫向高低結改善了內建場分布，有效提升了柵線所處位置的載流子輸運效率，弱化了載流子輸運對低摻雜區(qū)的依賴，進而可以實現在減少柵線數目的前提下獲得較高的電流，為載流子輸運提供可控性“通道”，進而減小了柵線對光的遮擋損失，提升了電池對光的吸收利用；正面發(fā)射極的摻雜層采用獨立單元結構，亦即在輕摻雜區(qū)域中間采用激光劃線技術使其彼此獨立存在，各單元發(fā)射極之間呈現并聯(lián)式結構，弱化了由于襯底硅片性能的不均勻性所導致的開壓降低及其電池性能下降，有效提升了工藝良率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的有利于減少正面柵線數目的異質結電池的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的有利于減少正面柵線數目的異質結電池的制備方法的流程示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。