[實用新型]一種抗LID黑硅太陽能高效電池

有效

• 申請號: 201520411949.0
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN204885179U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 姚玉
• 申請（專利權）人: 鎮江大全太陽能有限公司
• 主分類號: H01L31/042
• 分類號: H01L31/042;H01L31/0236;H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能電池，具體公開一種抗LID黑硅太陽能高效電池。

背景技術

硅是世界上儲量最豐富的元素之一,廣泛的應用于光電探測、光通信、微電子設備等重要領域。但是由于晶體硅的本身的性質,使得晶體硅表面對可見-紅外光的反射很高,極大的限制了硅基光電器件的靈敏度、可用波段范圍以及轉換效率等關鍵技術指標。近年來,一種叫黑硅的微結構硅引起了人們極大的關注,黑硅由于對可見-紅外光波段的光有著其極高的吸收,可以廣泛應用于生物,紅外探測,太陽能電池,藥學,微電子,農業和安全檢測等方面。常規的晶體硅太陽電池都是基于p型摻硼硅晶體制造的,但這種電池存在著光衰減現象,該現象已經成為制約高效太陽電池發展的一個重要瓶頸。目前光衰減現象的性質和機理還未完全清楚,它是當前國際上晶體硅太陽電池材料和器件方向的研究熱點之一。光衰問題可以通過抑制光衰減的缺陷生成-硼氧復合體的方法來解決，抑制硼氧復合體的方法包括①降低氧含量②降低硼濃度③p型摻鎵硅晶體（鎵取代硼）④n型硅晶體（不含硼）⑤高溫熱處理⑥同族摻雜（鍺、錫和碳）硅晶體。

目前制備黑硅的方法多種多樣,最具產業化的兩種方法為干法制絨RIE（ReactiveIonEtching）和濕法制絨MCCE(Met鋁CatalyzedChemic鋁Etching)。采用RIE法或MCCE法制備黑硅納米陷光娥眼結構可以顯著提高可見-紅外光波段的光譜吸收，但是由于黑硅制備過程中表面積的增大以及引入的缺陷，具有較高的表面復合速率和較低的少數載流子壽命，導致開路電壓下降、漏電增大，太陽能電池的光電轉換效率沒有顯著的提高。黑硅納米陷光娥眼結構使形成的PN結結深不均勻，PN結淺結處硼和氧多數處于亞穩態，容易形成硼氧復合體，導致光照衰減（LID）現象更加嚴重。同時，PN結淺結處容易燒穿，導致太陽能電池的漏電現象更加嚴重。

實用新型內容

本實用新型的發明目的在于：為解決以上問題提供一種增強光能吸收，提高光電轉換效率，減少電池漏電現象，具有抗LID和PID效果的抗LID黑硅太陽能高效電池。

本實用新型所采用的技術方案是這樣的：

一種抗LID黑硅太陽能高效電池，包括正、負電極和鋁背場，還包括P型硅片襯底和依次位于P型硅片襯底上的PN結、SiO₂氧化膜、SiNx薄膜，所述PN結厚度均勻，所述SiNx薄膜包覆在SiO₂氧化膜表面。

進一步地，所述P型硅片襯底一端平整，另一端呈陷光結構，在其陷光結構端端面為PN結；所述PN結外側、P型硅片襯底陷光結構端外層為SiO₂氧化膜；所述SiNx薄膜一端平整，另一端與所述P型硅片襯底陷光結構端形成吻合設置。

進一步地，所述PN結深為0.1~10μm。

進一步地，所述SiNx薄膜厚度為50~150nm。

綜上所述，由于采用上述技術方案，本實用新型的有益效果是：

1、利用RIE法或MCCE法形成黑硅納米陷光娥眼結構，由于超低納米減反結構陣列的獨特減反效果，增加了光能的吸收，有利于提高納米柱電池的轉化效率；

2、通過兩次擴散，第一由于黑硅納米陷光娥眼結構，通過再次擴散促使磷再分布形成均勻的PN結表面，有效防止高陷光結構凹陷部分PN結偏淺導致的光照衰減，具有抗LID效果；第二，提高了納米柱與電極的歐姆接觸特性，改善了黑硅納米陷光娥眼結構與電極接觸的問題，減少太陽能電池的漏電現象；第三，得到硅片表面摻雜濃度低，表面復合小，提高太陽能電池的開路電壓，從而顯著提高太陽能電池的光電轉換效率；第四，在磷擴散層表面形成二氧化硅氧化層鈍化膜，具有抗PID效果。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖中標記：1、正電極；2、負電極；3、鋁背場；4、P型硅片襯底；5、PN結；6、SiO₂氧化膜；7、SiNx薄膜。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。