[實(shí)用新型]基于P型硅襯底的背接觸式太陽能電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520594804.9
• 申請日: 2015-08-06
• 公開（公告）號: CN204834653U
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂欣;崇鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 黃河水電光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L31/068
• 分類號: H01L31/068;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;黃進(jìn)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及新結(jié)構(gòu)太陽能電池制造領(lǐng)域，特別是涉及一種基于P型硅襯底的背接觸式太陽能電池及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著全球能源的短缺和氣候變暖，太陽能發(fā)電等可再生能源正取代傳統(tǒng)的火力發(fā)電，成為當(dāng)今能源領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和發(fā)展的趨勢。在太陽能電池的發(fā)展歷史中，非晶硅薄膜太陽能電池和晶體硅太陽能電池都已經(jīng)歷了近半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展歷程。晶體硅太陽能電池效率較高，而非晶硅薄膜太陽能電池的制造成本較低。傳統(tǒng)的P型硅襯底太陽能電池中，PN結(jié)采用高溫?cái)U(kuò)散方式制備形成，PN結(jié)處于正面且電極分別處于太陽能電池兩側(cè)，受光面受到電極遮擋損失部分太陽光，導(dǎo)致部分效率損傷。同時(shí)，目前常規(guī)P型太陽電池轉(zhuǎn)換效率幾乎已達(dá)到瓶頸，人們逐漸轉(zhuǎn)移至低成本、高效率、新結(jié)構(gòu)、新工藝的太陽電池研究。

由于常規(guī)的太陽能電池受光面約有3.5%～4%左右的面積被正面金屬柵線電極所遮擋，為了減少或去除正面電極遮擋導(dǎo)致的轉(zhuǎn)換效率損傷，將正、負(fù)電極均設(shè)置在電池背面，即背接觸式太陽能電池，其中最具代表性的是IBC(Interdigitatedbackcontact)電池。

目前IBC電池的基體主要采用N型晶體硅，P型發(fā)射極主要采用高溫硼源擴(kuò)散工藝制備獲得，即高純氮?dú)鈹y帶三溴化硼的方法。這種方法主要存在以下問題：1、BB_r3反應(yīng)生成B₂O₃，其沸點(diǎn)較高，高溫下仍為液態(tài)，硅片表面覆蓋均勻性差，容易造成擴(kuò)散均勻性差的問題；2、硼擴(kuò)散的溫度較高，普遍在900℃～1000℃，對于P型硅片影響較大，容易導(dǎo)致少子壽命下降嚴(yán)重；3、目前N型硅棒拉棒技術(shù)的限制，其電阻率分布范圍（1Ω·cm～12Ω·cm）遠(yuǎn)大于P型硅片(0.5Ω·cm～3Ω·cm)，電池工藝管控較為復(fù)雜，同時(shí)N型硅片成本問題也是限制其大規(guī)模應(yīng)用的重要因素。

實(shí)用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種基于P型硅襯底的背接觸式太陽能電池及其制備方法，該太陽能電池中采用P型硅片作為背接觸式太陽能電池的襯底材料，其硅片技術(shù)成熟，具有明顯的成本優(yōu)勢，同時(shí)，結(jié)合激光無損摻雜技術(shù)，使其制備方法更為簡化，易于實(shí)現(xiàn)，有利于大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案：

一種基于P型硅襯底的背接觸式太陽能電池，其包括一P型硅襯底，所述P型硅襯底具有相對的一受光面和一背面，所述受光面為經(jīng)過織構(gòu)化處理形成的絨面，所述背面為經(jīng)過平坦化處理形成的平面；所述P型硅襯底的受光面設(shè)置有摻雜硼的p+摻雜層，所述受光面上設(shè)置有第一減反鈍化膜；所述P型硅襯底的背面設(shè)置有依次交替排布的多個(gè)摻雜硼的p+摻雜區(qū)和多個(gè)摻雜磷n+摻雜區(qū)，每一p+摻雜區(qū)中設(shè)置有一p++重?fù)诫s區(qū)，每一n+摻雜區(qū)中設(shè)置有一n++重?fù)诫s區(qū)，所述背面上設(shè)置有第二減反鈍化膜，所述第二減反鈍化膜上設(shè)置有相互絕緣的第一電極和第二電極，所述第一電極穿過所述第二減反鈍化膜電極連接于所述p++重?fù)诫s區(qū)，所述第二電極穿過所述第二減反鈍化膜電性連接于所述n++重?fù)诫s區(qū)。

其中，所述第一電極和第二電極均為叉指狀的金屬電極。

其中，所述第一減反鈍化膜和第二減反鈍化膜為一層以上的薄膜。

其中，所述第一減反鈍化膜和第二減反鈍化膜的材料為SiO₂、SiN_x、TiO₂、AlO_x或MgF2。

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型采用P型硅片為襯底材料，成本低且普遍應(yīng)用。背面平坦化處理，即背面拋光，利于背面形成均勻PN結(jié)和PP+高低結(jié)，同時(shí)減小背面比表面積，降低表面復(fù)合。摻雜源采用液態(tài)或固態(tài)，安全可靠，同時(shí)利于激光處理；與常規(guī)熱擴(kuò)散相比，激光摻雜高溫作用時(shí)間短，易于精確定位摻雜、差異化摻雜；背面正負(fù)電極設(shè)計(jì)，減小正面柵線遮擋導(dǎo)致的電流損失，同時(shí)金屬電極與重?fù)诫s區(qū)域形成良好的歐姆接觸。

其中，采用激光掃描工藝，對摻雜源進(jìn)行處理，主要利用激光的熱效應(yīng)、熱效應(yīng)作用時(shí)間短、可精確定位等優(yōu)勢，在不對硅片表面造成明顯損傷的情況下，形成特定區(qū)域的摻雜，避免高溫對P型硅片的副作用，工藝簡單，操作方便，大大簡化太陽電池制備工藝流程，更利于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中背面電極的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的太陽能電池的制備方法的工藝流程圖。