[實用新型]一種背接觸異質結單晶硅太陽能電池

有效

• 申請號: 201520667111.8
• 申請日: 2015-08-31
• 公開（公告）號: CN204946910U
• 公開（公告）日: 2016-01-06
• 發明（設計）人: 張振剛;蕭生剛;王海波;趙崇亮
• 申請（專利權）人: 深圳市科納能薄膜科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/074;H01L31/20
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 張晨

技術領域

本實用新型屬于太陽能光伏技術領域，具體涉及一種背接觸異質結單晶硅太陽能電池。

背景技術

背接觸技術和異質結技術分別是兩種可獲得高轉換效率的單晶硅太陽能電池技術。在背接觸太陽能電池中，電池正面沒有任何電極分布，發射極和基極交叉排列于電池背面，分別收集晶體硅光伏效應產生的光生載流子，由于電池正面沒有金屬電極柵線遮擋產生的光學損失，可有效增加電池片的短路電流，從而提高太陽電池的光電轉換效率。在異質結太陽能電池中，在P型非晶硅或N型非晶硅與單晶硅基底之間插入一層本征非晶硅，有效改善了單晶硅表面的鈍化效果，極大提高了少數載流子壽命，可獲得極高的開路電壓，從而提高了轉換效率；并且由于異質結技術采用低溫工藝，可以省去傳統晶硅電池的擴散、刻蝕、去磷硅玻璃等步驟，大大降低了工藝的復雜性和不確定性。但是，對于傳統的異質結電池，由于其前表面的光吸收仍然受制于表面電極的影響，無法有效提高短路電流；而傳統的背接觸電池由于少子擴散長度較長，光生少子在到達背結區前容易被復合掉，因此需要有效提高表面鈍化效果和少子壽命。這些都制約了它們作為高效太陽能電池的進一步提高。

發明內容

本實用新型針對以上問題，提供了一種結構簡單的高效太陽能電池設計，可以有效克服傳統晶硅太陽電池、傳統異質結太陽電池和傳統背接觸技術各自的缺陷，綜合了各自的優點，在去除表面電極實現提高短路電流的基礎上，有效的改善了表面的鈍化效果，降低了少子的表面復合，延長了光生少子的壽命，大大提高了太陽電池的光電轉換效率。

本實用新型是通過如下技術方案來實現上述效果：

一種背接觸異質結單晶硅太陽能電池，包括：單晶硅基體，正面鈍化層，正面抗反射層，背面鈍化層，背面基極，背面基極接觸電極，背面發射極，背面發射極接觸電極，背面保護膜。

正面鈍化層和正面抗反射層依次沉積在單晶硅基體的正面，在單晶硅基體的背面先沉積背面鈍化層；在背面鈍化層表面交替生長背面基極和背面發射極，以及背面保護膜；在背面基極表面生長背面基極接觸電極，在背面發射極表面生長背面發射極接觸電極；保護膜層位于兩相鄰接觸電極之間并覆蓋底部區域，包括背面基極與背面發射極之間的開口區域。

所述單晶硅基體為N型單晶硅片或P型單晶硅片。

所述單晶硅正面鈍化層為：氧化物、氮化物、非晶硅、采用離子注入方法形成的正面電場層、采用擴散方法形成的正面電場層或上述幾種材料的組合；正面鈍化層薄膜厚度為0.5～30nm，

所述的正面抗反射層為：氧化物、氮化物、TCO或上述幾種材料的組合，正面抗反射層薄膜膜的厚度為30～300nm。

所述的背面鈍化層為以下一種或幾種薄膜材料的組合：氧化物、氮化物、非晶硅或非晶硅合金。

所述的背面保護膜層為以下一種或幾種薄膜材料的組合：氧化物、氮化物、非晶硅或非晶硅合金。

所述的背面電極材料為以下一種或幾種薄膜材料的組合：金屬、TCO。

本發明的有益效果是，本實用新型有效避免了太陽能電池正面的電極遮光問題，在降低金屬電極使用量的同時提高了短路電流，從而提高了電池轉換效率；另一方面，異質結電池的優異鈍化效果可以有效提高少子壽命和開路電壓，進一步提高了太陽電池的轉換效率。同時，相對于傳統的異質結和背接觸太陽能電池，本實用新型實現的方法更加簡單，設備投資更低，適合于大批量生產的要求。

附圖說明

圖1是本實用新型太陽能電池結構主視圖；

其中，1單晶硅基體，2正面鈍化層，3正面抗反射層，4背面鈍化層，5背面基極，6背面基極電極，7背面發射極，8背面發射極電極，9背面保護膜。

具體實施方式

本實用新型設計的太陽能電池的結構如圖1所示包括：單晶硅基體1，正面鈍化層2，正面抗反射層3，背面鈍化層4，背面基極5，背面基極接觸電極6，背面發射極7，背面發射極接觸電極8，背面保護膜9。

在單晶硅基體1的正面依次沉積正面鈍化層2和正面抗反射膜3，在單晶硅基體1的背面先沉積背面鈍化層4；在背面鈍化層4表面交替生長背面基極5和背面發射極7，以及背面保護膜9；在背面基極5表面生長背面基極接觸電極6，在背面發射極7表面生長背面發射極接觸電極8。背面保護膜層9位于兩相鄰接觸電極之間并覆蓋底部區域，包括背面發射極7與背面基極5之間的開口區域。