[發(fā)明專利]太陽能電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580035451.1
• 申請(qǐng)日: 2015-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN106663715A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·斯特拉姆;B·萊格拉蒂奇;J·梅克斯恩貝格;D·拉什納爾;P·帕佩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 梅耶博格（德國）股份公司
• 主分類號(hào): H01L31/0747
• 分類號(hào): H01L31/0747
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 呂俊剛,楊薇

本發(fā)明涉及一種太陽能電池，該太陽能電池具有用于光入射的正面或向陽面和與正面相反的背面，所述太陽能電池包括：第一導(dǎo)電類型或與第一導(dǎo)電類型相反的第二導(dǎo)電類型的晶體半導(dǎo)體基板；正面鈍化區(qū)域，該正面鈍化區(qū)域由至少一個(gè)鈍化層和第一導(dǎo)電類型的至少一個(gè)導(dǎo)電層形成；背面鈍化區(qū)域，該背面鈍化區(qū)域由至少一個(gè)鈍化層和第二導(dǎo)電類型的至少一個(gè)導(dǎo)電層形成；正面接觸件，該正面接觸件由僅一種正面導(dǎo)電材料和由在正面導(dǎo)電材料頂部上形成的正面電接觸件形成；在太陽能電池的正面上的至少一個(gè)正面光耦合層；背面接觸件，該背面接觸件與正面接觸件相反并且由背面導(dǎo)電材料和在該背面導(dǎo)電材料上形成的至少一個(gè)背面電接觸件形成。

上述類型的太陽能電池例如從EP 2 662 900 A1已知。這種太陽能電池通常稱為硅異質(zhì)結(jié)太陽能電池。在文獻(xiàn)EP 2 662 900 A1中描述的太陽能電池在其正面處、在n型單晶硅基板上包括i型非晶硅的本征薄膜的層堆；導(dǎo)電p型硅的非晶薄膜；銦錫氧化物(ITO)制成的一個(gè)薄透明導(dǎo)電氧化物層(TCO)；例如氮化硅制成的絕緣層；以及集電極結(jié)構(gòu)，該集電極結(jié)構(gòu)借助于穿過絕緣層創(chuàng)建的電路徑電連接到TCO層。經(jīng)由已知太陽能電池的透明導(dǎo)電氧化物層，在硅基板與非晶導(dǎo)電硅薄膜之間的空間電荷區(qū)域中生成的電荷載流子被收集并傳遞到太陽能電池的集電極結(jié)構(gòu)。透明氧化物層的導(dǎo)電性因此是必要的。然而，在已知太陽能電池的正面處的TCO層的主要缺點(diǎn)是其吸收了射入光的一部分，并且不如在TCO層頂部上設(shè)置的絕緣層那樣，充當(dāng)太陽能電池的優(yōu)異的防反射涂層。

文獻(xiàn)EP2 669 952 A1公開了一種晶體異質(zhì)結(jié)太陽能電池，其具有正面發(fā)射極和在發(fā)射極上形成的至少兩個(gè)透明導(dǎo)電層(TCO層)的堆，以與僅具有一個(gè)正面TCO層的太陽能電池相比，提高了太陽能電池的效率。TCO層的堆由高度透明和高度導(dǎo)電材料的組合組成，以在一方面憑借一種TCO材料提高了電流密度，并且在另一方面憑借另一種TCO材料減小了與正面金屬化的接觸電阻。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種在其正面或向陽面具有低光吸收和更好的防反射特性的上述類型的太陽能電池。

該目的由上述類型的太陽能電池實(shí)現(xiàn)，其中，正面導(dǎo)電材料在正面電接觸件之間和/或旁邊的區(qū)域中比在正面電接觸件下方的區(qū)域中薄。與EP 2 669 952 A1的太陽能電池相比，本發(fā)明的太陽能電池的正面導(dǎo)電材料僅由一層形成，并且僅由一種材料組成。

本發(fā)明提出了在正面電接觸件之間和/或旁邊的區(qū)域中，即，在正面導(dǎo)電材料不充當(dāng)太陽能電池的正面鈍化區(qū)域的導(dǎo)電層與正面電接觸件之間的直接電“橋”的那些區(qū)域中，省略或至少部分去除正面導(dǎo)電材料。該結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)點(diǎn)在于雖然在正面鈍化區(qū)域與正面電接觸件之間借助于其間形成的導(dǎo)電材料而有良好的電連接，但由于省略了導(dǎo)電材料，在正面電接觸件之間和/或旁邊的區(qū)域中的光吸收也較低。而且，在正面電接觸件之間和/或旁邊的區(qū)域中的導(dǎo)電材料的厚度越小，在這些區(qū)域中越主要地由至少一個(gè)光耦合層的材料特性來決定太陽能電池的防反射特性。例如，所述至少一個(gè)光耦合層可以是得到非常低的光反射的諸如氮化硅層的電絕緣層。在光入射側(cè)，光耦合層還可以稱為防反射層。

利用本發(fā)明的太陽能電池對(duì)光子的寄生吸收以及反射的減少，使得光子生成的電流顯著增加，因此，太陽能電池以及基于本發(fā)明的太陽能電池制造的太陽能電池模塊的最終輸出功率顯著增加。而且，本發(fā)明允許用諸如氮化硅(SiN_x)這樣的的低成本電介質(zhì)來代替諸如基于銦的透明導(dǎo)電氧化物這樣的昂貴的透明導(dǎo)電材料。因此，憑借本發(fā)明，可以降低電池制造成本。

在減小了正面導(dǎo)電材料厚度的本發(fā)明的太陽能電池的新電池結(jié)構(gòu)中，光生載流子的側(cè)向輸送可以在沒有電收集損耗的情況下被推到晶體半導(dǎo)體基板的基體材料中，而不是正面導(dǎo)電材料中，這是因?yàn)橛卯?dāng)代標(biāo)準(zhǔn)制造的晶體半導(dǎo)體基板的表面復(fù)合速率非常低。因此，本發(fā)明的太陽能電池尤其很好地適合于以下電池，其中，當(dāng)使用n型半導(dǎo)體基板時(shí)，諸如硼摻雜非晶硅層這樣的發(fā)射極設(shè)置在硅異質(zhì)結(jié)電池的背面處。