[發明專利]一種p型硅太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201610030388.9
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105489708B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 麥耀華;陳兵兵;陳劍輝;許穎;代秀紅;劉保亭
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0216;H01L31/068
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司13112
• 代理人: 胡素梅,白海靜

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，具體地說是一種p型硅太陽能電池及其制備方法。

背景技術

晶體硅太陽能電池的表面缺陷對電池性能有著非常大的影響，電池的開路電壓（V_oc）、短路電流（J_sc）、填充因子（FF）等主要參數很大程度上依賴于表面缺陷密度的高低。光生載流子的復合損失是太陽能電池效率損失的主要途徑之一，而表面復合是最主要的復合損失。降低表面缺陷密度，減少表面復合，是提高硅太陽能電池能量轉換效率的重要手段。鈍化可有效降低載流子的復合，進而提高太陽能電池的轉換效率。鈍化通常有化學鈍化和場鈍化兩種方法。化學鈍化通常是鈍化材料與硅片表面發生化學反應，成鍵，進而減少表面硅懸鍵，達到鈍化的目的；場鈍化是指利用鈍化材料中的帶電離子產生的庫侖場驅趕硅片近表面的電子或者空穴使其遠離表面進而減少它們的表面復合，從而實現鈍化的效果。

現有技術中一般是在電池的正面和背面均采用鈍化材料制成鈍化層，以降低表面缺陷密度；并且在正面鈍化層上鍍減反射膜，絲網印刷電極漿料收集正面電荷，在背面鈍化層上局部開口后印刷非接觸性電極漿料或者采用物理氣相沉積法制備全背金屬電極用以收集背面電荷。現在常用的鈍化材料包括SiO₂（二氧化硅，簡稱氧化硅）、SiN_x（氮化硅，也可寫作Si₃N₄）、Al₂O₃（三氧化二鋁，簡稱氧化鋁）、a-Si:H（氫化非晶硅）或者它們互相結合的疊層。其中SiO₂是典型的化學鈍化材料，具有非常好的鈍化效果，但是需要約800-900℃的高溫工藝進行熱氧化才能制備而成，嚴重耗能的同時影響了硅片內部和表面的雜質和缺陷。a-Si:H也具有很好的鈍化效果，但是其制備工藝要求低于200℃，與擴散結晶體硅電池產業化工藝不兼容，通常不被考慮用于擴散結晶體硅電池的表面鈍化。SiN_x和Al₂O₃是基于場鈍化的原理，即SiN_x內部含有固定的正電荷，Al₂O₃含有負電荷，分別適用于鈍化n型和p型硅表面，具有一定的鈍化效果并且和產業兼容，但是這兩種材料都是很好的介電材料，具有非常差的電荷傳導能力，因此在集成到硅太陽能電池中后，需要激光開槽，形成金屬電極與硅的局部接觸和局部鈍化，增加工藝復雜性和制備成本的同時，不可避免地降低了太陽能電池的填充因子，限制了效率的進一步提升。再有，激光開槽后，為了形成局部接觸，需要有選擇性地印刷非接觸性電子漿料，這將要求印刷機具有精準的對準技術（增加成本），同時要消耗漿料（漿料在晶體硅太陽能電池制備過程中占據大部分成本），這都不利于技術的發展。

發明內容

本發明的目的之一就是提供一種p型硅太陽能電池，以解決現有的p型硅太陽能電池轉換效率低的問題。

本發明的目的之二就是提供一種p型硅太陽能電池的制備方法，該制備方法可采用較低的制造成本制備出效率較高的p型硅太陽能電池。

本發明的目的之一是這樣實現的：一種p型硅太陽能電池，包括p型硅襯底，在所述p型硅襯底的正面通過擴散工藝或離子注入工藝等制有n⁺摻雜層，在所述n⁺摻雜層上制有減反射層；在所述減反射層上通過印刷、燒結工藝制有正面電極，所述正面電極穿過所述減反射層與所述n⁺摻雜層相接；在所述p型硅襯底的背面制有背面鈍化層，所述背面鈍化層包括由鐵電薄膜材料或摻雜的鐵電薄膜材料制成的膜層，在所述背面鈍化層上通過印刷、燒結工藝制有背面電極。

所述背面鈍化層包括鋯鈦酸鉛膜層、鐵酸鉍膜層、鈦酸鋇膜層和鈦酸鍶鋇膜層中的一種或任意兩種相互結合的疊層。

所述背面鈍化層還包括由氧化鋁和/或氮化硅材料制成的膜層。

所述背面鈍化層的厚度為3nm~600nm。

所述背面鈍化層在p型硅襯底背面的覆蓋率為5%~100%。

所述p型硅襯底為單晶或多晶p型硅襯底。