[實用新型]硅異質(zhì)結(jié)太陽電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720708354.0
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN207233747U
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設計）人: 王偉;田宏波;趙曉霞;王恩宇;宗軍;李洋;楊瑞鵬;周永謀
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電投集團科學技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/074
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

技術(shù)領域

本實用新型涉及太陽能電池領域，具體而言，本實用新型涉及硅異質(zhì)結(jié)太陽電池，更具體地，本實用新型涉及輕摻雜氫化非晶硅鈍化的硅異質(zhì)結(jié)太陽電池。

背景技術(shù)

光伏技術(shù)經(jīng)過半個多世紀以來的發(fā)展，基于提高效率的考慮并結(jié)合各種新技術(shù)的應用，涌現(xiàn)出一些具有新型結(jié)構(gòu)的高效硅太陽電池。在目前量產(chǎn)的高效晶硅太陽電池中，硅異質(zhì)結(jié)電池是潛力較大的一款，吸引了越來越多研究機構(gòu)的興趣。

在異質(zhì)結(jié)太陽電池中，由于界面處存在較高的缺陷態(tài)密度，為了抑制表面復合，采用本征非晶硅層對襯底晶硅界面進行良好鈍化是獲得高效異質(zhì)結(jié)電池的基本條件。例如美國專利No.5705828，就是在a-Si:H/c-Si p-n結(jié)中插入本征非晶硅層來鈍化界面的。但是要實現(xiàn)優(yōu)異的鈍化效果，對本征非晶硅層的質(zhì)量要求非常高，因而沉積本征非晶硅薄膜的工藝窗口非常窄，實際制備過程中難于把握。而在中國專利CN102447000A中，則提出了將p 型和n型半導體中的摻雜離子濃度從靠近本征半導體到遠離本征半導體層的方向依次增大，該方法減少了p型和n型半導體中的摻雜原子對本征半導體的污染，保證了較高的空間電場強度和較好的鈍化作用。但是在實際操作中，要實現(xiàn)薄膜中的緩變摻雜，將涉及復雜的工藝參數(shù)的調(diào)控，并且厚度方向的均勻性和工藝的可重復性都會面臨一定的挑戰(zhàn)。

此外，也有采用氧化硅薄膜等材料進行表面鈍化的方式。例如專利文獻 US20140283902A1，以絕緣的SiO_X層代替本征非晶硅薄膜層，可起到減少界面缺陷，降低載流子復合的作用。然而，無論是本征非晶硅薄膜還是氧化硅薄膜，由于材料本身的導電性很差，電阻較高，在大規(guī)模生產(chǎn)中如果膜層的厚度控制不好，將影響最終電池的填充因子。

因此，現(xiàn)有的硅異質(zhì)結(jié)太陽電池仍有待改進。

實用新型內(nèi)容

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出硅異質(zhì)結(jié)太陽電池。該硅異質(zhì)結(jié)太陽電池采用輕摻雜的氫化非晶硅替代本征非晶硅作為鈍化層，可以在保證良好的界面鈍化作用的前提下，顯著改善串聯(lián)電阻，提高電池性能。

在本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種硅異質(zhì)結(jié)太陽電池。根據(jù)本實用新型的實施例，該硅異質(zhì)結(jié)太陽電池包括：n型晶硅襯底；第一輕摻雜n型氫化非晶硅層，所述第一輕摻雜n型氫化非晶硅層設置在所述n型晶硅襯底的上表面；重摻雜p型氫化非晶硅發(fā)射極層，所述重摻雜p型氫化非晶硅發(fā)射極層設置在所述第一輕摻雜n型氫化非晶硅層的上表面；第一透明導電氧化物層，所述第一透明導電氧化物層設置在所述重摻雜p 型氫化非晶硅發(fā)射極層的上表面；第二輕摻雜n型氫化非晶硅層，所述第二輕摻雜n型氫化非晶硅層設置在所述n型晶硅襯底的下表面；重摻雜n型氫化非晶硅背場層，所述重摻雜n型氫化非晶硅背場層設置在所述第二輕摻雜n型氫化非晶硅層的下表面；第二透明導電氧化物層，所述第二透明導電氧化物層設置在所述重摻雜n型氫化非晶硅背場層的下表面；多個金屬柵線電極層，所述多個金屬柵線電極層間隔設置在所述第一透明導電氧化物層的上表面和所述第二透明導電氧化物層的下表面。

由此，根據(jù)本實用新型實施例的硅異質(zhì)結(jié)太陽電池通過采用輕摻雜的氫化非晶硅替代本征非晶硅作為鈍化層，可以在保證良好的界面鈍化作用的前提下，顯著改善串聯(lián)電阻，提高電池性能。

任選的，所述n型晶硅襯底為n型單晶硅襯底或n型多晶硅襯底，所述n型晶硅襯底的摻雜濃度為10¹⁵～10¹⁹/cm³，所述n型晶硅襯底的厚度為50～200μm。

任選的，所述第一輕摻雜n型氫化非晶硅層、所述第二輕摻雜n型氫化非晶硅層和所述重摻雜n型氫化非晶硅背場層的摻雜氣體分別獨立地包括選自磷化氫(PH₃)或砷化氫 (AsH₃)中的至少之一。

任選的，所述第一輕摻雜n型氫化非晶硅層和所述第二輕摻雜n型氫化非晶硅層的摻雜濃度為10⁸～10¹⁷/cm³，所述第一輕摻雜n型氫化非晶硅層和所述第二輕摻雜n型氫化非晶硅層的厚度為1～15nm。

任選的，所述第一輕摻雜n型氫化非晶硅層和所述第二輕摻雜n型氫化非晶硅層的摻雜濃度為10¹⁵～10¹⁷/cm³，所述第一輕摻雜n型氫化非晶硅層和所述第二輕摻雜n型氫化非晶硅層的厚度為3～15nm。