[發明專利]一種新型的背接觸異質結電池及其制作方法

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• 申請號: 201810040798.0
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN110047965A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 林錦山;謝志剛;王樹林;林朝暉
• 申請（專利權）人: 福建金石能源有限公司
• 主分類號: H01L31/0747
• 分類號: H01L31/0747;H01L31/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種新型的背接觸異質結電池及其制作方法，電池包括硅基體片，硅基體片的受光面依次設置半導體鈍化層、第一半導體層和減反射層，背光面設置半導體鈍化層，半導體鈍化層上交錯排列著第一半導體層和第二半導體與第一半導體的疊層，第一半導體層和疊層上分別設置有透明導電薄膜層，透明導電薄膜層上設置有電極，第一半導體層與疊層之間設置有絕緣隔離層，所述第二半導體層與第一半導體層之間形成帶間隧穿接觸。本發明操作步驟簡單，第一半導體層直接覆蓋在第二半導體層上，無需再次掩膜刻蝕，從而減少了制作過程中多次掩膜及刻蝕帶來的性能損傷與對位的復雜性，適合未來大規模的量產需求。

技術領域

本發明涉及太陽能電池領域，尤其涉及一種新型的背接觸異質結電池及其制作方法。

背景技術

提高電池片工業化生產的轉換效率是太陽能行業發展并逐步取代傳統能源的未來趨勢。電池片轉換效率的提升，主要提升開路電壓、填充因子和短路電流密度等電性參數；在異質結太陽能電池中，通過在非晶硅層與單晶硅基底之間插入一層本征非晶硅層，極大地改善了基體硅的表面鈍化效果，可獲得較高的少數載流子壽命和開路電壓，從而提高了轉換效率。而背接觸電池中，電極全部分布在背面即P極和N極交叉排列于電池的背面，分別收集晶體硅光伏效應產生的光生載流子，電池正面沒有任何電極分布，因而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，極大提高了轉換效率。背接觸異質結單晶硅太陽能電池結合了上述兩種太陽能技術的優點，可獲得極高的光電轉換效率。據報道，目前該技術的太陽能電池已獲得26％的實驗室轉換效率。

然而背接觸異質結太陽能電池在制造的過程中存在著諸多難點：1)工藝流程復雜冗長，需多次進行濕化學刻蝕和清洗，非晶硅膜層容易因浸泡在酸或堿溶液中而失去原本的活性與質量；2)在背面形成交叉排列的N型區和P型區，兩區之間需要完全隔離絕緣，避免接觸短路嚴重影響電池性能的發揮，因此要么在鍍膜的過程中通過掩膜的方式避免兩種極性的膜層相互交疊，造成載流子復合；要么鍍膜過后，通過局部刻蝕的方式去除另一極性的膜層，而這兩種方式都需要多次進行掩膜操作和嚴苛的對位要求，因此單位時間產能低且制作成本高昂，不適用于規?；慨a。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種新型的背接觸異質結電池及其制作方法，以克服了冗長的工藝步驟和多次掩膜操作帶來工藝的不穩定性，適合大規模的工藝生產。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種新型的背接觸異質結電池，包括硅基體片，所述硅基體片的受光面依次設置半導體鈍化層、第一半導體層和減反射層，所述硅基體片的背光面設置半導體鈍化層，所述半導體鈍化層上交錯排列著第一半導體層和第二半導體與第一半導體的疊層，所述第一半導體層和疊層上分別設置有透明導電薄膜層，透明導電薄膜層上設置有電極，所述第一半導體層與疊層之間設置有絕緣隔離層，所述第二半導體層與第一半導體層之間形成帶間隧穿接觸。

進一步的，所述硅基體片為為P型單晶硅或N型單晶硅。

進一步的，所述半導體鈍化層為氫化非晶硅層，厚度控制在3～15nm。

進一步的，所述第一半導體層和第二半導體層為N型非晶硅摻雜層或P型非摻雜層，若硅基體片為N型單晶硅基體，則第一半導體層為N型非晶硅摻雜層，第二半導體層為P型非晶硅摻雜層。

進一步的，所述減反射層為氧化硅、氮化硅、ITO或氧化鋁，厚度控制在50～150nm之間。

進一步的，所述電池片的第一和二半導體層都進行高濃度摻雜，形成良好接觸，摻雜濃度為10¹⁹-10²⁰cm^-3，接觸電阻小于10mΩ.cm²。

一種新型的背接觸異質結太陽能電池的制作方法，所述方法包括如下步驟：

硅基體片進行清洗；