[發(fā)明專利]一種單晶摻鎵太陽電池及其制備方法

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• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108198877A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 李華;靳玉鵬
• 申請（專利權）人: 泰州隆基樂葉光伏科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0288
• 分類號: H01L31/0288;H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 張弘

本發(fā)明公開了一種單晶摻鎵太陽電池及其制備方法。包括：摻雜有鎵的單晶硅基底，以及在其受光面上的發(fā)射極，置于發(fā)射極表面的正面減反射膜/鈍化膜，置于正面減反射膜/鈍化膜表面的導電材料組成的正面電極，導電材料在金屬化熱處理中局部穿透正面減反射膜/鈍化膜材料或通過在正面減反射膜/鈍化膜上的局部開膜區(qū)域和發(fā)射極形成直接接觸，以及置于基底背面的背面電極，其中背面電極由兩部分組成，設置在背表面的鋁電極，以及作為光伏組件焊接點的銀電極。此太陽電池的制備方法包括，在摻鎵的硅基底上進行表面織構化，并在電池的正面制備發(fā)射極，在正面制備鈍化及減反射膜，以及在電池的正面和反面制備電極，以及金屬化熱處理過程。

技術領域

本發(fā)明涉及太陽能電池技術領域，特別涉及一種單晶摻鎵太陽電池及其制備方法。

背景技術

目前，隨著化石能源的逐漸耗盡，太陽電池作為新的能源替代方案，使用越來越廣泛。太陽電池是將太陽的光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置。太陽電池利用光生伏特原理產(chǎn)生載流子，然后使用電極將載流子引出，從而利于將電能有效利用。

目前使用的p型太陽電池基底，一般為摻雜有硼元素的硅片。但是采用摻雜有硼元素的單晶硅作為基底的太陽電池一起電池效率在太陽光照下會發(fā)生一定的衰減。這種衰減稱之為光衰(LID)。目前光伏產(chǎn)業(yè)中的摻硼單晶硅片制成的太陽電池的效率衰減1.5～7％，衰減程度大小取決于硼元素的摻雜濃度、氧含量、電池結(jié)構。這種電池的光致衰減產(chǎn)生的本質(zhì)原因和摻雜基底中的代替位硼原子和單晶硅中間隙態(tài)的氧原子在光注入的情況下會形成硼氧復合體。而硼氧復合體是深能級復合中心，這樣會降低少數(shù)載流子的壽命，從而降低少數(shù)載流子的擴散長度，導致太陽電池的效率降低，并且影響電池的長期可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上問題，本發(fā)明提供了一種單晶摻鎵太陽電池及其制備方法，可以解決上述問題，降低由于硼氧復合體造成的光致衰減。

本發(fā)明的技術解決方案是：

一種單晶摻鎵太陽電池，由正面至背面依次包括：正面電極、正面減反射膜/鈍化膜、發(fā)射極、單晶摻鎵單晶摻鎵硅基底和背面電極；所述的背面電極包括鋁電極和背面銀電極。

所述的單晶摻鎵硅基底中鎵元素的摻雜濃度為1×10¹³～1×10¹⁷個原子/立方厘米。

所述的單晶摻鎵硅基底還摻雜有硼元素，硼元素的摻雜濃度為1×10¹³～1×10¹⁷個原子/立方厘米。

所述的正面電極通過局部穿透正面減反射膜/鈍化膜或通過在正面減反射膜/鈍化膜上的局部開膜區(qū)域與發(fā)射極形成直接接觸。

所述的鋁背場電極設置在單晶摻鎵硅基底的背面，背面銀電極設置在鋁背場電極上；鋁電極和背面銀電極均與單晶摻鎵硅基底背面接觸。

所述的鋁電極和單晶摻鎵硅基底之間包含一層摻雜成分為鋁的空穴摻雜層，空穴摻雜層的厚度為1～15um。

所述的空穴摻雜層中還摻雜有硼，硼元素摻雜濃度為5×10¹⁶～1×10²¹個原子/立方厘米。

所述的空穴摻雜層和鋁電極之間還包括一層鋁硅合金層，鋁硅合金層厚度為1～5um。

所述的正面減反射膜/鈍化膜為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁和碳化硅薄膜中的一種或多種疊層構成；正面減反射膜/鈍化膜的折射率為1.5～2.5，厚度50～100nm。

一種所述的單晶摻鎵太陽電池的制備方法，包括以下步驟：

1)對單晶摻鎵硅基底進行表面織構化及清洗；

2)在單晶摻鎵硅基底正面進行制備發(fā)射極；

3)對單晶摻鎵硅基底進行邊緣絕緣處理；