[發明專利]一種單晶摻鎵背鈍化太陽電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201810085600.0
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108133976A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 李華;童洪波;靳玉鵬;朱海濤
• 申請（專利權）人: 泰州隆基樂葉光伏科技有限公司
• 主分類號: H01L31/068
• 分類號: H01L31/068;H01L31/0288;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

本發明公開了一種單晶摻鎵背鈍化太陽電池及制備方法。單晶摻鎵包括：摻雜有鎵元素的單晶摻鎵硅基底，以及在其上的發射極和背表面場，置于發射極表面的鈍化及減反射正面減反射膜/鈍化膜和置于基底背表面的背面鈍化膜，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，置于背面鈍化膜表面的導電材料組成的背面電極。其制備方法，包括：在摻鎵的硅片上完成表面織構化，發射極制備，絕緣處理，正表面鈍化減反射膜及背表面鈍化膜制備，背面鈍化膜局域開膜以及金屬化過程。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，特別涉及一種單晶摻鎵背鈍化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換為電能的裝置。太陽電池利用光生伏特原理產生載流子，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生一定的衰減。這種衰減稱之為光衰(LID)。目前光伏產業中的摻硼單晶硅片制成的背鈍化太陽電池的效率衰減在3～10％之間。這種電池的光致衰減產生的本質原因和摻雜基底中的代替位硼原子和單晶硅中間隙態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，這樣會降低少數載流子的壽命，從而降低少數載流子的擴散長度，導致太陽電池的效率降低。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種單晶摻鎵背鈍化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。

本發明的技術解決方案是：

一種單晶摻鎵背鈍化太陽電池，由正面至背面依次包括：正面電極、正面減反射膜/鈍化膜、發射極、單晶摻鎵硅基底、背面鈍化膜和背面電極；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。

所述的正面電極是由導電材料通過燒結局部或全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域與發射極形成直接接觸。

所述的背面鈍化膜開設有局部開膜區域，鋁電極通過局部開膜區域與單晶摻鎵硅基底的背面形成接觸。

所述的鋁電極和單晶摻鎵硅基底之間包括一層摻雜成分為鋁的空穴摻雜層，所述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。

一種單晶摻鎵背鈍化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射極；

3)對單晶摻鎵硅基底進行邊緣絕緣處理；

4)對單晶摻鎵硅基底正背面分別進行正面減反射膜/鈍化膜和背面鈍化膜的制備；

5)在背面鈍化膜上進行局域開膜；