[發明專利]晶體硅太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201810109422.0
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108336154A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 陶科;賈銳;姜帥;孫恒超;周穎;包建輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0352;H01L31/068;H01L31/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本公開提供了一種晶體硅太陽能電池及其制備方法，其中所述晶體硅太陽能電池包括：N型硅襯底；隧穿氧化層，形成于所述N型硅襯底的背表面；以及多晶硅層，形成于所述隧穿氧化層上，其包括交替分布的N+多晶硅區和P+多晶硅區，相鄰的所述N+多晶硅區和P+多晶硅區之間具有間隔；其中，所述隧穿氧化層、N+多晶硅區及P+多晶硅區形成所述N型硅襯底背表面的鈍化接觸結構。本公開晶體硅太陽能電池及其制備方法，有效降低了電池背表面的復合速率，提高了電池的開路電壓，相對于常規背結背接觸太陽能電池，省掉了前表面的摻雜過程，簡化了電池制備工藝，并且降低了光的吸收損失，有利于電池性能的提高和成本的降低。

技術領域

本公開涉及太陽能電池技術領域，具體而言，涉及一種晶體硅太陽能電池及其制備方法。

背景技術

太陽能電池作為一種可以直接將太陽能轉化為電能的設備，越來越得到人們的關注。提高太陽能電池的轉換效率，同時降低電池的生產成本是業界不斷追求的目標和提高自身競爭能力之關鍵所在。

在高效太陽能電池方面，國外眾多科研機構和企業展開了大量的研究，開發了眾多新型結構的高效太陽能電池，如刻槽埋柵、選擇性發射極、晶體硅異質結(HIT)、背結背接觸結構(IBC)等結構，目前成功的高效電池結構有HIT與IBC等，這些結構均實現了25％及以上的轉換效率。

如何進一步提高電池的轉換效率并且降低成本，就成為光伏界眾多研究人員面前的一個難題，也是業界追求的核心目標。

通過對晶體硅太陽能電池的工作原理及效率損失分析可知，限制效率提升的一個最大因素就是載流子的復合。有研究表明，當背面的復合速率從10cm/s分別上升到10³cm/s和10⁵cm/s時，200微米厚且擴散長度為1000微米的太陽能電池轉換效率分別下降2％和4％。因而對于IBC電池，如何降低金屬接觸區域的復合是當前需要解決的問題。

因此，為了提高背結背接觸太陽能電池的效率，亟需一種具有較好的抑制載流子復合效果的晶體硅太陽能電池。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于所述技術問題，本公開提供了一種晶體硅太陽能電池及其制備方法，通過鈍化接觸，有效降低了電池背表面的復合速率，提高電池的開路電壓，同時相對于常規背結背接觸太陽能電池，本公開省掉了前表面的摻雜過程，簡化了電池制備工藝，并且降低了光的吸收損失，有利于電池性能的提高和成本的降低。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供了一種晶體硅太陽能電池，包括：N型硅襯底；隧穿氧化層，形成于所述N型硅襯底的背表面；以及多晶硅層，成于所述隧穿氧化層上，其包括交替分布的N+多晶硅區和P+多晶硅區，相鄰的所述N+多晶硅區和P+多晶硅區之間具有間隔；其中，所述隧穿氧化層、N+多晶硅區及P+多晶硅區形成所述N型硅襯底背表面的鈍化接觸結構。

在一些實施例中，所述的晶體硅太陽能電池，還包括：N+區電極，從所述N+多晶硅區中引出；以及P+區電極，從所述P+多晶硅區中引出。

在一些實施例中，所述的晶體硅太陽能電池，還包括鈍化層，形成于所述N型硅襯底的前表面。

在一些實施例中，所述鈍化層的材質為氧化鋁、氧化硅及氧化氮的至少其中之一，厚度介于1nm～20nm之間。

在一些實施例中，所述的晶體硅太陽能電池，還包括減反射層，形成于所述鈍化層上。

在一些實施例中，所述減反射層的材質為氮化硅或ITO，厚度介于65nm～90nm之間。

在一些實施例中，所述隧穿氧化層的材質為氧化物、氮化物及導電聚合物的至少其中之一。