[發(fā)明專利]一種背接觸異質(zhì)結(jié)太陽能電池及其制造方法

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• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN110634971A
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾清華;張超華;謝志剛;王樹林;林朝暉
• 申請（專利權(quán)）人: 福建金石能源有限公司
• 主分類號: H01L31/0236
• 分類號: H01L31/0236;H01L31/075;H01L31/20
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本發(fā)明公開了一種背接觸異質(zhì)結(jié)太陽能電池及其制造方法，電池包括N型單晶硅片，依次設(shè)在硅片正面金字塔絨面上的第二本征非晶硅層、第一N型非晶硅層、增透層，依次設(shè)在硅片背面P區(qū)的第一本征非晶硅層、P型非晶硅層、第二透明導(dǎo)電膜層、銅種子層、銅柵線電極，依次設(shè)在硅片背面N區(qū)金字塔絨面上的第三本征非晶硅層、第二N型非晶硅層、第一透明導(dǎo)電膜層、第二透明導(dǎo)電膜層、銅種子層、銅柵線電極，依次設(shè)在硅片背面N/P交疊區(qū)表面的第一本征非晶硅層、P型非晶硅層、絕緣層、第三本征非晶硅層、第二N型非晶硅層、第一透明導(dǎo)電膜層、第二透明導(dǎo)電膜層、銅種子層及絕緣槽。本發(fā)明可以大幅增加工藝窗口，更適合于大規(guī)模化量產(chǎn)提升電池的短路電流、開路電壓，進(jìn)而提高電池片效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及晶體硅太陽能電池領(lǐng)域，尤其涉及一種背接觸異質(zhì)結(jié)太陽能電池及其制造方法。

背景技術(shù)

能源危機(jī)下光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，進(jìn)一步推廣光伏應(yīng)用的關(guān)鍵是提高太陽能電池片的光電轉(zhuǎn)換效率，降低電池片的制作成本。背接觸異質(zhì)結(jié)太陽能電池是背接觸結(jié)構(gòu)電池和硅基異質(zhì)結(jié)電池的良好結(jié)合。背接觸結(jié)構(gòu)是通過將電極集中在太陽能電池的背面，由于沒有正面柵線電極的遮光，電池有高的短路電流；硅基異質(zhì)結(jié)電池由于有高質(zhì)量的氫化非晶硅鈍化，能夠減輕在光照下產(chǎn)生的空穴與電子在電池內(nèi)部復(fù)合而消失的現(xiàn)象，電池有高的開路電壓，背接觸異質(zhì)結(jié)電池結(jié)合這兩種電池的優(yōu)點(diǎn)，具有高的光電轉(zhuǎn)換效率。

然而，這種結(jié)構(gòu)電池背面形成的P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體為交替存在，之間容易發(fā)生短路。為了將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體有效隔離，需要經(jīng)過多重保護(hù)和蝕刻工藝，制造過程繁瑣且容易影響非晶硅膜層的質(zhì)量，難以實(shí)現(xiàn)高的轉(zhuǎn)換效率。特別是由于P型非晶硅層難以蝕刻的特征，對材料的選擇范圍很窄，如蝕刻選擇性無法滿足要求，器件無法正常工作。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種背接觸異質(zhì)結(jié)太陽能電池及其制造方法，不僅可以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率的背接觸異質(zhì)結(jié)太陽能電池，而且簡化工藝步驟，有利于規(guī)模化生產(chǎn)，降低成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種背接觸異質(zhì)結(jié)太陽能電池，包括N型單晶硅片，依次設(shè)在硅片正面金字塔絨面上的第二本征非晶硅層、第一N型非晶硅層、一層增透層，依次設(shè)在硅片背面P區(qū)表面的第一本征非晶硅層、P型非晶硅層、第二透明導(dǎo)電膜層、銅種子層、銅柵線電極，依次設(shè)在硅片背面N區(qū)金字塔絨面上的第三本征非晶硅層、第二N型非晶硅層、第一透明導(dǎo)電膜層、第二透明導(dǎo)電膜層、銅種子層、銅柵線電極，依次設(shè)在硅片背面N/P交疊區(qū)表面的第一本征非晶硅層、P型非晶硅層、絕緣層、第三本征非晶硅層、第二N型非晶硅層、第一透明導(dǎo)電膜層、第二透明導(dǎo)電膜層、銅種子層及絕緣槽。

進(jìn)一步的，所述第一本征非晶硅層、P型非晶硅層、第二本征非晶硅層、第一N型非晶硅層、第三本征非晶硅層、第二N型非晶硅層厚度為1～15nm，所述非晶硅層通過PECVD沉積形成。

進(jìn)一步的，所述增透層為氮化硅、氮氧化硅、氟化鎂、ITO、氧化硅、氧化鋁、氧化鋅中的至少一種，厚度為40～200nm，寬度為0.02～0.2mm，所述增透層通過PECVD或PVD沉積形成。

進(jìn)一步的，所述絕緣層為氮化硅、氮氧化硅、氧化硅、非晶硅中的至少一種，厚度為40～200nm，所述絕緣層通過PECVD或PVD沉積形成。

進(jìn)一步的，所述第一透明導(dǎo)電膜層、第二透明導(dǎo)電膜層為金屬氧化物，所述金屬氧化物為氧化銦錫薄膜、摻鋁氧化鋅、摻鎢氧化銦薄膜中的一種，厚度為10～200nm，所述金屬氧化物通過PVD沉積。

進(jìn)一步的，所述銅柵線電極包含銅柵線層和銅柵線保護(hù)層，所述銅柵線保護(hù)層為錫層，所述銅柵線電極寬度為10-150um，厚度為5-50um。

一種背接觸異質(zhì)結(jié)太陽能電池的制造方法，所述制作方法包括如下步驟：

提供拋光清洗干凈的N型硅片；