[實(shí)用新型]一種單晶摻鎵雙面太陽電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820146408.3
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN208225886U
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李華;孟夏杰;靳玉鵬;童洪波
• 申請（專利權(quán)）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;H01L31/0352;H01L31/02;H01L31/0216;H01L31/068;H01L31/18
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 張弘

本實(shí)用新型公開了一種單晶摻鎵雙面太陽電池，包括：摻雜有鎵元素的單晶硅半導(dǎo)體基底，以及在其上的前表面發(fā)射極和背面局部背電場，置于發(fā)射極表面的正面減反射膜/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(dǎo)電材料組成的正面電極，置于背面鈍化膜表面的導(dǎo)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(gòu)化，發(fā)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(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單晶摻鎵雙面太陽電池。

背景技術(shù)

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雙面太陽電池的效率衰減在3～10％之間。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(fù)合體。而硼氧復(fù)合體是深能級復(fù)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(kuò)散長度，導(dǎo)致太陽電池的效率降低。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對以上問題，本實(shí)用新型提供了一種單晶摻鎵雙面太陽電池，可以解決上述問題，降低由于硼氧復(fù)合體造成的光致衰減。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：

一種單晶摻鎵雙面太陽電池，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、單晶摻鎵硅基底、背面減反射膜/鈍化膜和背面電極。

所述的正面電極包括正面細(xì)柵線，正面細(xì)柵線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。

所述的正面電極還包括正面連接電極，正面細(xì)柵線與正面連接電極互相垂直并在相交處相連接。

所述的背面電極包括背面細(xì)柵線；背面細(xì)柵線與單晶摻鎵硅基底背面接觸。

所述的背面細(xì)柵線為含鋁的電極，背面細(xì)柵線和單晶摻鎵硅基底之間形成摻雜元素為鋁的空穴摻雜層，空穴摻雜層的厚度為1～15um。

所述的空穴摻雜層和背面細(xì)柵線之間還包括一層鋁硅合金層，鋁硅合金層厚度為1～5um。

所述的背面電極還包括背面連接電極，背面連接電極與背面細(xì)柵線方向互相垂直并在相交處相連接。

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(gòu)成；背面減反射膜/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(gòu)成。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有以下技術(shù)效果：

本實(shí)用新型包括摻雜有鎵元素的單晶硅半導(dǎo)體基底，以及在其上的發(fā)射極和背表面場，置于發(fā)射極表面的鈍化及減反射介質(zhì)膜和置于基底背表面的鈍化介質(zhì)膜，置于介質(zhì)膜表面的導(dǎo)電材料組成的正面電極和背面電極，置于太陽電池正面的導(dǎo)電材料經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)局部穿透介質(zhì)膜材料或通過在介質(zhì)膜上的局部開膜區(qū)域和發(fā)射極形成直接接觸，置于太陽電池背面的背面電極通過在介質(zhì)膜上的局部開膜區(qū)域和半導(dǎo)體形成直接接觸。采用摻鎵單晶硅作為太陽電池的基底材料，制備了單晶摻鎵雙面太陽電池，摻鎵能夠減少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(fù)合體，這樣會增加少數(shù)載流子的壽命，從而增加少數(shù)載流子的擴(kuò)散長度，導(dǎo)致太陽電池的效率增加，并且保證電池的長期可靠性。該電池結(jié)構(gòu)可以降低或基本抑制單晶硅太陽電池的光衰，能將單晶硅雙面太陽電池的光衰控制在3％以內(nèi)。這種基底的質(zhì)量更好，從而有效提高太陽電池的效率。