[實用新型]一種進光區域無重摻雜層遮擋的異質結晶體硅雙面太陽電池結構

有效

• 申請號: 201820330999.X
• 申請日: 2018-03-12
• 公開（公告）號: CN208315556U
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 岳之浩;周浪;黃海賓;袁吉仁;高超
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0725;H01L31/054
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

一種進光區域無重摻雜層遮擋的異質結晶體硅雙面太陽電池結構，以n型晶體硅片作為基底，發射極面分為發射極?導電區域和鈍化?進光區域：發射極?導電區域由基底向外依次由本征非晶硅鈍化層、重摻雜p型非晶硅層、金屬柵線I構成，鈍化?進光區域由鈍化減反射層I構成；背電場面分為鈍化?進光區域和背電場?導電區域：鈍化?進光區域由基底向外依次為重摻雜n型晶體硅層II、鈍化減反射層II；背電場?導電區域由基底向外依次為重摻雜n型晶體硅層II、金屬柵線II。本實用新型在保持晶體硅太陽電池雙面進光的特性前提下，同時獲得高開路電壓和高短路電流的特性，最大程度的提高晶體硅太陽電池的發電能力。

技術領域

本實用新型屬于太陽電池領域和半導體器件領域。涉及太陽電池的制備技術。

背景技術

對于晶體硅異質結太陽電池，其通常結構為在n型制絨晶體硅襯底上，一面為本征非晶硅鈍化層、p型非晶硅發射極層、TCO透明導電薄膜、銀柵線，另外一面為本征非晶硅鈍化層、n型非晶硅發射極層、TCO透明導電薄膜、銀柵線的結構。該結構的太陽電池的優點是開路電壓高，缺點是TCO層和本征及摻雜非晶硅層造成很大的光吸收損耗，尤其是非晶硅層，導致該類太陽電池的短路電流一直不高。如何通過器件結構設計和制備技術的提高來提高該類太陽電池的短路電流是其性能提升的一個重要方向。另外，該結構太陽電池所用TCO材料的一種主要元素是銦，其在地球上儲量很少，價格很高，是導致該太陽電池的成本很高的主要因素之一，所以降低TCO的用量也是該結構太陽電池改進的一個重要方向。

實用新型內容

本實用新型的目的是提出一種進光區域無重摻雜層遮擋的異質結晶體硅雙面太陽電池結構，通過提高晶體硅異質結太陽電池的短路電流，進一步提高晶體硅雙面太陽電池的發電效率；減少貴重原材料的消耗。

本實用新型是通過以下技術方案實現的。

本實用新型所述的一種進光區域無重摻雜層遮擋的異質結晶體硅雙面太陽電池結構，以n型晶體硅片（5）作為基底，其發射極面分為發射極-導電區域和鈍化-進光區域：發射極-導電區域由基底向外依次由本征非晶硅鈍化層（3）、重摻雜p型非晶硅層（2）、金屬柵線I（1）構成，鈍化-進光區域由鈍化減反射層I（4）構成，這兩個區域交叉分布且不重疊。

為提高金屬柵線I（1）與重摻雜p型非晶硅層（2）之間的接觸導電性，優選在二者之間設一過渡TCO層。

本實用新型所述的鈍化減反射層I（4）優選二氧化硅/氮化硅復合薄膜層。

本實用新型所述的一種進光區域無重摻雜層遮擋的異質結晶體硅雙面太陽電池結構，為雙面進光太陽電池，其正負電極分別位于n型晶體硅片（5）基底的兩個表面。太陽電池在發射極面之外的另外一面（背電場面）結構分為鈍化-進光區域和背電場-導電區域：鈍化-進光區域由基底向外依次為重摻雜n型晶體硅層II（6）、鈍化減反射層II（7）；背電場-導電區域由基底向外依次為重摻雜n型晶體硅層II（6）、金屬柵線II（8）。這兩個區域交叉分布且不重疊。

其中，鈍化減反射層II（7）優選氮化硅層。

進一步地，為提高器件的性能，本實用新型所述的n型晶體硅片（5）可以雙面制絨，以進一步提高太陽電池短路電流。

進一步地，n型晶體硅片（5）的雙面的制絨情況可以不同，一面采用較小尺寸金字塔結構的絨面，另外一面采用較大尺寸的金字塔絨面或者無金字塔的拋光結構。

進一步地，有金屬柵線（金屬柵線I、金屬柵線II）區域可以拋光或做更大尺寸金字塔的絨面，以減少復合損耗，提高太陽電池的開路電壓。

進一步地，器件表面金屬柵線（金屬柵線I、金屬柵線II）總覆蓋面積比例優選為1~3%，以提高太陽電池的短路電流并保證足夠好的導電性。