[實用新型]一種叉指背接觸異質結單晶硅電池

有效

• 申請號: 201821040310.6
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN208507687U
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 何鳳琴;盧剛;王海;鄭璐;錢俊;楊振英;王旭輝
• 申請（專利權）人: 黃河水電光伏產業技術有限公司;青海黃河上游水電開發有限責任公司光伏產業技術分公司;國家電投集團黃河上游水電開發有限責任公司;青海黃河上游水電開發有限責任公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0352;H01L31/074
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

本實用新型公開了一種叉指背接觸異質結單晶硅電池，包括：一N型單晶硅基體，N型單晶硅基體具有相對的一正面和一背面；設于N型單晶硅基體正面的摻雜N⁺層和正面N型非晶硅層；間隔設于N型單晶硅基體背面的P型非晶硅層和背面N型非晶硅層。本實用新型的叉指背接觸異質結單晶硅電池，減薄常規背接觸異質結N型單晶硅電池正面N型非晶硅層的厚度，并在非晶硅氧合金層下設置輕摻雜的N⁺層，既可減少N型非晶硅層的光吸收、光損失，又可利用N⁺層實現部分場鈍化功能，提高了電池的光電轉換效率；同時N⁺層還可提供光生載流子的橫向低阻導電通道，從而降低串聯電阻損耗，提高電池的短路電流、填充因子和轉換效率。

技術領域

本實用新型涉及太陽能電池技術領域，具體地，涉及一種叉指背接觸異質結單晶硅電池。

背景技術

晶體硅太陽電池具有轉換效率高、工作穩定性好、工作壽命長和制造技術成熟等特點，是目前太陽能光伏市場的主力軍。相對摻硼的P型單晶硅材料，摻磷的N型單晶硅材料中硼含量極低，由硼氧對導致的光致衰減可以忽略，N型硅材料中的一些金屬雜質對少子空穴的捕獲能力低于P型材料中的雜質對少子電子的捕獲能力，在相同摻雜濃度下N型硅比P型硅具有更高的少數載流子壽命。這些特性使得N型硅電池具有潛在的長壽命和高效率的優勢，N型硅電池太陽電池已成為未來高效率晶體硅太陽電池的發展方向。

基于N型單晶硅襯底的叉指背接觸(Interdigitated Back Contact，簡稱IBC)電池，正面沒有任何電極分布，發射極和基極交叉排列于電池背面，分別收集晶體硅光伏效應產生的光生載流子，由于電池正面沒有金屬電極柵線遮擋產生的光學損失，可有效增加電池片的短路電流，提高轉換效率。非晶硅(a-Si:H)/N型單晶硅(c-Si)異質結(Hetero-junction with Intrinsic Thin-layer，簡稱HIT)電池借助本征非晶硅(i-a-Si:H)良好的表面鈍化作用，通過在P型非晶硅或N型非晶硅與單晶硅基底之間插入一層極薄的本征非晶硅，可鈍化單晶硅表面的缺陷，大幅降低界面態和單晶硅的表面復合，從而提高少數載流子壽命，獲得較高的開路電壓。

N型硅背接觸異質結太陽電池(以下簡稱：HIBC電池)是異質結電池和叉指背接觸電池的耦合電池，利用非晶硅優越的表面鈍化性能，并結合IBC結構正面沒有金屬遮擋的結構優勢，兼容了兩種電池的優良特性，具有良好的光學和電學性能，制程溫度低、穩定性好；電池正面無柵線遮光，確保了電池具有高的短路電流(Isc)；電池正反兩面均有高質量的氫化非晶硅鈍化層，保證了電池有高的開路電壓(Voc)。

通常，叉指背接觸異質結N型單晶硅電池的正面由內向外采用N型單晶硅基體、本征非晶硅、N型非晶硅、減反射層依次疊加的結構，這種結構的優點是本征非晶硅提供了優異的化學鈍化性能，N型非晶硅實現了場鈍化；缺點是正面光生載流子產生率高，而非晶硅層吸收光產生的光生載流子壽命非常短，難以形成有效的光生電流，從而降低了短路電流密度，造成短波效應下降和光學損失增多；再者，為了減少因非晶硅層的光吸收而引起的電池短路電流密度下降，設計、制造背接觸異質結N型單晶硅電池時必須優化、控制電池正面N型非晶硅和本征非晶硅層的厚度，而又給實現優異鈍化性能以及進一步提升電池的轉換效率帶來困難。

實用新型內容

為解決上述現有技術存在的問題，本實用新型提供了一種叉指背接觸異質結單晶硅電池，以降低現有技術中電池正面的光損失，提高電池的光電轉換效率。

為了達到上述實用新型目的，本實用新型采用了如下的技術方案：

本實用新型提供了一種叉指背接觸異質結單晶硅電池，包括：

一N型單晶硅基體，所述N型單晶硅基體具有相對的一正面和一背面；

設于所述N型單晶硅基體正面的摻雜N⁺層和正面N型非晶硅層；