[實(shí)用新型]一種背接觸異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821457785.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-06
• 公開（公告）號(hào): CN208722902U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛俊明;李森;高建軍;王燕增;代杰;張金娟;趙學(xué)亮;王珊珊;陳金端
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北漢盛光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0747
• 分類號(hào): H01L31/0747;H01L31/0224;H01L31/20
• 代理公司: 石家莊元匯專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 13115
• 代理人: 李彤曉

一種背接觸異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，屬于太陽(yáng)能光伏電池的技術(shù)領(lǐng)域，包括襯底，在襯底的正面依次向上設(shè)置有非晶SiO_x層、非晶SiN_x層，在襯底的背面借助絕緣隔離區(qū)間隔、交替設(shè)置有電子產(chǎn)生及收集區(qū)和空穴產(chǎn)生及收集區(qū)，所述電子產(chǎn)生及收集區(qū)包括在襯底背面依次向外設(shè)置的本征氫化非晶硅層I1、n型氫化納米硅層、本征氫化非晶硅層I2、p型氫化納米硅層、ITO層、電子收集電極；所述的空穴產(chǎn)生及收集區(qū)包括在襯底背面依次向外設(shè)置的本征氫化非晶硅層I2、p型氫化納米硅層、ITO層、空穴收集電極。本實(shí)用新型提高了電池的轉(zhuǎn)換效率、降低了生產(chǎn)成本，結(jié)構(gòu)更優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能光伏電池的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種背接觸異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池。本實(shí)用新型在技術(shù)上引入隧穿結(jié)，利用激光設(shè)備兩次激光劃線所得的p型摻雜所需區(qū)域6、絕緣隔離區(qū)10，實(shí)現(xiàn)了電池p、n摻雜的分區(qū)和隔離，既綜合了異質(zhì)結(jié)和背接觸兩種電池的優(yōu)點(diǎn)，又克服了傳統(tǒng)背接觸技術(shù)工藝復(fù)雜的缺點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了在降低生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上提高電池光電轉(zhuǎn)換效率的目的。同時(shí)進(jìn)一步提高了電池的轉(zhuǎn)換效率、降低了生產(chǎn)成本，結(jié)構(gòu)更優(yōu)化。

背景技術(shù)

能源危機(jī)和環(huán)境污染問題促進(jìn)了清潔能源的廣泛研究與應(yīng)用開發(fā)。太陽(yáng)能光伏發(fā)電具有資源充足、清潔、安全、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為可再生能源技術(shù)中發(fā)展最快、最具活力的研究領(lǐng)域。目前市場(chǎng)上的太陽(yáng)能光伏電池主要有晶體硅電池(包括單晶硅、多晶硅)、非晶硅薄膜、碲化鎘薄膜及銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)電池等。高效化是目前太陽(yáng)電池的發(fā)展趨勢(shì)，也是降低發(fā)電成本的關(guān)鍵。高效電池技術(shù)主要有P型單晶硅PERC、N型PERT、TOPCon、背接觸太陽(yáng)電池(IBC)和晶體硅/非晶硅異質(zhì)結(jié)電池等，其中晶體硅/非晶硅異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池綜合了晶體硅電池和非晶硅電池的優(yōu)點(diǎn)，近年來得到了迅速的發(fā)展，是一種非常有應(yīng)用前景的高效電池技術(shù)。2009年5月，Sanyo公司將異質(zhì)結(jié)電池(HIT)的轉(zhuǎn)化效率提高到23％，而在被Panasonic收購(gòu)后的2013年，異質(zhì)結(jié)電池實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率達(dá)到了24.7％。同時(shí)，背接觸太陽(yáng)電池由于正極和負(fù)極都位于電池片的背面，其正面沒有柵線遮擋，大幅度提高了電池的短路電流和光電轉(zhuǎn)換效率，受到了大家的廣泛關(guān)注。

在各種高效太陽(yáng)電池技術(shù)中，把異質(zhì)結(jié)技術(shù)和背接觸技術(shù)相結(jié)合的背接觸異質(zhì)結(jié)電池(HBC)，保留了二者的優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是一種最有發(fā)展前途的高效太陽(yáng)電池技術(shù)。目前這種背接觸異質(zhì)結(jié)電池最高效率已經(jīng)達(dá)到了26.57％。但是，制備HBC電池需要反復(fù)進(jìn)行光刻操作，增加了工藝復(fù)雜性和過程控制難度，非常不利于低成本大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種新型背接觸異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)及其制備方法。本實(shí)用新型①通過提高p、n摻雜層的晶化率，實(shí)現(xiàn)了電子在np界面的隧穿；②p型摻雜所需區(qū)域的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)了p、n摻雜的分區(qū)，結(jié)合絕緣隔離區(qū)的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)p、n摻雜區(qū)的有效隔離。隧穿效應(yīng)配合p型摻雜所需區(qū)域、絕緣隔離區(qū)的設(shè)置避免了傳統(tǒng)工藝步驟中需要對(duì)n型摻雜層表面的p型摻雜層進(jìn)行光刻去除的操作。在保證隔離區(qū)寬度和p型摻雜區(qū)縱向深度遠(yuǎn)低于n型摻雜區(qū)的情況下，實(shí)現(xiàn)了p、n摻雜區(qū)的隔離，提高了電池正負(fù)極之間的絕緣性能，防止漏電。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)其目的采用的技術(shù)方案是：

一種背接觸異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池，包括襯底，在襯底的正面依次向上設(shè)置有非晶SiO_x層、非晶SiN_x層，在襯底的背面借助絕緣隔離區(qū)間隔、交替設(shè)置有電子產(chǎn)生及收集區(qū)和空穴產(chǎn)生及收集區(qū)，所述電子產(chǎn)生及收集區(qū)包括在襯底背面依次向外設(shè)置的本征氫化非晶硅層I1、n型氫化納米硅層、本征氫化非晶硅層I2、p型氫化納米硅層、ITO層、電子收集電極；所述的空穴產(chǎn)生及收集區(qū)包括在襯底背面依次向外設(shè)置的本征氫化非晶硅層I2、p型氫化納米硅層、ITO層、空穴收集電極。

所述襯底為n型單晶硅，厚度100～200μm，電阻率為2Ω﹒cm～13Ω﹒cm，晶向?yàn)?lt;100>。

所述非晶SiOx層的厚度是3～8nm。