[實用新型]一種P型單晶硅電池正面鍍膜結構

有效

• 申請號: 201822208379.1
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN209328908U
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 霍亭亭;魏青竹;倪志春;連維飛;胡黨平
• 申請（專利權）人: 蘇州騰暉光伏技術有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0236;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 張黎

本實用新型公開了一種P型單晶硅電池正面鍍膜結構，包括晶硅正面膜，所述晶硅正面膜依次沉積有第一層SiO₂層，第二層摻P多晶硅(n?Si)，第三層60?100nm的SiNx層，所述第一層厚度為1?4nm，所述第二層厚度為10?30nm，第三層厚度為60?100nm。本實用新型降低了銀柵線與硅接觸處的載流子復合，摻P的多晶硅膜層與電池正面形成n+/n層，阻止了電池n型硅中的少子(空穴)向正表面遷移，從而了減小了表面復合，提高了Voc。

技術領域

本實用新型涉及光伏太陽能電池技術領域，具體為一種P型單晶硅電池正面鍍膜結構。

背景技術

能源問題一直是困擾我國經濟發展的重要因素，化石能源的日漸枯竭使得新能源的研究變得尤為關鍵，尤其是太陽能的研究。光伏材料是太陽能研究的關鍵內容，其中單晶硅因具有諸多優點，如：晶體結構相對完美、雜質少、純度高、高少子壽命、電阻率容易控制等，成為了光伏材料中的佼佼者。直至目前，單晶硅仍然以成熟的冶煉技術，簡便的制作手法以及相對高效的光電轉化效率占據著光伏行業重要的位置。

在目前的太陽電池市場中，約85％是晶硅電池，還有約15％屬于薄膜電池。其中的晶硅電池市場又分單晶硅與多晶硅。相關數據顯示，單晶硅與多晶硅的市場份額占比分別在 30％-40％和50％-60％之間。單晶硅和多晶硅的區別在于當熔融的單質硅凝固時，硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的芯片，則形成單晶硅；如果這些晶核長成晶面取向不同的芯片，則形成多晶硅。

多晶硅與單晶硅的差異主要表現在物理性質方面，如在力學性質、電學性質等方面，多晶硅均不如單晶硅。目前的單晶硅片主要分為N型與P型。在超純單晶硅中摻入微量的ⅢA 族元素，如摻硼而形成P型硅半導體；摻入微量的VA族元素，如摻磷或砷形成N型硅半導體。更簡單的說，單晶硅中摻磷是N型，摻磷越多則自由電子越多，導電能力越強，電阻率就越低；而摻硼為P型，摻硼越多則能置換硅產生的空穴也越多，導電能力越強，電阻率就越低。在2011年以前，無論是單晶硅還是多晶硅片，均以P型為主流產品。但根據實驗觀測，多晶P型產品轉換效率最高為17.4％，而單晶P型產品轉換效率最高為19％。但是單晶P型產品還有一個明顯的缺點，即在模組端有電力流失(Power Loss)相對大的問題，所以目前的P型產品已經越來越少。而N型單晶產品沒有電力流失的問題，且轉換效率一般可以突破20％以上，成為目前單晶硅廠商積極投入研究及研發的領域之一。

光伏行業對太陽能電池增效提質的研究一直是熱點。減少光學損失、減小載流子復合，是最重要的提高晶硅電池效率的途徑。比如，太陽能電池正面和背面進行鍍膜工藝，就是為了減少光學損失和減小表面復合，從而提高開路電壓Voc、短路電流Isc和填充因子FF，最終提高晶硅電池的光電轉化效率。

專利CN102522446B公開了一種HIT太陽電池結構及其制作方法，該電池結構，在N型硅襯底的正反面首先熱氧化SiO₂層做為掩膜；在正面SiO₂層上進行開孔；在正面依次沉積本征非晶硅層、P型非晶硅層；之后沉積AL₂O₃薄膜；在AL₂O₃薄膜上開孔；然后沉積透明導電薄膜作為窗口層；最后再采用漿料絲網印刷Ag柵極；在電池的背面，首先仍然是對SiO₂層開孔，然后依次沉積本征非晶硅層、N型非晶硅層，然后沉積透明導電薄膜；最后再絲網印刷Ag柵極，從而形成一個完整的電池器件。技術效果是簡化了清洗工藝，利于實現產業化。但電池轉化效率還有待進一步提高。

目前較為常見的P型單晶電池的正面膜層結構是，沉積SiO₂/SiNx減反射和鈍化膜層，背面沉積Al₂O₃/SiNx或者SiO₂/SiNx鈍化層。