[發明專利]一種雙面發電的PERL太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202010180115.9
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111370535A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 劉媛;丁麗萍;丁中武;顧鵬程
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: H01L31/18
• 分類號: H01L31/18;H01L31/0224;H01L31/0352;H01L31/068
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及太陽能電池制備領域，公開了一種雙面發電的PERL太陽能電池及其制備方法，通過先將P型硅片進行清洗、制絨、拋光、背鈍化、正面沉積N⁺摻雜層和SiN_x膜、背面印刷硼漿料處理，然后采用激光形成背面局域開口和重摻雜層，最后通過印刷形成背面柵線和正面柵線，再經燒結形成本發明電池。本發明制備工藝相對簡單，形成的局域開口寬度大幅度減少，在保證接觸的同時減少了SiN_x膜的損傷和激光對硅片造成的損傷面積。且硼摻雜形成的局域重摻雜層厚度較厚，使得背面電極在燒結時不會破壞局域重摻雜層，能形成良好的歐姆接觸。本發明電池背面電極為柵線結構，也可以接收光照，從而實現了雙面發電，增加了太陽能電池的光電轉換效率。

技術領域

本發明涉及太陽能電池制備領域，具體涉及一種雙面發電的PERL太陽能電池及其制備方法。

背景技術

PERL(鈍化發射極背部局域擴散)(Passivated Emitter and Rear Locally-diffused)電池是鈍化發射極、背面局域擴散太陽能電池的簡稱。1990年，新南威爾士大學的在PERC電池結構和工藝的基礎上，在電池背面的接觸孔處采用了BBr₃局域擴散制備出PERL電池，該太陽能電池效率較高。PERL電池通過使用選擇性發射極，降低發射極的復合，改善前電極的接觸電阻率。背面采用局域重摻雜，降低背面的局域復合和接觸電阻率，是目前最有潛力實現22.5％電池效率的電池，其技術路線基于選擇性發射極，背面局部重摻雜的電池結構，電池成本可控的高效晶體硅電池技術路線。

在現有技術中，雖然對PERL太陽能電池有了進一步研究，但仍存在不同的問題。例如，中國專利CN104091842A公開了一種分布式局域硼摻雜的雙面感光晶體硅太陽電池及其制備方法，該電池包括硅襯底，在硅襯底正面設有N型摻雜區、N型摻雜區上設有正面減反鈍化膜，硅襯底背面設有背面鈍化膜，制備方法還包括以下步驟：在背面鈍化膜上以分布式短線的圖案將背面鈍化膜局部去除，露出硅襯底，形成多個去除通道；然后局域印刷硼硅漿料以覆蓋去除通道；隨后分別印刷背面電極層和正面電極層，并烘干；然后進行高溫燒結，去除通道內的硼硅漿料與硅襯底接觸界面形成分布式的P型硼重摻雜區局域，組成P型硼重摻雜層；并在高溫燒結過程中，同時形成正面電極層和背面電極層。中國專利CN104022188A公開了一種太陽能電池局域摻雜方法，該方法的步驟如下：a)根據太陽能電池結構，在太陽能電池的襯底表面修飾相應圖形的分子膜；其中，分子膜中具有親水基團和疏水基團；b)在經過步驟a)處理后的襯底上設置含摻雜源的溶液，并且溶液中具有極性溶劑，使摻雜源分布在相應圖形上；c)揮發溶液，在襯底上留下局域分布的摻雜源；d)再經過熱擴散摻雜，使得留下的摻雜源擴散至襯底上，從而形成局域摻雜。上述兩種方法均是先在太陽能電池的背面進行開槽，然后再印刷/噴涂摻雜源，最后采用高溫摻雜的方式進行局域摻雜，該方法制作工藝復雜，且高溫會對硅片產生損傷。中國專利CN103996746A公開了一種可量產的PERL晶體硅太陽電池的制作方法，包括硅片去損傷并制絨、清洗；磷擴散；背面磷硅玻璃去除，并實現背面拋光，去除磷硅玻璃并清洗；背面氧化鋁/氮化硅疊層薄膜生長；正面氮化硅減反射薄膜生長；背面印刷p型摻雜劑并烘干；背面的p型摻雜劑印刷區局域采用激光進行局域重摻雜；超聲清洗；背面印刷背電極及鋁背場，正面印刷銀柵線；燒結，測試。該方法的背面電極為全鋁背場，為單面發電，光電轉換效率低，且形成的局域重摻雜層容易被印刷的背面電極破壞，從而增加太陽能電池的接觸電阻。可見，現有PERL太陽能電池的制作工藝復雜，成本較高，難以實現大規模量產。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種雙面發電的PERL太陽能電池及其制備方法，該制備方法操作簡單，不會對硅片產生損壞，且該方法制備得到的PERL太陽能電池具有雙面發電的效果，有效的提高了PERL太陽能電池的光電轉換效率，本發明的內容如下：

本發明提供了一種雙面發電的PERL太陽能電池的制備方法，包括以下步驟：