[發明專利]一種異質結背接觸太陽能電池及其形成方法

在審

• 申請號: 202010523672.6
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111799348A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 陶科;姜帥;賈銳;金智;劉新宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L31/0747
• 分類號: H01L31/0747;H01L31/0224;H01L31/0352;H01L31/18
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 付婧

本發明公開了一種異質結背接觸太陽能電池及其形成方法，異質結背接觸太陽能電池包括但不限于半導體襯底、第一鈍化層及異質結。第一鈍化層形成于半導體襯底的背表面上，異質結可形成于第一鈍化層背面，異質結包括N型摻雜硅薄膜和P型摻雜硅薄膜，N型摻雜硅薄膜與P型摻雜硅薄膜沿垂直方向上形成疊層結構。該異質結背接觸太陽能電池的形成方法包括：在半導體襯底的背表面上形成異質結，異質結包括依次形成的N型摻雜硅薄膜和P型摻雜硅薄膜，其中，N型摻雜硅薄膜與P型摻雜硅薄膜沿垂直方向上形成疊層。本發明能夠在不降低電池效率的前提下有效降低異質結背接觸太陽能電池的生產成本，而且本發明光能轉換效率比較高。

技術領域

本發明涉及太陽能電池技術領域，更為具體來說，本發明涉及一種異質結背接觸太陽能電池及其形成方法。

背景技術

晶體硅太陽能電池，作為一種可以直接將太陽能轉化為電能的設備，越來越受到人們的關注。提高晶體硅太陽能電池轉換效率的同時降低電池的生產成本，一直是業界不斷追求的目標和提高自身競爭力的關鍵所在。

國內外的眾多科研機構和企業在高效晶體硅太陽能電池方面展開了大量的研究，開發了眾多新型結構的高效晶體硅太陽能電池。這些太陽能電池結構包括刻槽埋柵、選擇性發射極、晶體硅異質結(HIT，Heterojunction with Intrinsic Thin-layer)、背結背接觸結構(IBC，Interdigitated Back-contact Solar Cells)等。其中，相比于一般的太陽能電池，異質結背接觸電池具有取得更高轉化效率的潛力。異質結背接觸電池將發射極和背場全部轉移到電池的背面，從而使前表面電極的遮光損耗為零，短路電流得到了極大的提升。而且，異質結自身結構使得電池的開路電壓得到進一步提高。上述這些特性都可以有效提高太陽能電池的光電轉換效率。

但是，由于現有技術設計上存在的局限，現有的異質結背接觸太陽能電池的背面圖形化結構往往包括交錯分布的基區和發射區，基區和發射區之間存在間隙(gap)，該間隙將基區和發射區隔開；通過圖形化工藝實現上述結構的過程中非常復雜、工序非常多，進而導致現有的異質結背接觸太陽能電池的成本十分高昂。

發明內容

為解決常規的異質結背接觸太陽能電池背面圖形化工藝較復雜以及導致的電池成本高等問題，本發明創新地提供了一種異質結背接觸太陽能電池及其形成方法。本發明通過優化摻雜非晶硅薄膜的生長工藝有效簡化異質結背接觸太陽能電池的圖形化結構，在不影響電池轉換效率的前提下，大幅降低了電池的生產步驟，極大降低了異質結背接觸太陽能電池的成本。

為實現上述技術目的，本發明公開了一種異質結背接觸太陽能電池。該異質結背接觸太陽能電池包括但不限于半導體襯底、第一鈍化層、異質結、第一電極及第二電極。半導體襯底具有前表面和背表面，第一鈍化層形成于半導體襯底的所述背表面上。異質結形成于所述第一鈍化層背面，異質結包括N型摻雜硅薄膜和P型摻雜硅薄膜；其中，所述N型摻雜硅薄膜與所述P型摻雜硅薄膜沿垂直方向上形成疊層結構。第一電極與所述N型摻雜硅薄膜電連接，第二電極與所述P型摻雜硅薄膜電連接。

進一步地，所述N型摻雜硅薄膜呈梳齒狀地分布在所述第一鈍化層背面，所述P型摻雜硅薄膜覆蓋于所述N型摻雜硅薄膜和所述第一鈍化層上。所述疊層結構能夠形成隧穿結。

進一步地，該異質結背接觸太陽能電池還包括保護層。保護層形成于所述P型摻雜硅薄膜背面。

進一步地，該異質結背接觸太陽能電池還包括前表面場、第二鈍化層及減反射層。前表面場形成于半導體襯底的前表面上，第二鈍化層形成于所述前表面場上，減反射層形成于所述第二鈍化層上。

進一步地，所述第二鈍化層可包括氧化鋁薄膜、氧化硅薄膜、氮化硅薄膜、本征非晶硅薄膜中的至少一種，所述第二鈍化層厚度為1～20納米。

進一步地，所述減反射層包括至少一層氮化硅和/或透明導電膜，所述減反射層厚度為65～90納米。