[發(fā)明專利]一種IBC太陽能電池結(jié)構(gòu)及其制備工藝

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• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN111987225A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙保星;魏青竹;倪志春;張樹德;符欣;連維飛
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州騰暉光伏技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L51/42
• 分類號: H01L51/42;H01L51/44;H01L51/00;H01L51/48
• 代理公司: 蘇州華博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32232
• 代理人: 楊敏

本發(fā)明公開了一種IBC太陽能電池結(jié)構(gòu)，包括依次層疊設(shè)置的減反射層、正面鈍化膜層、p型擴散層、n型單晶硅基底層、背面鈍化膜層、有機異質(zhì)結(jié)層、背面導(dǎo)電保護(hù)層、背面電極；所述n型單晶硅基底層的背面形成圖形化的有機異質(zhì)結(jié)層，所述有機異質(zhì)結(jié)層包括p型有機異質(zhì)結(jié)層和n型有機異質(zhì)結(jié)層，所述p型有機異質(zhì)結(jié)層和n型有機異質(zhì)結(jié)層中間有形成空間隔離區(qū)；本發(fā)明也相應(yīng)地公開上述IBC太陽能電池結(jié)構(gòu)的制備工藝。本發(fā)明通過將有機物質(zhì)和單晶硅接觸面移至電池背面，保證形成均勻、高質(zhì)量的有機雜化異質(zhì)結(jié)膜層，而正表面采用了堿制絨金字塔絨面結(jié)構(gòu)，可以大幅提升電池光學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低成本有機/晶硅雜化IBC太陽能電池結(jié)構(gòu)及其制備工藝。

背景技術(shù)

太陽能電池是一種將太陽的光能直接轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件，利用光能這一可再生資源，在當(dāng)今能源短缺的情形下太陽能電池具有廣闊的發(fā)展前景。

太陽能電池的種類繁多，其中，IBC(Interdigitated back contact，叉指背接觸)太陽能電池以其較高的轉(zhuǎn)換效率、較低的串聯(lián)電阻、簡化的互聯(lián)技術(shù)及良好的外觀等優(yōu)點受到越來越多業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注，成為太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域較為前沿的高效電池技術(shù)之一。

常規(guī)制作IBC太陽能電池的工藝流程大致為：清洗-表面制絨-雙面擴散摻雜-去玻璃層-絲網(wǎng)印刷阻擋層-刻蝕形成第一導(dǎo)電指區(qū)-擴散形成第二導(dǎo)電指區(qū)-正面制備減反射層-背面制備背鈍化層-絲網(wǎng)印刷第一電極和第二電極-燒結(jié)-激光燒結(jié)。在實際生產(chǎn)過程制作IBC太陽能電池的技術(shù)細(xì)節(jié)及相應(yīng)的操作步驟非常多，繁多的步驟和復(fù)雜的操作使IBC太陽能電池的生產(chǎn)效率較低，并且生產(chǎn)成本也較高，給IBC太陽能電池的發(fā)展造成了困難。

IBC背接觸太陽能電池結(jié)構(gòu)都是通過進(jìn)行背面圖形化摻雜，形成交叉摻雜的n型摻雜區(qū)和p型摻雜區(qū)。因為該圖形化摻雜的需求，在工藝實現(xiàn)方面需要多次掩膜過程，制備流程復(fù)雜，成本極高；另一方面，現(xiàn)在采用的有機無機雜化的異質(zhì)結(jié)太陽能電池，其接觸面一般為平面，這種平面結(jié)構(gòu)會造成光學(xué)反射損失特別多，然后當(dāng)采用絨面結(jié)構(gòu)時，由于有機材料和無機材料(常為晶硅材料)直接的浸潤性比較差，有機材料在晶硅表面無法形成均勻的膜層。

因此亟待一種成本低廉、克服相接面造成大量光學(xué)反射損失的制備工藝。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，一方面，本發(fā)明提供了一種IBC太陽能電池結(jié)構(gòu)，包括依次層疊設(shè)置的減反射層、正面鈍化膜層、p型擴散層、n型單晶硅基底層、背面鈍化膜層、有機異質(zhì)結(jié)層、背面導(dǎo)電保護(hù)層、背面電極；

所述n型單晶硅基底層包括正面和背面，所述正面構(gòu)造為絨面結(jié)構(gòu)；所述正面包括p型擴散層且所述p型擴散層形成有正面p+型發(fā)射區(qū)；所述背面形成圖形化的有機異質(zhì)結(jié)層，所述有機異質(zhì)結(jié)層包括p型有機異質(zhì)結(jié)層和n型有機異質(zhì)結(jié)層，所述p型有機異質(zhì)結(jié)層和n型有機異質(zhì)結(jié)層中間有形成空間隔離區(qū)；所述有機異質(zhì)結(jié)層平整貼附于所述背面鈍化膜層。

作為本發(fā)明實施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述減反射層為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氟化鎂中一種或多種。

作為本發(fā)明實施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述正面鈍化膜層包括層疊設(shè)置的氧化鋁層和氧化硅層，所述氧化鋁層貼合設(shè)置于所述減反射層，所述氧化硅層貼合設(shè)置于所述p型擴散層。

作為本發(fā)明實施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述p型擴散層通過硼擴散或硼離子注入形成。

作為本發(fā)明實施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述背面導(dǎo)電保護(hù)層構(gòu)造為透明導(dǎo)電TCO保護(hù)層，所述TCO選自ZnO、In₂O₃、Ga₂O₃、TiO₂、ZrO₂中的一種或多種混合物。

另一方面，本發(fā)明進(jìn)一步公開了一種IBC太陽能電池結(jié)構(gòu)的制備工藝，所述制備工藝包括以下步驟：