[發(fā)明專利]基于點接觸和復(fù)合膜層的PERC電池

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• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112736146A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周塘華;易輝;馬剛;劉照;周祥;羅侃
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南紅太陽新能源科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/068
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 黃麗

本發(fā)明公開了一種基于點接觸和復(fù)合膜層的PERC電池，該電池包括P型硅基底，基底正面由內(nèi)往外設(shè)有N+發(fā)射極層、正面二氧化硅層、正面氮化硅層和正面TCO層，N+發(fā)射極層上設(shè)有銀點陣列結(jié)構(gòu)，N+發(fā)射極層上對應(yīng)銀點的位置設(shè)有N++重?fù)诫s區(qū)，銀點與N++重?fù)诫s區(qū)接觸，正面TCO層上設(shè)有正面電極，P型硅基底的背面由內(nèi)往外設(shè)有背面氧化鋁層、背面氮化硅層和鋁背場層，或者背面包括由內(nèi)往外設(shè)的背面氧化鋁層、背面氮化硅層和背面TCO層，背面還設(shè)有鋁點陣列結(jié)構(gòu)，背面TCO層上設(shè)有背面電極。本發(fā)明的PERC電池具有可大幅減小電極遮光面積和重?fù)诫s區(qū)面積、減小載流子復(fù)合、改善飽和暗電流密度、提升電池效率等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于點接觸和復(fù)合膜層的PERC電池，尤其涉及基于單面點接觸和復(fù)合膜層的PERC電池以及基于雙面點接觸和復(fù)合膜層的PERC電池。

背景技術(shù)

太陽能電池效率損失主要有光學(xué)損失、復(fù)合損失和電學(xué)損失，光學(xué)損失又分光反射損失(表面反射和電極遮光)、光透射損失(光逃逸)和無效波段光損失。復(fù)合損失由接觸復(fù)合損失、表面復(fù)合損失、界面復(fù)合損失和體相復(fù)合損失構(gòu)成。電學(xué)損失主要由電極、電極和硅接觸、發(fā)射極、體相、背接觸和背電極的串阻損失造成。

PERC電池是光伏市場主流產(chǎn)品，具有生產(chǎn)技術(shù)成熟、產(chǎn)品可靠性高、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。但是，當(dāng)前PERC電池效率提升已經(jīng)到了瓶頸期，效率提升較為困難，且雙面PERC電池的雙面因子更難提升。

PERC電池通過正背面鈍化減少了表面復(fù)合損失，通過發(fā)射極優(yōu)化、高質(zhì)量硅片、鈍化膜和退火吸雜作用也可以減少復(fù)合損失，背膜開膜圖形參數(shù)優(yōu)化、高阻密柵技術(shù)和多主柵技術(shù)可以有效減少電學(xué)損失，而絨面優(yōu)化、減反射膜和背膜則可以減少太陽能電池片的光學(xué)損失。

PERC電池正面電極主要由主柵、細(xì)柵、邊框線和防斷柵線構(gòu)成，細(xì)柵下有寬100μm左右的重?fù)诫s區(qū)，柵線遮光損失、輕重?fù)诫s區(qū)復(fù)合損失和金屬接觸復(fù)合損失是PERC電池正面效率損失的重要組成部分。在當(dāng)前正面電極和膜層結(jié)構(gòu)下，正面的光學(xué)損失無法有效降低。通過高阻密柵技術(shù)和多主柵技術(shù)(MBB)雖然能夠改善電子傳輸路徑，減少電池表面的電學(xué)損失，但是對正面柵線遮光損失和重?fù)诫s區(qū)復(fù)合損失無明顯改善。而細(xì)柵窄化則容易出現(xiàn)斷柵問題，影響網(wǎng)版壽命和產(chǎn)線良率。

為了實現(xiàn)更高功率組件，大尺寸、高效雙面PERC電池成為行業(yè)發(fā)展趨勢，雙面電池的市占率也在近幾年得到了快速提升。雙面PERC正面電極主要由細(xì)副柵線、防斷柵線、邊框線和主柵線構(gòu)成，起到較好收集電子的作用，正面電極的主流發(fā)展方向是高阻密柵和MBB(多主柵)技術(shù)，背面電極則由鋁柵線和背電極構(gòu)成，鋁副柵線密度和寬度均較正面銀副柵線要高，導(dǎo)致背面遮光面積較大，雙面PERC電池雙面因子偏低，一般雙面PERC電池的雙面因子在70％-75％，由于受PERC結(jié)構(gòu)理論極限效率限制，當(dāng)前PERC電池正背面效率和雙面率提升較為困難。

PERC電池導(dǎo)入激光選擇性發(fā)射極技術(shù)(SE)后，可以實現(xiàn)局部重?fù)诫s，重?fù)诫s區(qū)與正面銀漿燒結(jié)形成較好的歐姆接觸，輕摻雜則具備較高的量子效率，該技術(shù)導(dǎo)入后效率有0.3％左右的提升。但是，重?fù)诫s區(qū)方阻60-90Ω/sq，非活性摻雜濃度較高，該區(qū)的量子效率偏低。

綜上所述，當(dāng)前PERC電池效率提升已經(jīng)到了瓶頸期，效率提升較為困難，雙面PERC電池的雙面因子也較難提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可減小PERC電池電極的遮光面積和重?fù)诫s區(qū)面積、減小載流子復(fù)合、改善PERC電池的飽和暗電流密度、提升電池片效率的基于點接觸和復(fù)合膜層的PERC電池。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。