[發明專利]一種氧化鎵背鈍化的太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202110558290.1
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113193056A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 方超炎;何悅;任海亮;任勇;陳德爽
• 申請（專利權）人: 橫店集團東磁股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/068;H01L31/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種氧化鎵背鈍化的太陽能電池及其制備方法，所述的太陽能電池包括P型硅基體，所述P型硅基體相對的兩側表面分別設置有正面鍍層和背面鍍層，所述的正面鍍層包括由P型硅基體表面向外依次層疊的發射極、正面氧化硅層和正面氮化硅層，所述的背面鍍層包括由P型硅基體表面向外依次層疊的氧化硅鈍化層、氧化鎵鈍化層和背面鈍化層。本發明利用氧化鎵的固定負電荷的場鈍化效果，加上氧化硅的化學鈍化能夠進一步減少數載流子復合；在氧化鎵鈍化層和P型硅基體之間沉積一層氧化硅鈍化層，能夠有效降低表面態密度，并提升其化學鈍化效果。

技術領域

本發明屬于太陽能電池領域，涉及背面鈍化的電池，尤其涉及一種氧化鎵背鈍化的太陽能電池及其制備方法。

背景技術

鈍化發射極和背面電池技術，起源于上世紀80年代，通過在常規電池的背面疊加鈍化層，可以提高轉化效率。鍍膜工藝是太陽能電池生產線工藝中極其重要的一環。電池片在生產過程中，需要在正面鍍一層減反膜，降低光的反射，增強光的吸收。在背面鍍一層鈍化膜，一般鈍化膜是通過鈍化硅表面的懸掛鍵來降低表面的復合速率從而起到鈍化的作用。同時其高折射率可以增強背面的反射率，進一步提升電池效率，可以說鈍化膜的好壞直接影響到太陽能電池的性能。

目前，電池背面鈍化普遍采用的是氧化鋁加氮化硅的疊層技術，氧化鋁薄膜在P型和N型硅表面都具有較好的化學鈍化和場鈍化效果。其薄膜中氫含量大概在2～4at％，經過退火工藝后，擴散到界面的H對于懸掛鍵的飽和作用有利于降低表面態密度，提高其化學鈍化。同時薄膜中的固定負電荷也能提供優異的場鈍化功效，一般認為其固定負電荷同Al、O、H的配位結構相關。氧化鋁介電常數在7～9，對可見光幾乎無吸收，因此可作為高效太陽電池的理想材料，不過其折射率較低，只有1.65。

CN106711239A公開了一種PERC太陽能電池的制備方法，包括從下至上依次設置的背銀電極、全鋁背場、背面氮化硅膜、氧化鋁膜、P型硅、N型發射極、正面氮化硅膜和正銀電極；背面氮化硅膜上開有貫通背面氮化硅膜和氧化鋁膜的開槽，P型硅露于所述開槽中，全鋁背場位于開槽內的部分與P型硅相連，在N型發射極和正面氮化硅膜之間增設有氧化硅膜。

CN109065639A公開了一種N型晶體硅太陽能電池及制備方法、光伏組件，包括依次設置的正面電極、正面鈍化層、發射極、N型晶體P型硅基體、背面鈍化層以及背面電極；正面鈍化層包括與發射極直接接觸的氧化鎵層。氧化鎵層的厚度為1nm～120nm。正面鈍化層還包括設置在所述氧化鎵層上的覆蓋層，覆蓋層包括氮化硅層、氮氧化硅層、氧化硅層及碳化硅層中的至少一種，厚度為10nm～120nm。

CN112002771A公開了一種摻鎵背場的P型摻鎵PERC電池及其制備方法，包括P型摻鎵硅片襯底，設置在襯底背面的氧化鎵層，設置在氧化鎵層上的氮化硅層；氧化鎵層、氮化硅層與襯底之間設置有局部鈍化場，即摻鎵背場，設置在氮化硅層上的背電極，背電極通過摻鎵背場與硅片形成歐姆接觸。電池還包括：設置在襯底正面的發射極層和設置在金屬區域的選擇性發射極層，設置在發射極層上的氧化硅層，設置在所述氧化硅層上的氮化硅層，設置在氮化硅層上的正電極，所述正電極通過選擇性發射極與硅片形成歐姆接觸。

以上報道的專利公開的太陽能電池均具有一定的鈍化性能，在此基礎上，如何進一步提升電池表面的化學鈍化效果，同時提升太陽能電池的綜合性能已然成為亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種氧化鎵背鈍化的太陽能電池及其制備方法，能夠增強鈍化效果，提升太陽能電池的綜合性能。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種氧化鎵背鈍化的太陽能電池，所述的太陽能電池包括P型硅基體，所述P型硅基體相對的兩側表面分別設置有正面鍍層和背面鍍層，所述的正面鍍層包括由P型硅基體表面向外依次層疊的發射極、正面氧化硅層和正面氮化硅層，所述的背面鍍層包括由P型硅基體表面向外依次層疊的氧化硅鈍化層、氧化鎵鈍化層和背面鈍化層。