[發明專利]太陽能電池單元及其制造方法

在審

• 申請號: 202111360026.3
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114005891A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 張俊兵;蔣秀林;呂鵬飛
• 申請（專利權）人: 晶澳（揚州）太陽能科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/068;H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 劉蔚然

提供太陽能電池單元和太陽能電池單元的制造方法。該太陽能電池單元包括：硅基體；鈍化介質層，其設置在硅基體上；第一硅層、第二硅層和第三硅層，其依次設置在鈍化介質層的背向硅基體的表面上并彼此直接接觸；以及金屬接觸電極，其設置在第一硅層的背向鈍化介質層的一側。

技術領域

本公開涉及一種太陽能電池單元以及一種太陽能電池單元的制造方法。

背景技術

人類的生存與發展離不開能源。太陽能是最具優點的可再生、量大、清潔能源之一。晶體硅太陽能電池是把光能直接轉化為電能的半導體器件。高效的光電轉化率和較低的使用成本是人類對晶體硅太陽能電池的渴求。高效太陽能電池必須具有良好的表面鈍化，較低的表面復合速率，進而可以獲得較高的開路電壓、短路電流和轉化效率。目前，表面鈍化主要通過單層或多層介質膜結構實現。但是在表面鈍化之后，還需要進行金屬化。例如，通過在介質膜結構上印刷金屬接觸電極而實現金屬化。在這種情況下，在印刷的金屬接觸電極下方的介質膜結構時金屬接觸電極不可以避免地被破壞，造成金屬接觸區域的表面復合速率比較大，進而降低電池的開路電壓。

提出了一種鈍化接觸太陽電池，其包括超薄的氧化層以及在氧化層上的摻雜的硅膜層。該電池可以在較好地實現鈍化的同時，降低金屬接觸導致的表面接觸復合，有效地提高了電池的開路電壓和電池轉化效率。但仍然要想進一步提升電池的開路電壓和電池轉化效率。

發明內容

本公開的至少一些實施例提供一種太陽能電池單元，包括：硅基體；鈍化介質層，其設置在硅基體上；第一硅層、第二硅層和第三硅層，其依次設置在鈍化介質層的背向硅基體的表面上并彼此直接接觸；以及金屬接觸電極，其設置在第一硅層的背向鈍化介質層的一側。

例如，在一些實施例中，太陽能電池單元還包括：透明導電層，其設置在第三硅層的背向第二硅層的表面上。該金屬接觸電極設置在透明導電層的背向硅基體的表面上并且與透明導電層的表面直接接觸。

例如，在一些實施例中，第一硅層為摻雜的多晶硅層，第二硅層為未摻雜的微晶硅層、非晶硅層、多態硅層中的一種或者多種的單層或疊層，第三硅層為摻雜的微晶硅層、非晶硅層、多態硅層中的一種或者多種的單層或疊層，并且第一硅層和第三硅層具有相同的摻雜類型，摻雜類型為n型或p型。

例如，在一些實施例中，第一硅層的摻雜濃度在1*10²⁰至1*10²¹原子數/cm³的范圍內，并且第三硅層的摻雜濃度在5*10¹⁸至5*10²⁰原子數/cm³的范圍內。

例如，在一些實施例中，第一硅層是被晶化的多晶硅層。

例如，在一些實施例中，鈍化介質層包括氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氮化鋁和氮化硅中的一種或多種的單層或疊層。

例如，在一些實施例中，第一硅層的厚度在10-300nm的范圍內，第二硅層的厚度在1-100nm的范圍內，并且第三硅層的厚度在1-100nm的范圍內。

例如，在一些實施例中，透明導電層包括具有摻雜元素的金屬氧化物或具有摻雜元素的金屬氮化物。

例如，在一些實施例中，金屬氧化物包括氧化銦、氧化錫、氧化鋅和氧化鎘中的至少一種，金屬氮化物包括氮化鈦中的至少一種，摻雜元素包括銦、錫、鈣、鋁和氟中的至少一種。

本公開的至少一些實施例提供一種太陽能電池單元的制造方法，包括：提供硅基體；在硅基體的一表面上形成鈍化介質層；在鈍化介質層的背向硅基體的表面上依次形成第一硅層、第二硅層和第三硅層，其中，第一硅層、第二硅層和第三硅層彼此直接接觸；以及在第一硅層的背向鈍化介質層的一側形成金屬接觸電極。

例如，在一些實施例中，該制造方法還包括：在第三硅層的背向第二硅層的表面上形成透明導電層。該金屬接觸電極形成在透明導電層的背向硅基體的表面上并且與透明導電層的表面直接接觸。