[發明專利]背接觸太陽能電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202211056084.1
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115513308A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 張東威;吳帥;李云朋;葉楓;方亮;徐希翔
• 申請（專利權）人: 隆基綠能科技股份有限公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/0747;H01L31/20
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理有限公司 11435
• 代理人: 郭棟梁

本發明公開了背接觸太陽能電池及其制備方法，背接觸太陽能電池包括：半導體基底；隧穿氧化層和摻雜晶硅層，隧穿氧化層在第一區域上，摻雜晶硅層在隧穿氧化層的遠離半導體基底的表面上；本征非晶硅層和摻雜非晶硅層，摻雜晶硅層與摻雜非晶硅層的導電類型相反，本征非晶硅層在第二區域上，并延伸在摻雜晶硅層的遠離遂穿氧化層的部分表面上，摻雜非晶硅層在本征非晶硅層的遠離半導體基底的表面上；隔離結構，隔離結構包括隔離層和隔離槽。本發明既增大了背接觸太陽能電池的制備工藝窗口，降低了工藝難度，又提高了摻雜區的表面鈍化效果，從而使太陽能電池的Eta、Uoc、FF均能達到與現有的HBC電池結構相當的水平。

技術領域

本發明屬于太陽能電池技術領域，具體涉及一種背接觸太陽能電池及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著光伏相關技術的不斷發展，各大廠家的量產電池效率不斷提升，PERC電池作為當前市場的主流產品，仍然占有相當大的體量，但是其量產效率已經逼近理論極限24.5％。按照晶硅電池轉換效率每年進步0.5個百分點的規律，到2030年晶硅電池轉換效率將達到27.5％的產業化極限，接近單結晶硅電池29.43％的理論極限，從而進入到晶硅疊層電池發展時代。作為高效電池的代表，隧穿氧化層鈍化接觸太陽能電池(Tunnel OxidePassivated Contact,TOPCON)、異質結太陽能電池(Hetero-Junction with InstrinsicThin-layer，HIT)和叉指背接觸電池技術(Interdigitated back contact，IBC)三種N型技術路線都擁有非常高的效率天花板。

目前業界的目光主要聚焦在TOPCON和HJT這兩種鈍化接觸技術路線。高效晶硅電池技術演進的邏輯是：用更低成本的規模化工藝手段，減少電池載流子的復合，從而提高開路電壓和轉換效率。PERC電池勝出BSF鋁背場電池，關鍵在于在電池背面實行更好的鈍化技術，增強光線的內背反射，降低了背面復合。從實驗室和產業化結果來看，TOPCON和HJT電池的鈍化接觸技術，能大幅減少金屬電極和電池的接觸復合，從而實現比PERC電池更高的轉換效率。在量產成本上，能兼容PERC生產線的TOPCON電池工藝比HJT領先一步。

而IBC電池技術，作為歷史最悠久的晶硅電池技術，師出名門，自成體系，長期霸占晶硅電池轉換效率紀錄榜榜首，卻一直受限于較高的量產成本，發展較為曲折。IBC電池與其他晶硅電池最大的不同是，其發射極、表面場和金屬電極都做在電池背面，并交叉指式分布，電池正表面無任何柵線遮擋，吸光面積最大。

IBC電池技術能持續發展幾十年，并越來越受關注，除了擁有最高轉換效率潛力的電池結構外，還在于它能兼容并蓄，不斷吸收其他晶硅技術路線的工藝優點和鈍化技術，來不斷提升轉換效率。IBC吸收了PERC技術發展階段的優點，轉換效率提升到24％-25％；吸收TOPCON鈍化接觸技術，演變成TBC(Tunnel oxide Back Contact)電池，轉換效率能到25％-26％；吸收HJT的非晶硅鈍化技術，演變成HBC(Hetero-Junction Back Contact)電池，轉換效率能到26％-27％。

與IBC電池相比，HBC電池采用a-Si:H作為雙面鈍化層，具有優異的鈍化效果，能夠取得更高的開路電壓。在生長PN結的工藝中，他們采用區域型掩膜摻雜，降低了載流子的復合損失。與HJT電池相比，其前表面無電極遮擋，減少光學損失的優勢更加顯著，結合前表面兩點優勢，HBC電池能夠取得更高的短路電流。