一種p型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法。P型硅襯底受光面設(shè)置有一層以上減反射層的疊層結(jié)構(gòu)；P型硅襯底背光面為相互交替的P型層部分與N型層部分，P型層部分依次為P型硅襯底、減反射層，以及穿透減反射層與P型硅襯底接觸的電極；N型層部分依次為P型硅襯底、N型晶硅層、減反射層，以及穿透減反射層與N型晶硅層連接的電極。本發(fā)明可以兼容傳統(tǒng)晶硅生產(chǎn)線，可以經(jīng)過升級改造實現(xiàn)背接觸太陽電池的生產(chǎn)，相對于傳統(tǒng)晶硅太陽電池，避免常規(guī)太陽電池正面電極遮光的問題，降低金屬電極的使用量，提高了太陽電池的效率；并且相對于傳統(tǒng)HIT電池、IBC太陽電池，不但制備工藝簡單，設(shè)備成本也很低。
【專利說明】一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)太陽能電池采用P型晶體硅片進(jìn)行同質(zhì)結(jié)摻雜的方法制備，電極分別處于太陽電池的兩側(cè)，這樣太陽電池受光面因為受到電極的遮擋損失一部分太陽光。一些研究機構(gòu)就采用全部或部分地把太陽電池正面電極轉(zhuǎn)移到背面來提高效率，例如MWT，IBC太陽電池等。
[0003]MWT太陽電池是通過激光打洞的方法把太陽電池正面細(xì)柵收集的電流導(dǎo)通到電池的背面，這樣減少了正面主柵的遮擋，可以顯著降低太陽電池電極的遮擋，這種太陽電池的效率相對于傳統(tǒng)太陽電池可以提高效率0.3-0.5%。但是該技術(shù)被國外一些研究機構(gòu)壟斷，技術(shù)轉(zhuǎn)移和設(shè)備投入都很高，所以該技術(shù)只有少數(shù)一些公司使用，但是產(chǎn)量有限。
[0004]IBC太陽電池是sunpower研發(fā)并生產(chǎn)的太陽電池技術(shù)，效率可以達(dá)到22%以上。電池選用η型襯底材料，前后表面均覆蓋一層熱氧化膜，以降低表面復(fù)合。利用光刻技術(shù)，在電池背面分別進(jìn)行磷、硼局部擴散，形成有指狀交叉排列的P區(qū)、N區(qū)，以及位于其上方的P+區(qū)、N+區(qū)。該結(jié)構(gòu)太陽電池的工藝復(fù)雜，多次用了研磨腐蝕技術(shù)，工藝步驟在30步以上，比較繁瑣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對上述存在的缺陷而提供的一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法，本發(fā)明可以兼容傳統(tǒng)晶硅生產(chǎn)線，可以經(jīng)過升級改造實現(xiàn)背接觸太陽電池的生產(chǎn)，相對于傳統(tǒng)晶硅太陽電池，避免常規(guī)太陽電池正面電極遮光的問題，降低金屬電極的使用量，提高了太陽電池的效率；并且相對于傳統(tǒng)HIT電池、IBC太陽電池，不但制備工藝簡單，設(shè)備成本也很低。
[0006]本發(fā)明的一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法，技術(shù)方案為，一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)，P型硅襯底受光面設(shè)置有一層以上減反射層的疊層結(jié)構(gòu)；Ρ型硅襯底背光面為相互交替的P型層部分與N型層部分，P型層部分依次為P型硅襯底、減反射層，以及穿透減反射層與P型硅襯底接觸的電極；Ν型層部分依次為P型硅襯底、N型晶硅層、減反射層，以及穿透減反射層與N型晶硅層連接的電極。
[0007]N型晶硅層、受光面或背光面的減反射層的厚度為l_5000nm。
[0008]優(yōu)選的，N型晶硅層厚度為0.2um，受光面的減反射層厚度為80nm，背光面的減反射層厚度為120nm。
[0009]受光面或背光面的減反射層為SiOx，Al2O3, SiNx中的一種或幾種的疊層結(jié)構(gòu)；
所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下三種方法: 方法一，依次包括以下步驟:(1)在制絨后的P型硅襯底受光面沉積減反射層；
(2)背光面進(jìn)行P型摻雜形成N型晶硅層；
(3)用掩膜版遮擋進(jìn)行部分背面擴散層的蝕刻去除，使得N型晶硅層與P型硅襯底相互交替分布；
(4)在背光面進(jìn)行減反射膜沉積；
(5)電極制備及燒結(jié)。
[0010]方法二，依次包括以下步驟:
(1)在制絨后的硅襯底背光面進(jìn)行P型摻雜形成N型晶硅層；
(2)用掩膜版遮擋進(jìn)行部分背面擴散層的蝕刻去除，使得N型晶硅層與P型硅襯底相互交替分布；
(3)在受光面和背光面分別進(jìn)行減反射膜沉積；
(4)電極制備及燒結(jié)。
[0011]方法一和方法二中，掩膜版遮擋部分背光擴散層的蝕刻去除方法為:(!)在需要蝕
刻去除的N型晶硅層部 分之外絲網(wǎng)印刷一層保護(hù)層，I化學(xué)腐蝕去除未受保護(hù)部分，f去
除保護(hù)層，④去除受保護(hù)層保護(hù)部分的氧化硅層；P型摻雜的方法為高溫擴散摻雜或離子注入。
[0012]方法三，依次包括以下步驟:
(1)在制絨后的硅襯底背光面進(jìn)行局部P型摻雜形成N型晶硅層，使得N型晶硅層與P型硅襯底相互交替分布；
(2)在受光面和背光面分別進(jìn)行減反射膜沉積；
(3)電極制備及燒結(jié)。
[0013]P型摻雜的方法為高溫擴散摻雜或離子注入。
[0014]P型摻雜采用掩膜遮擋離子注入的方法。
[0015]本發(fā)明的一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法有益效果為，該發(fā)明制備方法制備過程簡單，整體結(jié)構(gòu)降低了金屬電極的使用量，而且避免了常規(guī)太陽電池正面電極遮光的問題，提高了太陽電池的效率。
[0016]采用發(fā)明工藝三的方法，已經(jīng)做出效率為22.5%的太陽電池，該太陽電池制備方法相對于傳統(tǒng)太陽電池，效率得到大幅度提高，經(jīng)過產(chǎn)線的升級，生產(chǎn)成本也得到大幅降低，其主要參數(shù)如表1所示，
表1
【權(quán)利要求】
1.一種P型娃襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，P型娃襯底受光面設(shè)置有一層以上減反射層的疊層結(jié)構(gòu)；p型硅襯底背光面為相互交替的P型層部分與N型層部分，P型層部分依次為P型硅襯底、減反射層，以及穿透減反射層與P型硅襯底接觸的電極；N型層部分依次為P型硅襯底、N型晶硅層、減反射層，以及穿透減反射層與N型晶硅層連接的電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，N型晶娃層、受光面或背光面的減反射層的厚度為l_5000nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，N型晶硅層厚度為0.2um，受光面的減反射層厚度 為80nm，背光面的減反射層厚度為120nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，受光面或背光面的減反射層為SiOx，Al2O3, SiNx中的一種或幾種的疊層結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，依次包括以下步驟: (1)在制絨后的P型硅襯底受光面沉積減反射層； (2)背光面進(jìn)行P型摻雜形成N型晶硅層； (3)用掩膜版遮擋進(jìn)行部分背面擴散層的蝕刻去除，使得N型晶硅層與P型硅襯底相互交替分布； (4)在背光面進(jìn)行減反射膜沉積； (5)電極制備及燒結(jié)。
6.如權(quán)利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，依次包括以下步驟: (1)在制絨后的硅襯底背光面進(jìn)行P型摻雜形成N型晶硅層； (2)用掩膜版遮擋進(jìn)行部分背面擴散層的蝕刻去除，使得N型晶硅層與P型硅襯底相互交替分布； (3)在受光面和背光面分別進(jìn)行減反射膜沉積； (4)電極制備及燒結(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，掩膜版遮擋部分背光擴散層的蝕刻去除方法為在需要蝕刻去除的N型晶硅層部分之外絲網(wǎng)印刷一層保護(hù)層，S化學(xué)腐蝕去除未受保護(hù)部分，X去除保護(hù)層，④去除受保護(hù)層保護(hù)部分的氧化硅層；P型摻雜的方法為高溫擴散摻雜或離子注入。
8.如權(quán)利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，依次包括以下步驟: (1)在制絨后的硅襯底背光面進(jìn)行局部P型摻雜形成N型晶硅層，使得N型晶硅層與P型硅襯底相互交替分布； (2)在受光面和背光面分別進(jìn)行減反射膜沉積； (3)電極制備及燒結(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，P型摻雜的方法為高溫擴散摻雜或離子注入。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，P型摻雜采用掩膜 遮擋離子注入的方法。
【文檔編號】H01L31/18GK103943693SQ201410179507
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】賈河順, 姜言森, 方亮, 劉興村, 任現(xiàn)坤, 張春艷, 馬繼磊 申請人:山東力諾太陽能電力股份有限公司