一種p型硅襯底背面接觸式太陽(yáng)電池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種P型硅襯底背面接觸式太陽(yáng)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)；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。本實(shí)用新型可以兼容傳統(tǒng)晶硅生產(chǎn)線，可以經(jīng)過(guò)升級(jí)改造實(shí)現(xiàn)背接觸太陽(yáng)電池的生產(chǎn)，相對(duì)于傳統(tǒng)晶硅太陽(yáng)電池，避免常規(guī)太陽(yáng)電池正面電極遮光的問(wèn)題，降低金屬電極的使用量，提高了太陽(yáng)電池的效率；并且相對(duì)于傳統(tǒng)HIT電池、IBC太陽(yáng)電池，不但制備工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備成本也很低。
【專利說(shuō)明】一種P型硅襯底背面接觸式太陽(yáng)電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)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(yáng) 電池結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)太陽(yáng)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(yáng)電池的兩側(cè)，這樣太陽(yáng)電池受光面因?yàn)槭艿诫姌O的遮擋損失一部分太陽(yáng)光。一些研究機(jī) 構(gòu)就采用全部或部分地把太陽(yáng)電池正面電極轉(zhuǎn)移到背面來(lái)提高效率，例如MWT，IBC太陽(yáng)電 池等。
[0003] MWT太陽(yáng)電池是通過(guò)激光打洞的方法把太陽(yáng)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(yáng)電池電極的遮擋，這種太陽(yáng)電池的 效率相對(duì)于傳統(tǒng)太陽(yáng)電池可以提高效率0. 3-0. 5%。但是該技術(shù)被國(guó)外一些研究機(jī)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(yáng)電池是sunpower研發(fā)并生產(chǎn)的太陽(yáng)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(kuò)散，形成有指狀交叉排列的Ρ區(qū)、Ν區(qū)，以及位于其上方的 Ρ+區(qū)、Ν+區(qū)。該結(jié)構(gòu)太陽(yáng)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] 本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述存在的缺陷而提供的一種Ρ型硅襯底背面接觸 式太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型可以兼容傳統(tǒng)晶硅生產(chǎn)線，可以經(jīng)過(guò)升級(jí)改造實(shí)現(xiàn)背接觸太 陽(yáng)電池的生產(chǎn)，相對(duì)于傳統(tǒng)晶硅太陽(yáng)電池，避免常規(guī)太陽(yáng)電池正面電極遮光的問(wèn)題，降低金 屬電極的使用量，提高了太陽(yáng)電池的效率；并且相對(duì)于傳統(tǒng)HIT電池、IBC太陽(yáng)電池，不但制 備工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備成本也很低。
[0006] 本實(shí)用新型的一種P型娃襯底背面接觸式太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)，技術(shù)方案為，一種P型娃 襯底背面接觸式太陽(yáng)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)；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。
[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，A1203, SiNx中的一種或幾種的疊層結(jié)構(gòu)；
[0010] 優(yōu)選的，受光面的減反射層為SiOx/ SiNx的疊層結(jié)構(gòu)，背光面的減反射層為A1203/ SiNx的疊層結(jié)構(gòu)。 toon] 所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)的制備，包括以下三種方法：
[0012] 方法一，依次包括以下步驟：
[0013] ( 1)在制絨后的P型硅襯底受光面沉積減反射層；
[0014] (2)背光面進(jìn)行P型摻雜形成N型晶硅層；
[0015] (3)用掩膜版遮擋進(jìn)行部分背面擴(kuò)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；
[0016] (4)在背光面進(jìn)行減反射膜沉積；
[0017] (5)電極制備及燒結(jié)。
[0018] 方法二，依次包括以下步驟：
[0019] ( 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；
[0020] (2)用掩膜版遮擋進(jìn)行部分背面擴(kuò)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；
[0021] (3)在受光面和背光面分別進(jìn)行減反射膜沉積；
[0022] (4)電極制備及燒結(jié)。
[0023] 方法一和方法二中，掩膜版遮擋部分背光擴(kuò)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，f化學(xué)腐蝕去除未受保 護(hù)部分，直去除保護(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?cái)U(kuò)散 摻雜或離子注入。
[0024] 方法三，依次包括以下步驟：
[0025] ( 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；
[0026] (2)在受光面和背光面分別進(jìn)行減反射膜沉積；
[0027] (3)電極制備及燒結(jié)。
[0028] P型摻雜的方法為高溫?cái)U(kuò)散摻雜或離子注入。
[0029] P型摻雜采用掩膜遮擋離子注入的方法。
[0030] 本實(shí)用新型的一種P型硅襯底背面接觸式太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)有益效果為，該實(shí)用新型 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制備過(guò)程簡(jiǎn)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(yáng)電池正 面電極遮光的問(wèn)題，提高了太陽(yáng)電池的效率。
[0031] 采用實(shí)用新型工藝三的方法，已經(jīng)做出效率為22. 5%的太陽(yáng)電池，該太陽(yáng)電池制 備方法相對(duì)于傳統(tǒng)太陽(yáng)電池，效率得到大幅度提高，經(jīng)過(guò)產(chǎn)線的升級(jí)，生產(chǎn)成本也得到大幅 降低，其主要參數(shù)如表1所示，
[0032] 表 1 |Tci2： 22. 5;；l〇. 64QV 145εΛ 12. 90s 〇 1500 Ω 10. 007Λ Γ

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】 [0034] ：
[0035] 圖1所示為本實(shí)用新型的Ρ型硅襯底背面接觸式太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖2所示為本實(shí)用新型實(shí)施例1的制備方法流程圖。
[0037] 圖3所示為本實(shí)用新型實(shí)施例2的制備方法流程圖。
[0038] 圖4所示為本實(shí)用新型實(shí)施例3的制備方法流程圖。
[0039] 圖中，1. P型硅襯底；2.正面減反射層；3. N型晶硅層；4.背面減反射層；5.電極。

【具體實(shí)施方式】 [0040] ：
[0041] 為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案， 但是本實(shí)用新型并不局限于此。
[0042] 實(shí)施例1
[0043] 一種P型硅襯底背面接觸式太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)，P型硅襯底1受光面設(shè)置有正面減反 射層2的疊層結(jié)構(gòu)；P型硅襯底1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1、背面減反射層4,以及穿透背面減反射層4與P型硅襯底1接觸的 電極5 ;P型層部分依次為P型硅襯底1、N型晶硅層3、背面減反射層4,以及穿透背面減反 射層4與N型晶硅層3連接的電極5。
[0044] N型晶硅層3厚度為0· 2um，正面減反射層2厚度為80nm，背面減反射層4厚度為 120nm〇
[0045] 正面減反射層2為SiOx/ SiNx的疊層結(jié)構(gòu)，背面減反射層4為Al203/SiNx的疊層結(jié) 構(gòu)；
[0046] 其制備方法為：
[0047] (1)在制絨后的P型硅襯底1受光面沉積正面減反射層2 ;
[0048] (2)背光面進(jìn)行P型摻雜形成N型晶硅層3 ;
[0049] (3)用掩膜版遮擋進(jìn)行部分背面擴(kuò)散層的蝕刻去除，使得N型晶硅層2與P型硅襯 底1相互交替分布；
[0050] (4)在背光面進(jìn)行減反射膜沉積；
[0051] (5 )電極5制備及燒結(jié)。
[0052] 掩膜版遮擋部分背光擴(kuò)散層3的蝕刻去除方法為：①在需要清除的N型晶硅層 3之外絲網(wǎng)印刷一層保護(hù)層，f化學(xué)腐蝕去除未受保護(hù)部分3, 1去除保護(hù)層，④去除受保 護(hù)層保護(hù)部分的氧化硅層。
[0053] 采用本實(shí)例做出效率為20. 2%的太陽(yáng)電池，如表2所示：
[0054] 表 2
[0055] ______編魅__________________-二_____-_____^_____=________________________________________:______________芰魅 Ξ_____________________蠢工_________________________!_3_____-。 4cs^ 20. 20:：Ι0. 635V 140. 2?3Λ οιΜ3. 4ε〇 [243 Ω 10. 0：6Α
[0056] 由此可以看出該結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的應(yīng)用前景。
[0057] 實(shí)施例2
[0058] -種Ρ型硅襯底背面接觸式太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)，Ρ型硅襯底1受光面設(shè)置有正面減反 射層2的疊層結(jié)構(gòu)；Ρ型硅襯底1背光面為相互交替的Ρ型層部分與Ν型層部分，Ρ型層部 分依次為Ρ型硅襯底1、背面減反射層4,以及穿透背面減反射層4與Ρ型硅襯底1接觸的 電極5 ;Ρ型層部分依次為Ρ型硅襯底1、Ν型晶硅層3、背面減反射層4,以及穿透背面減反 射層4與Ν型晶硅層3連接的電極5。
[0059] Ν型晶硅層3厚度為0· 2um，正面減反射層2厚度為80nm，背面減反射層4厚度為 120nm〇
[0060] 正面減反射層2為SiOx/ SiNx的疊層結(jié)構(gòu)，背面減反射層4為Al203/SiNx的疊層結(jié)構(gòu)；
[0061] 其制備方法為：
[0062] (1)在制絨后的硅襯底1背光面進(jìn)行P型摻雜形成N型晶硅層3 ;
[0063] (2)用掩膜版遮擋進(jìn)行部分背面擴(kuò)散層的蝕刻去除，使得N型晶硅層3與P型硅襯 底1相互交替分布；
[0064] (3)在受光面和背光面分別進(jìn)行減反射膜沉積；
[0065] (4)電極5制備及燒結(jié)。
[0066] 掩膜版遮擋部分背光擴(kuò)散層3的蝕刻去除方法為：1：在需要清除的N型晶硅層3 之外絲網(wǎng)印刷一層保護(hù)層，化學(xué)腐蝕去除未受保護(hù)部分3/|去除保護(hù)層，④去除受保護(hù)層 保護(hù)部分的氧化硅層。
[0067] 采用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)做出效率為21. 25%的太陽(yáng)電池，該太陽(yáng)電池制備方 法相對(duì)于傳統(tǒng)太陽(yáng)電池，效率得到大幅度提高，經(jīng)過(guò)產(chǎn)線的升級(jí)，生產(chǎn)成本也得到大幅降 低，其主要參數(shù)如表3所示：
[0068] 表 3 「 ? rsfiiwin~~|=菸電玉 路電泛~~
[0069] -：----：----。 4cS 2：. 25;：1〇· 64：v U：. 5aA cc 12. 75πΩ |：36Ω l〇, 006Λ
[0070] 實(shí)施例3
[0071] 一種P型硅襯底背面接觸式太陽(yáng)電池結(jié)構(gòu)，P型硅襯底1受光面設(shè)置有正面減反 射層2的疊層結(jié)構(gòu)；P型硅襯底1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1、背面減反射層4,以及穿透背面減反射層4與P型硅襯底1接觸的 電極5 ;P型層部分依次為P型硅襯底1、N型晶硅層3、背面減反射層4,以及穿透背面減反 射層4與N型晶硅層3連接的電極5。
[0072] N型晶硅層3厚度為0· 2um，正面減反射層2厚度為80nm，背面減反射層4厚度為 120nm〇
[0073] 正面減反射層2為SiOx/ SiNx的疊層結(jié)構(gòu)，背面減反射層4為Al203/SiNx的疊層結(jié)構(gòu)；
[0074] 其制備方法為：
[0075] (1)在制絨后的硅襯底1背光面進(jìn)行局部P型摻雜形成N型晶硅層3,使得N型晶 硅層3與P型硅襯底1相互交替分布；
[0076] (2)在受光面和背光面分別進(jìn)行減反射膜沉積；
[0077] ( 3 )電極5制備及燒結(jié)。
[0078] P型摻雜采用掩膜遮擋離子注入的方法。
[0079] 采用本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)做出效率為22. 5%的太陽(yáng)電池，該太陽(yáng)電池制備方 法相對(duì)于傳統(tǒng)太陽(yáng)電池，效率得到大幅度提高，經(jīng)過(guò)產(chǎn)線的升級(jí)，生產(chǎn)成本也得到大幅降 低，其主要參數(shù)如表4所示：
[0080] 表 4 _] 1-- |sg^g；E |；i-a^ 。 4cn__22, ο'-：- 0. 6-JQV 45mA erf 2. 9Os Q 500 Q Ο, 007A
【權(quán)利要求】
1. 一種P型娃襯底背面接觸式太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，N型晶 娃層厚度為〇· 2um。
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(yáng)電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，受光 面的減反射層厚度為80nm。
5. 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(yáng)電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，背光 面的減反射層厚度為120nm。
6. 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(yáng)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，A1 203, SiNx中的一種或幾種的疊層結(jié)構(gòu)。
7. 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(yáng)電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，受光 面的減反射層為SiOx/ SiNx的一層以上疊層結(jié)構(gòu)。
8. 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(yáng)電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，背光 面的減反射層為Al20 3/SiNx的一層以上疊層結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK203910813SQ201420217512
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)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(qǐng)人:山東力諾太陽(yáng)能電力股份有限公司