本發(fā)明涉及新能源電池領(lǐng)域，具體地說(shuō)，特別涉及到一種具有垂直PN異質(zhì)結(jié)的太陽(yáng)能電池及其制作方法。

背景技術(shù)：

參見(jiàn)圖1，異質(zhì)結(jié)本征薄膜太陽(yáng)能電池在N型晶體硅襯底上生長(zhǎng)出厚度約為10nm的P型非晶硅薄膜；為了降低電池的反向漏電流，需在中間夾入一層本征的非晶硅薄層，形成了異質(zhì)結(jié)本征薄膜(HIT)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有以下兩個(gè)特點(diǎn)：

1)有源區(qū)是由禁帶寬度不同的非晶硅薄膜和晶體硅構(gòu)成的異質(zhì)結(jié)，提高了內(nèi)建電場(chǎng),增大了開(kāi)路電壓和短路電流。

2)采用禁帶寬度大于晶體硅的非晶硅薄膜(Eg＝1.7eV)作為光吸收層，增加了對(duì)能量較高的短波長(zhǎng)太陽(yáng)光的吸收,提高了轉(zhuǎn)換效率。這種常規(guī)結(jié)構(gòu)的異質(zhì)結(jié)是一種反向的大面積二極管結(jié)構(gòu)。在P和單晶硅、N和單晶硅之間都插入了一層本征的非晶硅i，作為鈍化層。

但是，這種常規(guī)異質(zhì)結(jié)電池的光生電動(dòng)勢(shì)由非晶硅的P層和N層產(chǎn)生光生電壓，而電流由單晶硅片吸收太陽(yáng)光產(chǎn)生。無(wú)論單面電池還是雙面電池，可見(jiàn)光在到達(dá)吸收層之前必須經(jīng)過(guò)P層或者N層，這樣勢(shì)必造成一定的光損失。而且P和N與吸收層的界面也會(huì)造成很大的光損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種具有垂直PN異質(zhì)結(jié)的太陽(yáng)能電池及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題可以采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種具有垂直PN異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，包括單晶硅片，在所述單晶硅片的一面設(shè)有背反射層，在所述單晶硅片的另一面設(shè)有絨面和減反射膜結(jié)構(gòu)，在所述單晶硅片的一端設(shè)有正電極，單晶硅片的另一端設(shè)有負(fù)電極，在所述正電極的內(nèi)側(cè)設(shè)有P⁺摻雜層，在所述負(fù)電極的內(nèi)側(cè)設(shè)有N⁺摻雜層，在所述單晶硅片上還設(shè)有若干PN結(jié)結(jié)構(gòu)，所述PN結(jié)結(jié)構(gòu)包括P⁺摻雜層和N⁺摻雜層，在所述P⁺摻雜層和N⁺摻雜層的外側(cè)設(shè)有鈍化層，所述P⁺摻雜層和N⁺摻雜層縱向設(shè)置在單晶硅片上，且所述P⁺摻雜層和N⁺摻雜層的角度與入射光平行。

進(jìn)一步的，所述絨面和減反射膜結(jié)構(gòu)為多層膜或單層膜結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述正電極和負(fù)電極的材料為為鋁、銀、金、或銅。

一種具有垂直PN異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)的制造工藝，包括如下步驟：

1)選取用作于基底的單晶硅片并清洗；

2)在所述單晶硅片的一面上制作制作絨面和減反射膜；

3)在所述單晶硅片上通過(guò)刻槽工藝制取凹槽，并在所述凹槽內(nèi)沉積鈍化層；在凹槽內(nèi)的P⁺區(qū)和N⁺區(qū)沉積出入射光平行的P⁺摻雜層和N⁺摻雜層；

4)在所述單晶硅片的另一面上制備背反射層；

5)在所述單晶硅片的兩側(cè)分別金屬正電極或金屬負(fù)電極。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明突破常規(guī)的平面結(jié)構(gòu)的PN結(jié)結(jié)構(gòu)，采用了垂直結(jié)構(gòu)的PN結(jié)，使太陽(yáng)光直接入射到單晶硅吸收層，有效避免了常規(guī)電池的P+和N+層對(duì)太陽(yáng)光的吸收造成的光損失，增加光線在電池內(nèi)部的反射，從而有效提高電池的轉(zhuǎn)換效率。

附圖說(shuō)明

圖1為傳統(tǒng)的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明：?jiǎn)尉Ч杵?、鈍化層2、金屬電極3、P⁺摻雜層4、絨面和減反射膜結(jié)構(gòu)5、N⁺摻雜層6、背反射層7。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

參見(jiàn)圖2，本發(fā)明所述的一種具有垂直PN異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，包括單晶硅片1，在所述單晶硅片1的一面設(shè)有背反射層7，在所述單晶硅片1的另一面設(shè)有絨面和減反射膜結(jié)構(gòu)5，在所述單晶硅片1的一端設(shè)有金屬電極3(正電極)，單晶硅片1的另一端設(shè)有金屬電極3(負(fù)電極)，在所述正電極的內(nèi)側(cè)設(shè)有P⁺摻雜層4，在所述負(fù)電極的內(nèi)側(cè)設(shè)有N⁺摻雜層6，在所述單晶硅片上還設(shè)有若干PN結(jié)結(jié)構(gòu)，所述PN結(jié)結(jié)構(gòu)包括P⁺摻雜層和N⁺摻雜層，在所述P⁺摻雜層和N⁺摻雜層的外側(cè)設(shè)有鈍化層2，所述P⁺摻雜層和N⁺摻雜層縱向設(shè)置在單晶硅片上，且所述P⁺摻雜層和N⁺摻雜層的角度與入射光平行。

一種垂直PN結(jié)的異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池的制作方法，包括以下主要步驟：

I.清洗基底：用化學(xué)溶液液對(duì)基底表面進(jìn)行清洗；

II.清洗制備絨面：用化學(xué)或干法刻蝕辦法或者激光方法實(shí)現(xiàn)絨面的制備。

III.刻槽：?jiǎn)尉Ч杵嫌没瘜W(xué)腐蝕或激光刻槽或者等離子體刻蝕辦法實(shí)現(xiàn)刻槽；

IV.沉積鈍化層：用PECVD或者LPCVD或者化學(xué)噴涂或者HWCVD等方法實(shí)現(xiàn)鈍化層制備；

V.掩膜沉積PN結(jié)：在P+區(qū)、N+區(qū)對(duì)應(yīng)的區(qū)域分別用PECVD或者HWCVD等方法沉積P+摻雜層和N+摻雜層；

VI.制作背反射層：在電池背面制作背反射層；

VII.制作正負(fù)電極：用電鍍或者絲網(wǎng)印刷或者蒸發(fā)金屬、PVD等辦法制作電極。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。