本技術(shù)屬于太陽能電池領(lǐng)域，主要給出一種p型鈍化接觸晶硅太陽能電池。

背景技術(shù)：

1、光伏發(fā)電綠色環(huán)保，能夠可持續(xù)發(fā)展，可以解決人類的能源和環(huán)境危機，在未來能源發(fā)展中有重要戰(zhàn)略地位。開發(fā)高效率、低成本的太陽能電池是推動光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定、快速發(fā)展的關(guān)鍵。

2、在各類太陽能電池中，晶硅太陽能電池由于光電轉(zhuǎn)換效率高、性能穩(wěn)定以及制造成本低，在電池研究和應用中發(fā)展最迅速，工業(yè)化技術(shù)最為成熟，市場占有率最高。目前，工業(yè)中最主流的是perc(passivated?emitter?and?rear?cell)電池和topcon(tunnel?oxideand?passivated?contact)電池。其中，采用p型硅為襯底的perc電池產(chǎn)能占據(jù)約60％的市場，工業(yè)光電轉(zhuǎn)換效率是約24％。采用n型硅為襯底的topcon電池產(chǎn)能占據(jù)約34％的市場，工業(yè)光電轉(zhuǎn)換效率是25.5％-26％。topcon電池采用了鈍化接觸技術(shù)，通過隧穿氧化硅和摻雜(硼或磷)多晶硅組成鈍化接觸區(qū)來實現(xiàn)出色的表面鈍化、光生載流子的選擇性通過和一維高效收集。相對而言，perc電池仍采用傳統(tǒng)的p-n結(jié)或高低結(jié)作為場鈍化，并沒有采用更先進的鈍化接觸技術(shù)，這使得perc電池轉(zhuǎn)換效率的提升遇到瓶頸。由于p型硅比n型硅的拉單晶成本更低，這使得同等電池光電轉(zhuǎn)換效率情況下，以p型硅為襯底的晶硅太陽能電池更具性價比。而且，目前perc電池產(chǎn)能也仍然占主導地位。因此，進一步開發(fā)高效、低成本的以p型硅為襯底的晶硅太陽能電池，具有重要意義。并且，如果能將鈍化接觸技術(shù)應用于p型perc電池，不僅能夠解決其光電轉(zhuǎn)換效率提升的瓶頸，制造成本也能進一步降低，從而能有力地加強perc電池的市場競爭力。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本實用新型給出一種p型鈍化接觸晶硅太陽能電池(簡稱“p型鈍化接觸電池”)，該p型鈍化接觸電池的正面，在非電極接觸區(qū)采用具有高負電荷含量的氧化鋁作為前表面電場，以實現(xiàn)高效的光生載流子提取和表面鈍化；在電極接觸對應的區(qū)域，為周期性點陣分布的局部空穴鈍化接觸區(qū)(以及相應的點陣分布的金屬電極區(qū))，再通過透明導電電極將電池正面點陣分布的金屬電極單元連接起來；在電池背面設(shè)置電子鈍化接觸區(qū)，通過銀柵線和整面的鋁與電子鈍化接觸區(qū)直接接觸。本實用新型基于上述電池結(jié)構(gòu)設(shè)計，在實現(xiàn)高效的光生載流子提取、傳輸和收集的基礎(chǔ)上，能夠避免電池受光面的整面都采用鈍化接觸結(jié)構(gòu)，不僅能解決摻雜多晶硅光學寄生吸收系數(shù)高的弊端，還能大幅度降低電極遮光率，從而能有力地提升以p型硅作為襯底的工業(yè)晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，降低電池制造成本。

2、本實用新型的具體技術(shù)方案如下：

3、本實用新型公開一種p型鈍化接觸晶硅太陽能電池，包括：硅襯底；

4、形成于所述硅襯底第一表面的局部空穴鈍化接觸區(qū)，所述局部空穴鈍化接觸區(qū)具有若干周期性點陣分布的空穴鈍化接觸單元；

5、形成于所述硅襯底第一表面、具有負電荷的氧化鋁，所述氧化鋁與局部空穴鈍化接觸區(qū)錯開布置；

6、用于鈍化所述硅襯底第一表面的減反膜；

7、形成于所述硅襯底第一表面的第一金屬電極，所述第一金屬電極具若干周期性點陣分布的第一電極單元，所述第一電極單元與空穴鈍化接觸單元正對應布置；

8、形成于所述硅襯底第二表面的電子鈍化接觸區(qū)；

9、形成于所述硅襯底第二表面的柵線型第二金屬電極；

10、形成于所述硅襯底第二表面并與第二金屬電極錯開布置的第三金屬電極。

11、作為一種可選方案，所述第一電極單元與空穴鈍化接觸單元的幾何中心重合，且外輪廓小于或等于空穴鈍化接觸單元的外輪廓。

12、作為一種可選方案，所述局部空穴鈍化接觸區(qū)由隧穿氧化硅和摻硼多晶硅組成；所述隧穿氧化硅厚度是1.2-1.6nm，折射率是1.45-1.5；所述摻硼多晶硅厚度是5-500nm。

13、作為一種可選方案，所述空穴鈍化接觸單元的形狀為圓形、矩形、菱形、橢圓形中的任意一種；所述空穴鈍化接觸單元的分布周期為100-5000微米；所述局部空穴鈍化接觸區(qū)的面積百分比為0.1％-5％。

14、作為一種可選方案，所述氧化鋁層具有高于1012cm-2的負電荷，厚度為3-20nm，折射率是1.6-1.7。

15、作為一種可選方案，所述第一金屬電極的遮光率為0.05％-0.8％。

16、作為一種可選方案，所述減反膜為氮化硅；所述氮化硅厚度是50-70nm，折射率是1.9-2.1。

17、作為一種可選方案，該p型鈍化接觸晶硅太陽能電池還包括用于連接第一電極單元的透明導電電極；所述透明導電電極為柵線型，其軸心線與第一電極單元的中心點在y方向或x方向上的連線相互重合。

18、作為一種可選方案，所述透明導電電極的透光率不小于90％；所述透明導電電極的材料為銀納米線、銅納米線、明導電氧化物，或者所述透明導電電極為基于石墨烯和碳納米管的透明導電電極。

19、作為一種可選方案，所述第一金屬電極在y方向的每一列均設(shè)有透明導電電極；所述第一金屬電極在x方向每間隔m行設(shè)有一根透明導電電極；m為大于1的自然數(shù)。

20、本實用新型具有以下有益效果：

21、(1)本實用新型所給出的p型鈍化接觸晶硅太陽能電池：電池正面的非電極接觸區(qū)采用具有高負電荷含量的氧化鋁作為前表面電場，能使電池正面形成多數(shù)載流子(空穴)的積累層，從而能實現(xiàn)高效的光生載流子提取和表面鈍化；電池正面電極接觸對應的區(qū)域為具有周期性點陣分布的局部空穴鈍化接觸區(qū)以及點陣分布的金屬電極區(qū)，并采用透明導電電極將這些金屬電極單元進行連接，實現(xiàn)光生載流子的匯流；電池背面采用銀柵線和整面鋁與電子鈍化接觸區(qū)直接接觸。

22、本實用新型基于上述結(jié)構(gòu)，一方面，能夠?qū)崿F(xiàn)高效、低損耗的光生載流子的提取、傳輸和收集，這是實現(xiàn)高的電池光電轉(zhuǎn)換效率的電學基礎(chǔ)；另一方面，還能夠避免電池正面的整面都采用鈍化接觸結(jié)構(gòu)(典型地，局部空穴鈍化接觸區(qū)面積比小于2％)，從而解決了摻雜(硼或磷)多晶硅光學寄生吸收系數(shù)高、光學損失高的弊端。電極遮光率也可以大幅度降低(典型地，小于0.35％)，從而顯著提高電池接受光子的面積比例。電池背面整面金屬的直接接觸，還能通過光學反射作用將光子反射回電池體內(nèi)和正面，以進一步增強對太陽光子的利用率。這是實現(xiàn)高的電池光電轉(zhuǎn)換效率的光學基礎(chǔ)。

23、(2)本實用新型所給出的p型鈍化接觸電池，正面采用負電荷氧化鋁的前表面電場，避免了采用硼摻雜的前表面高低結(jié)電場。一方面，可以降低電池制造成本；另一方面，可以避免硼摻雜給p型硅襯底造成的俄歇復合，還能避免硼摻雜高溫熱處理中硼原子給硅襯底造成的大量位錯缺陷和相應的晶格畸變。

24、(3)電池正面可以采用銅納米線透明導電電極連接金屬電極單元，電池背面采用銀柵線和整面鋁與電子鈍化接觸區(qū)直接接觸，正背面都可以節(jié)省金屬化中銀的使用量，有力降低電池制造成本，并且，電池背面也節(jié)省了氮化硅的制備工藝步驟。

25、(4)本實用新型所述的p型鈍化接觸晶硅太陽能電池結(jié)構(gòu)簡明，采用現(xiàn)有的電池制備方法即可實現(xiàn)，能有力提升以p型硅為襯底的工業(yè)晶硅太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率，降低電池生產(chǎn)制造成本，適合于工業(yè)化。