一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构和制备方法技术

技术编号:10246366 阅读:100 留言:0更新日期:2014-07-23 23:25
本发明专利技术涉及一种基于P型硅衬底背面接触式太阳电池结构和制备方法。P型硅衬底受光面设置有一层以上减反射层的叠层结构;P型硅衬底背光面为相互交替的P型层部分与N型层部分,P型层部分依次为P型硅衬底、减反射层,以及穿透减反射层与P型硅衬底接触的电极;N型层部分依次为P型硅衬底、N型晶硅层、减反射层,以及穿透减反射层与N型晶硅层连接的电极。本发明专利技术可以兼容传统晶硅生产线,可以经过升级改造实现背接触太阳电池的生产,相对于传统晶硅太阳电池,避免常规太阳电池正面电极遮光的问题,降低金属电极的使用量,提高了太阳电池的效率;并且相对于传统HIT电池、IBC太阳电池,不但制备工艺简单,设备成本也很低。

【技术实现步骤摘要】
一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构的制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
,具体涉及一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构的制备方法。
技术介绍
传统太阳能电池采用P型晶体硅片进行同质结掺杂的方法制备,电极分别处于太阳电池的两侧,这样太阳电池受光面因为受到电极的遮挡损失一部分太阳光。一些研究机构就采用全部或部分地把太阳电池正面电极转移到背面来提高效率,例如MWT,IBC太阳电池等。MWT太阳电池是通过激光打洞的方法把太阳电池正面细栅收集的电流导通到电池的背面,这样减少了正面主栅的遮挡,可以显著降低太阳电池电极的遮挡,这种太阳电池的效率相对于传统太阳电池可以提高效率0.3-0.5%。但是该技术被国外一些研究机构垄断,技术转移和设备投入都很高,所以该技术只有少数一些公司使用,但是产量有限。IBC太阳电池是sunpower研发并生产的太阳电池技术,效率可以达到22%以上。电池选用n型衬底材料,前后表面均覆盖一层热氧化膜,以降低表面复合。利用光刻技术,在电池背面分别进行磷、硼局部扩散,形成有指状交叉排列的P区、N区,以及位于其上方的P+区、N+区。该结构太阳电池的工艺复杂,多次用了研磨腐蚀技术,工艺步骤在30步以上,比较繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述存在的缺陷而提供的一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构和制备方法,本专利技术可以兼容传统晶硅生产线,可以经过升级改造实现背接触太阳电池的生产,相对于传统晶硅太阳电池,避免常规太阳电池正面电极遮光的问题,降低金属电极的使用量,提高了太阳电池的效率;并且相对于传统HIT电池、IBC太阳电池,不但制备工艺简单,设备成本也很低。本专利技术的一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构和制备方法,技术方案为,一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构,P型硅衬底受光面设置有一层以上减反射层的叠层结构;P型硅衬底背光面为相互交替的P型层部分与N型层部分,P型层部分依次为P型硅衬底、减反射层,以及穿透减反射层与P型硅衬底接触的电极;N型层部分依次为P型硅衬底、N型晶硅层、减反射层,以及穿透减反射层与N型晶硅层连接的电极。N型晶硅层、受光面或背光面的减反射层的厚度为1-5000nm。优选的,N型晶硅层厚度为0.2μm,受光面的减反射层厚度为80nm,背光面的减反射层厚度为120nm。受光面或背光面的减反射层为SiOx,Al2O3,SiNx中的一种或几种的叠层结构;所述一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构的制备方法,包括以下三种方法:方法一,依次包括以下步骤:(1)在制绒后的P型硅衬底受光面沉积减反射层;(2)背光面进行P型掺杂形成N型晶硅层;(3)用掩膜版遮挡进行部分背面扩散层的蚀刻去除,使得N型晶硅层与P型硅衬底相互交替分布;(4)在背光面进行减反射膜沉积;(5)电极制备及烧结。方法二,依次包括以下步骤:(1)在制绒后的硅衬底背光面进行P型掺杂形成N型晶硅层;(2)用掩膜版遮挡进行部分背面扩散层的蚀刻去除,使得N型晶硅层与P型硅衬底相互交替分布;(3)在受光面和背光面分别进行减反射膜沉积;(4)电极制备及烧结。方法一和方法二中,掩膜版遮挡部分背光扩散层的蚀刻去除方法为:①在需要蚀刻去除的N型晶硅层部分之外丝网印刷一层保护层,②化学腐蚀去除未受保护部分,③去除保护层,④去除受保护层保护部分的氧化硅层;P型掺杂的方法为高温扩散掺杂或离子注入。方法三,依次包括以下步骤:(1)在制绒后的硅衬底背光面进行局部P型掺杂形成N型晶硅层,使得N型晶硅层与P型硅衬底相互交替分布;(2)在受光面和背光面分别进行减反射膜沉积;(3)电极制备及烧结。P型掺杂的方法为高温扩散掺杂或离子注入。P型掺杂采用掩膜遮挡离子注入的方法。本专利技术的一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构和制备方法有益效果为,该专利技术制备方法制备过程简单,整体结构降低了金属电极的使用量,而且避免了常规太阳电池正面电极遮光的问题,提高了太阳电池的效率。采用专利技术工艺三的方法,已经做出效率为22.5%的太阳电池,该太阳电池制备方法相对于传统太阳电池,效率得到大幅度提高,经过产线的升级,生产成本也得到大幅降低,其主要参数如表1所示,表1附图说明:图1所示为本专利技术的P型硅衬底背面接触式太阳电池结构示意图;图2所示为本专利技术实施例1的制备方法流程图。图3所示为本专利技术实施例2的制备方法流程图。图4所示为本专利技术实施例3的制备方法流程图。图中,1.P型硅衬底;2.正面减反射层;3.N型晶硅层;4.背面减反射层;5.电极。具体实施方式:为了更好地理解本专利技术,下面结合附图来详细说明本专利技术的技术方案,但是本专利技术并不局限于此。实施例1一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构,P型硅衬底1受光面设置有正面减反射层2的叠层结构;P型硅衬底1背光面为相互交替的P型层部分与N型层部分,P型层部分依次为P型硅衬底1、背面减反射层4,以及穿透背面减反射层4与P型硅衬底1接触的电极5;N型层部分依次为P型硅衬底1、N型晶硅层3、背面减反射层4,以及穿透背面减反射层4与N型晶硅层3连接的电极5。N型晶硅层3厚度为0.2μm,正面减反射层2厚度为80nm,背面减反射层4厚度为120nm。正面减反射层2为SiOx/SiNx的叠层结构,背面减反射层4为Al2O3/SiNx的叠层结构;其制备方法为:(1)在制绒后的P型硅衬底1受光面沉积正面减反射层2;(2)背光面进行P型掺杂形成N型晶硅层3;(3)用掩膜版遮挡进行部分背面扩散层的蚀刻去除,使得N型晶硅层2与P型硅衬底1相互交替分布;(4)在背光面进行减反射膜沉积;(5)电极5制备及烧结。掩膜版遮挡部分背光扩散层3的蚀刻去除方法为:①在需要清除的N型晶硅层3之外丝网印刷一层保护层,②化学腐蚀去除未受保护部分3,③去除保护层,④去除受保护层保护部分的氧化硅层。采用本实例做出效率为20.2%的太阳电池,如表2所示:表2电池面积效率开路电压短路电流串联电阻并联电阻漏电流4cm220.20%0.635V40.2mA/cm23.4mΩ243Ω0.016A由此可以看出该结构具有很强的应用前景。实施例2一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构,P型硅衬底1受光面设置有正面减反射层2的叠层结构;P型硅衬底1背光面为相互交替的P型层部分与N型层部分,P型层部分依次为P型硅衬底1、背面减反射层4,以及穿透背面减反射层4与P型硅衬底1接触的电极5;N型层部分依次为P型硅衬底1、N型晶硅层3、背面减反射层4,以及穿透背面减反射层4与N型晶硅层3连接的电极5。N型晶硅层3厚度为0.2μm,正面减反射层2厚度为80nm,背面减反射层4厚度为120nm。正面减反射层2为SiOx/SiNx的叠层结构,背面减反射层4为Al2O3/SiNx的叠层结构;其制备方法为:(1)在制绒后的硅衬底1背光面进行P型掺杂形成N型晶硅层3;(2)用掩膜版遮挡进行部分背面扩散层的蚀刻去除,使得N型晶硅层3与P型硅衬底1相互交替分布;(3)在受光面和背光面分别进行减反射膜沉积;(4)电极5制备及烧结。掩膜版遮挡部分背光扩散层3的蚀刻去除方法为:①在需要清除的N型晶硅层3之外丝网印刷一层保护层,②化学腐蚀去除未受保护部分3,③去除保护层,④去除受保护层保护部分的氧化硅层。采用专利技术工艺的方法,已经做出效率本文档来自技高网...
一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构和制备方法

【技术保护点】
一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构,其特征在于,P型硅衬底受光面设置有一层以上减反射层的叠层结构;P型硅衬底背光面为相互交替的P型层部分与N型层部分,P型层部分依次为P型硅衬底、减反射层,以及穿透减反射层与P型硅衬底接触的电极;N型层部分依次为P型硅衬底、N型晶硅层、减反射层,以及穿透减反射层与N型晶硅层连接的电极。

【技术特征摘要】
1.一种P型硅衬底背面接触式太阳电池结构的制备方法,其特征在于,所述的P型硅衬底背面接触式太阳电池结构,P型硅衬底受光面设置有正面减反射层的叠层结构;P型硅衬底背光面为相互交替的P型层部分与N型层部分,P型层部分依次为P型硅衬底、背面减反射层,以及穿透背面减反射层与P型硅衬底接触的电极;N型层部分依次为P型硅衬底、N型晶硅层、背面减反射层,以及穿透背面减反射层与N型晶硅层连接的电极;N型晶硅层厚度为0.2...

【专利技术属性】
技术研发人员:贾河顺姜言森方亮刘兴村任现坤张春艳马继磊
申请(专利权)人:山东力诺太阳能电力股份有限公司
类型:发明
国别省市:山东;37

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