硅基异质接面太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种硅基异质接面太阳能电池。硅基异质接面太阳能电池，包含：一硅基PN接面结构，具有两个相对表面，其中硅基PN接面结构是由一P型半导体层与一N型半导体基板所组成，N型半导体基板具有一第一糙化表面以及一第二糙化表面，且P型半导体层的能隙不同于N型半导体基板的能隙；其中，该第一糙化表面以及该第二糙化表面具有凹凸的一金字塔纹理化结构，该金字塔纹理化结构中的该金字塔宽度与金字塔锥顶高度的比值在2到0.8之间。该硅基异质接面太阳能电池能具有高质量的纹理结构，改善其电流特性及提升光电转换效率的特性。

Silicon based heterojunction solar cell

The utility model discloses a silicon base heterojunction solar cell. Silicon heterojunction solar cell, comprising a silicon PN junction structure, which has two opposite surfaces, the silicon PN junction structure is composed of a P type semiconductor layer and N type semiconductor substrate, N type semiconductor substrate has a first roughened surface and a second surface roughness. And the P type semiconductor layer of the energy gap is different from the N type semiconductor substrate; wherein, one of the first Pyramid texture structure of the roughened surface and the second surface roughness has a concave convex, the width of Pyramid Pyramid Pyramid of the cone texture structure of the top height ratio is between 2 to 0.8. The silicon based heterojunction solar cell has the advantages of high quality texture structure, improvement of current characteristics and improvement of photoelectric conversion efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本技术有关于一种硅基异质接面太阳能电池，特别有关于一种无异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)的变温纹理化碱蚀刻的硅基异质接面太阳能电池。
技术介绍
按，目前由于国际能源短缺，世界各国一直持续研发各种可行的替代能源，其中又以太阳能发电的太阳电池最受到瞩目。目前，以硅晶做成的太阳能电池的转换效率，因其仅能吸收1.1 电子伏特以上的太阳光能的限制、反射光造成的损失、材料对太阳光的吸收能力不足、载子在尚未被导出之前就被材料中的缺陷捕捉而失效，或是载子受到材料表面的悬浮键结捕捉产生复合等诸多因素，皆使其效率下降。因此，现在市售硅晶太阳能电池的转换效率仅约15 ％，即表示硅晶太阳能电池的高效率化其实还有相当大的空间。其中，太阳能电池高效率化的基本原理就是结合不同能隙的发电层材质，把它们做成叠层结构。参照美国公告专利第5,213,628号，标题为：光伏组件 (Photovoltaic device)，其主要揭示一种结合不同能隙的太阳能电池，借由加入非晶硅本质半导体，增加太阳能电池的载子寿命，减少电子电洞复合机率，提高光电流转换效率。参照美国公告专利第6,878,921号，标题为：光伏组件与其制作方法(Photovoltaic device and manufacturing method thereof )。如图1所示，其主要揭示一种硅基异质接面太阳能电池，使用铟锡氧化物(In2O3:SnO2，ITO)透明导电膜作为电流分散层，以提升其电流特性及提升光电转换效率的特性。参照美国公告专利第6,207,890号，标题为：光伏组件与其制作方法(Photovoltaic element and method for manufacture thereof)，其主要揭示一种光伏组件结构与制作方式。该专利揭示一异向蚀刻溶液，在N型单晶硅基版制作出金字塔型结构，并使得金字塔底部呈现圆弧形状，以提高其开路电压及短路电流。其利用碱性溶液加上接口活性剂IPA(isopropyl alcohol)作为异向蚀刻液，可以防止气泡产生于N型半导体层，IPA的浓度将影响液体的表面张力，当表面张力小于47 dyn/cm 时，气泡将将会存留在半导体表面上造成效率的降低。参照美国公告专利第8,835,210号，标题为：光伏组件制作方法(Method of manufacturing solar cell)，其主要揭示一种制造太阳能电池的方法，其包括形成一个主要表面具有纹理结构的结晶硅基板。其特征在于: 使用蚀刻液对结晶硅基板的主要表面进行第一次蚀刻，之后，使用蚀刻成分的浓度更高的蚀刻液进行第二次蚀刻，从而在结晶硅基板的主要表面形成纹理结构。然而，上述专利揭示的蚀刻法，在单晶硅N型半导体制作出金字塔型结构。但由于金字塔底部出现深V凹槽，将导致电子电洞产生复合现象。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术的主要目的在于提出一种硅基异质接面太阳能电池，借由无异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)的变温纹理化碱蚀刻制备出的高质量纹理结构，借此改善电池整体的光电转换效率。本技术的另一目的在于提出一种硅基异质接面太阳能电池的制程方式，借由无异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)的变温纹理化碱蚀刻制备出的高质量纹理结构，借此改善电池整体的光电转换效率。本技术提供的硅基异质接面太阳能电池，包含：一硅基PN接面结构，具有两个相对表面，其中该硅基PN接面结构是由一P型半导体层与一N型半导体基板所组成，该N型半导体基板具有一第一糙化表面以及一第二糙化表面；其中，该第一糙化表面以及该第二糙化表面，具有凹凸的一金字塔纹理化结构，该金字塔纹理化结构中的该金字塔宽度与金字塔锥顶高度的比值在2到0.8之间。优选地，该金字塔纹理化结构的金字塔宽度在 5 微米至15 微米之间。优选地，该金字塔纹理化结构的金字塔锥顶高度在4微米至10微米之间。优选地，该硅基异质接面太阳能电池还包含：一第一透明导电膜，设置位于该硅基PN接面结构的一表面；以及一第二透明导电膜，设置位于该PN接面结构且相对于该第一透明导电膜的另一表面。优选地，该第一透明导电膜的折射率介于1.90至1.94之间，且该第二透明导电膜的折射率介于1.90至1.94之间。因此，本技术能够达到的效果，包含：1、使用无异丙醇(isopropyl alcohol，IPA)的碱蚀刻，防止因异丙醇挥发而造成的作业环境恶化。2、使用变温的纹理化碱蚀刻制程，可以制备出呈现比较圆弧形状的高质量纹理结构，减少载子复合速度；3、高质量纹理结构增加光的吸收，提升输出电流密度，进而提高光电转换效率；4、提供商业化量产速度，降低量产制程成本。附图说明图1显示为硅基异质接面太阳能电池的先前技术剖面示意图；图2显示为本技术异质接面太阳能电池的第一实施例剖面示意图；图3显示为所揭示的该第一糙化表面以及第二糙化表面的金字塔纹理化结构；以及图4显示为本技术异质接面太阳能电池的第二实施例剖面示意图。【符号说明】100 硅基异质接面太阳能电池；110 基板；111 第一糙化表面；112 第二糙化表面；120 第一本质非晶硅层；130 P型半导体层；140 第二本质非晶硅层；150 N型半导体层；160 第一电极；170 第二电极；180 第一透明导电膜；190 第二透明导电膜。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。现请参照图2，其显示为根据本技术的第一实施例中，所揭示的一种硅基异质接面太阳能电池 100结构，其包含：一基板 110；一半导体层 130；一第一透明导电膜180；一第一电极 160；一第二透明导电膜190；以及一第二电极 170。该基板 110更具有一第一糙化表面111以及一第二糙化表面112。该种硅基异质接面太阳能电池 100结构主要由一硅基PN接面结构，具有两个相对表面，其中该硅基PN接面结构由该基板 110与该半导体层130所组成，且该基板的能隙不同于该半导体层的能隙。该基板 110选自P型半导性单晶基板、N型半导性单晶基板、P型单晶硅基板以及N型单晶硅基板之一。较佳地，该基板 110选自(100)面N型半导性硅基单晶基板，但并不限于此。该基板 110较佳地选自(100)面N型半导性硅基单晶基板，在进行蚀刻之前，切片损伤层需先使用碱浓度超过2质量%碱性混合液进行等向性蚀刻去除。特定物的质量%定义为在整体溶液中，特定物的质量的百分比。该基板 110蚀刻前的厚度为180微米(μm)至200微米(μm)之间，蚀刻后的厚度为160微米(μm)至180微米(μm)之间。另外，蚀刻将硅基板的厚度变薄，并令完工后的该基板 110的平均厚度为70微米(μm)至120微米(μm)之间。借此可提供更薄且高经济性的硅基异质接面太阳能电池 100。该基板 110的该第一糙化表面111以及该第二糙化表面112经由一异向性蚀刻，以形成具有凹凸的金字塔纹理化结构，以使光漫反射所致的光局限更为有效。要形成该具有凹凸的金字塔纹理化结构的第一糙化表面1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基异质接面太阳能电池，其特征在于，包含：一硅基PN接面结构，具有两个相对表面，其中该硅基PN接面结构是由一P型半导体层与一N型半导体基板所组成，该N型半导体基板具有一第一糙化表面以及一第二糙化表面；其中，该第一糙化表面以及该第二糙化表面，具有凹凸的一金字塔纹理化结构，该金字塔纹理化结构中的该金字塔宽度与金字塔锥顶高度的比值在2到0.8之间。

【技术特征摘要】
1.一种硅基异质接面太阳能电池，其特征在于，包含：一硅基PN接面结构，具有两个相对表面，其中该硅基PN接面结构是由一P型半导体层与一N型半导体基板所组成，该N型半导体基板具有一第一糙化表面以及一第二糙化表面；其中，该第一糙化表面以及该第二糙化表面，具有凹凸的一金字塔纹理化结构，该金字塔纹理化结构中的该金字塔宽度与金字塔锥顶高度的比值在2到0.8之间。2.如权利要求1所述的硅基异质接面太阳能电池，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金隆，杨茹媛，陈坤贤，
申请(专利权)人：盐城金合盛光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32