一种背结背接触太阳能电池制造技术

本发明专利技术提供了一种背结背接触太阳能电池，包括，基片；复合在所述基片前表面的绝缘介质层；复合在所述绝缘介质层上的掺杂半导体导电层；复合在所述掺杂半导体导电层上的减反射层；复合在所述基片背表面的复合层；复合在所述复合层表面的电极。本发明专利技术提出了一种前表面采用层叠隧穿钝化层的背结背接触太阳能电池，在电池的前表面采用掺杂半导体导电层和绝缘介质层的叠层结构，形成了层叠隧穿钝化层，同时提供场钝化和化学钝化的作用，避免了传统工艺中采用扩散掺杂的方法实现场钝化之后再生长钝化层实现化学钝化的工艺，简化了工艺，降低了生产成本。而且相比于传统的前表面钝化工艺，可以使前表面的复合进一步降低，从而提高电池的转换效率。

Back knot back contact solar cell

The invention provides a back node back contact solar cells, including the substrate; composite on the front surface of the substrate of the insulating layer; the insulating compound in the doped semiconductor conductive layer on the dielectric layer in the semiconductor doped composite; conductive layer antireflection layer; composite composite layer in the back the surface of the substrate; the composite electrode of the composite surface layer. The present invention relates to a front surface of the passivation layer stacked tunneling junction back back contact solar cells, the laminated structure of the front surface of the cell by doping the semiconductor conductive layer and a dielectric layer, forming a stacked tunneling passivation layer, while providing field passivation and chemical passivation, avoid the process after. By using the method of field passivation diffusion doping in the traditional process to achieve growth of chemical passivation passivation layer, simplifies the process, reduces the production cost. Moreover, compared with the traditional front surface passivation process, the composite of the front surface can be further reduced, thereby improving the conversion efficiency of the battery.

【技术实现步骤摘要】
一种背结背接触太阳能电池
本专利技术属于太阳能电池
，涉及一种背结背接触太阳能电池，尤其涉及一种前表面采用层叠隧穿钝化层的背结背接触太阳能电池。
技术介绍
太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。太阳能电池只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。在物理学上称为太阳能光伏(Photovoltaic，缩写为PV)，简称光伏。太阳能电池的工作原理就是，太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结内建电场的作用下，光生空穴流向p区，光生电子流向n区，接通电路后就产生电流。随着全社会对环境问题的日益关注，太阳能电池作为一种可以直接将太阳能转化为电能的装备，越来越得到人们的关注，同样的太阳能电池的种类的也越来越多。太阳能电池就是利用PN结的光伏效应将光能直接转换为电能的，传统的太阳能电池发射极作在电池的前表面，在电池的前面和背面都有电极，入射的光子激发出电子空穴对，电子空穴对被位于电池前表面的PN结分离开来，通过电极引出到外电路。相比于传统太阳能电池，新型的背结背接触电池具有取得更高转换效率的潜能，逐渐成为产业化高效电池的主要研发方向。背结背接触电池，又名背接触指交叉(interdigitatedbackcontact，IBC)太阳能电池(简称IBC电池)，这种电池将发射极和背场全部作在了电池的背面，减小了遮光损失，而且由于电极作在了电池的背表面，不用再考虑遮光，所以电极可以做的很宽，这大大减小了串联电阻，这些特性都可以提高电池的转换效率。但是背结背接触电池也面临一些问题，那就是对衬底的质量以及电池前表面的钝化质量要求比较高，因为光生载流子主要在电池的前表面附近产生，如果前表面钝化效果不好或者衬底的寿命比较低，那么光生载流子就很难在复合之前到达电池背面被电极导出。虽然在现实技术中，特别是sunpower等公司生产的背结背接触电池，采用高质量的单晶硅作为衬底，其少子寿命一般要大于1ms，从而大大减少了载流子在衬底中的复合。然而当衬底少子寿命提高了之后，电池前表面的复合就显现出来了。一般钝化前表面的方法有化学钝化和场钝化，场钝化主要是采用扩散的方式在前表面形成一个和衬底掺杂类型一样的高掺杂区。化学钝化就是在衬底的表面生长一层介质层，从而减少表面悬挂键。但是上述方法实现起来却比较复杂，生产成本比较高，而且效果也不是很理想。因此，如何找到一种更合适的背结背接触电池，能够具有较好的电池效率，同时在技术方案简单易于实现，已成为领域内诸多一线研发人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种背结背接触太阳能电池，特别是一种前表面采用层叠隧穿钝化层的背结背接触太阳能电池，本专利技术提供的背结背接触太阳能电池的前表面形成了层叠隧穿钝化层，能够具有较高的电池效率，而且技术方案简单易于实现。本专利技术提供了一种背结背接触太阳能电池，包括：基片；复合在所述基片前表面的绝缘介质层；复合在所述绝缘介质层上的掺杂半导体导电层；复合在所述掺杂半导体导电层上的减反射层；所述基片前表面、所述绝缘介质层、所述掺杂半导体导电层和所述减反射层具有陷光结构；复合在所述基片背表面的复合层；复合在所述复合层表面的电极。优选的，所述基片背表面的复合层包括P型掺杂区、N型掺杂区、背面钝化层；所述电极包括正电极和负电极。优选的，所述P型掺杂区和N型掺杂区相邻交替复合在所述基片背表面，和/或所述P型掺杂区和N型掺杂区相隔交替刻蚀在所述基片背表面；所述P型掺杂区和N型掺杂区之间的相隔处为基片，所述基片的表面复合有背面钝化层；所述P型掺杂区表面的一部分接触所述正电极，所述P型掺杂区表面的其余部分复合有背面钝化层；所述N型掺杂区表面的一部分接触所述负电极，所述N型掺杂区表面的其余部分复合有背面钝化层。优选的，所述基片背表面具有沟道，所述沟道的底面复合有N型掺杂区，所述沟道的侧面复合有背面钝化层；所述N型掺杂区表面的一部分接触所述负电极，所述N型掺杂区表面的其余部分复合有背面钝化层；所述基片背表面的其余部分复合有P型掺杂区；所述P型掺杂区表面的一部分接触所述正电极，所述P型掺杂区表面的其余部分复合有背面钝化层。优选的，所述减反射层的材质为透光材料，包括氮化硅、ITO、氧化硅和氧化钛中的一种或多种；所述减反射层的厚度为10～100nm；所述背面钝化层包括氧化硅层、氮化硅层和碳化硅层中的一种或多种；所述背面钝化层的厚度为10～100nm。优选的，所述基片的材质包括硅材料；所述硅材料包括单晶硅、多晶硅和硅薄膜中的一种或多种；所述基片的厚度为100～300μm。优选的，所述基片的材质包括掺杂的硅材料；所述掺杂的硅材料为硼、磷、镓和砷中的一种或多种掺杂的硅材料；所述基片的掺杂类型为N型或P型，且所述基片的掺杂类型与所述掺杂半导体导电层的掺杂类型相同。优选的，所述基片的掺杂类型与所述掺杂半导体导电层的掺杂类型同为N型时，所述掺杂半导体导电层的掺杂浓度的条件为：使得掺杂半导体导电层的费米能级高于所述基片的费米能级；所述基片的掺杂类型与所述掺杂半导体导电层的掺杂类型同为P型时，所述掺杂半导体导电层的掺杂浓度的条件为：使得掺杂半导体导电层的费米能级低于所述基片的费米能级。优选的，所述绝缘介质层的材质为绝缘材料；所述绝缘材料包括氧化硅、氧化铝和氮化硅中的一种或多种；所述绝缘介质层的厚度为0.2～50nm。优选的，所述掺杂半导体导电层的材质为硼、磷、镓和砷中的一种或多种掺杂的半导体材料；所述半导体材料包括多晶硅、微晶硅和非晶硅中的一种或多种；所述掺杂半导体导电层的厚度为2nm～1μm。本专利技术提供了一种背结背接触太阳能电池，包括，基片；复合在所述基片前表面的绝缘介质层；复合在所述绝缘介质层上的掺杂半导体导电层；复合在所述掺杂半导体导电层上的减反射层；复合在所述基片背表面的复合层；复合在所述复合层表面的电极。与现有技术相比，本专利技术针对现有工艺中对衬底的质量以及电池前表面的钝化质量要求比较高的局限，提出了一种前表面采用层叠隧穿钝化层的背结背接触太阳能电池，该背结背接触太阳能电池的前表面形成了层叠隧穿钝化层，能够具有较高的电池效率，而且技术方案简单易于实现。本专利技术采用掺杂半导体导电层和绝缘介质层的叠层结构，在前表面同时提供场钝化和化学钝化的作用，避免了传统工艺中采用扩散掺杂的方法实现场钝化之后再生长钝化层实现化学钝化的工艺，简化了工艺，降低了生产成本。而且相比于传统的前表面钝化工艺，可以使前表面的复合进一步降低，从而提高电池的转换效率。实验结果表明，本专利技术提供的前表面采用叠层隧穿钝化层的背结背接触太阳能电池，开路电压为678mV，短路电流密度为42.1mA/cm2，填充因子为84％，效率为23.97％。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的背结背接触太阳能电池的结构示意简图；图2为本专利技术实施例2提供的背结背接触太阳能电池的结构示意简图；图3为本专利技术实施例3提供的背结背接触太阳能电池的结构示意简图；图4为本专利技术实施例3提供的前表面采用叠层隧穿钝化层的背结背接触太阳能电池的I-V特性曲线。具体实施方式为了进一步了解本专利技术，下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种背结背接触太阳能电池，其特征在于，包括：基片；复合在所述基片前表面的绝缘介质层；复合在所述绝缘介质层上的掺杂半导体导电层；复合在所述掺杂半导体导电层上的减反射层；所述基片前表面、所述绝缘介质层、所述掺杂半导体导电层和所述减反射层具有陷光结构；复合在所述基片背表面的复合层；复合在所述复合层表面的电极。

【技术特征摘要】
1.一种背结背接触太阳能电池，其特征在于，包括：基片；复合在所述基片前表面的绝缘介质层；复合在所述绝缘介质层上的掺杂半导体导电层；复合在所述掺杂半导体导电层上的减反射层；所述基片前表面、所述绝缘介质层、所述掺杂半导体导电层和所述减反射层具有陷光结构；复合在所述基片背表面的复合层；复合在所述复合层表面的电极。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述基片背表面的复合层包括P型掺杂区、N型掺杂区、背面钝化层；所述电极包括正电极和负电极。3.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述P型掺杂区和N型掺杂区相邻交替复合在所述基片背表面，和/或所述P型掺杂区和N型掺杂区相隔交替刻蚀在所述基片背表面；所述P型掺杂区和N型掺杂区之间的相隔处为基片，所述基片的表面复合有背面钝化层；所述P型掺杂区表面的一部分接触所述正电极，所述P型掺杂区表面的其余部分复合有背面钝化层；所述N型掺杂区表面的一部分接触所述负电极，所述N型掺杂区表面的其余部分复合有背面钝化层。4.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述基片背表面具有沟道，所述沟道的底面复合有N型掺杂区，所述沟道的侧面复合有背面钝化层；所述N型掺杂区表面的一部分接触所述负电极，所述N型掺杂区表面的其余部分复合有背面钝化层；所述基片背表面的其余部分复合有P型掺杂区；所述P型掺杂区表面的一部分接触所述正电极，所述P型掺杂区表面的其余部分复合有背面钝化层。5.根据权利要求2所述的太阳能电池，其特征在于，所述减反射层的材质为透光材料，包括氮化硅、ITO、...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾锐，姜帅，陶科，孙恒超，戴小宛，金智，刘新宇，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11