一种N型晶体硅电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种N型晶体硅电池，由于在N型晶体硅层的背光侧依次设置有隧穿钝化层、P+型晶体硅层和背电极，从而在N型晶体硅层的背光侧可以形成P+N型发射极以分离光生载流子，并且隧穿钝化层可以避免背电极与N型晶体硅层直接欧姆接触，因此可以保证N型晶体硅层的表面钝化，从而降低N型晶体硅电池在P+N结区的载流子复合；并且由于隧穿钝化层具有量子隧穿效应，因此还可以起到较好的隧穿效果以保证载流子的有效传输；同时由于在N型晶体硅层的入光侧设置有N+型晶体硅层，N+型晶体硅层与N型晶体硅层可以形成NN+结，从而可以进一步减少载流子的复合，促进多数载流子的分离与收集，最终可以提高电池的开路电压和转换效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种N型晶体硅电池，由于在N型晶体硅层的背光侧依次设置有隧穿钝化层、P+型晶体硅层和背电极，从而在N型晶体硅层的背光侧可以形成P+N型发射极以分离光生载流子，并且隧穿钝化层可以避免背电极与N型晶体硅层直接欧姆接触，因此可以保证N型晶体硅层的表面钝化，从而降低N型晶体硅电池在P+N结区的载流子复合；并且由于隧穿钝化层具有量子隧穿效应，因此还可以起到较好的隧穿效果以保证载流子的有效传输；同时由于在N型晶体硅层的入光侧设置有N+型晶体硅层，N+型晶体硅层与N型晶体硅层可以形成NN+结，从而可以进一步减少载流子的复合，促进多数载流子的分离与收集，最终可以提高电池的开路电压和转换效率。【专利说明】一种N型晶体娃电池
本技术涉及太阳能电池
，尤指一种N型晶体硅电池。
技术介绍
太阳能电池是一种能将太阳能转换成电能的半导体器件，在光照条件下太阳能电池内部会产生光生电流，通过电极将电能输出。具体地，当光照射时，合适波长的辐射导致太阳能电池中的半导体产生空穴-电致对，而P+N结上存在的电势差使空穴和电子以相反的方向迁移并穿过该结，从而产生了电流的流动，这种流动可将电能传递给外电路。目前，市场上大多数的晶体硅电池均为P型晶体硅电池，由于P型晶体硅电池一般采用硼掺杂的晶体硅片作衬底，在光照的情况下，会产生硼-氧(B-O)络合体，从而导致光生载流子的复合率增加和电池效率下降，即所谓的光致衰退现象。另外，由于P型晶体硅中的金属杂质和缺陷对其少数载流子电子的捕获截面较大，因此会限制P型晶体硅中的少数载流子寿命，最终导致产业化的P型晶体硅电池的效率很难继续大幅度提升。随着太阳能光伏市场的发展，人们对高效的晶体硅电池的需求越来越急迫。N型晶体娃电池相对P型晶体娃电池而言，由于N型晶体娃对金属杂质不敏感,或者说具有很好的忍耐性能，因此N型晶体硅中少数载流子具有较大的扩散长度。此外，由于N型晶体硅采用磷掺杂，因此不存在因光照而导致的B-O络合体的形成，因而不存在P型晶体硅电池中的光致衰退现象。因此，N型晶体硅电池逐渐成为众多研究机构和光伏企业关注的对象。目前，在所有N型晶体娃电池中，背面钝化的N型(n-type passivated emitter andrear totally diffused,n-PERT)晶体娃电池，因结构和制备工艺与现有的P型晶体娃电池最接近，而被大多数企业所关注和研究。一般n-PERT晶体硅电池如图1所示，以N型晶体硅层01为衬底，在N型晶体硅层01的入光侧和背光侧分别掺杂硼原子和磷原子形成P+型晶体硅层02和N+型晶体硅层05，以形成P+N发射极和NN+背电场，在P+型晶体硅层02上设置有抗反射钝化层03和位于抗反射钝化层03之上且通过贯穿抗反射钝化层03的过孔与P+型晶体硅层02欧姆接触的栅线电极04，在N+型晶体硅层05上设置钝化介质层06，以及位于钝化介质层06之上且通过贯穿钝化介质层06的过孔与N+型晶体硅层05欧姆接触的背电极07。上述结构的n-PERT晶体硅电池，由于在栅线电极04在与P+型晶体硅层02直接接触的区域，栅线电极04中的金属离子很容易渗透到P+型晶体硅层02中，从而破坏栅线电极下面的P + N结，从而造成P + N结区的复合率增加，最终导致电池开路电压和转换效率难以提高。因此，上述结构的n-PERT晶体硅电池与现有的P型晶体硅电池相比，从转换效率或制造成本来说并无明显优势。
技术实现思路
本技术实施例提供的一种N型晶体硅电池，用以解决N型晶体硅电池中由于栅线电极与P+型晶体硅层接触所导致的P + N结区复合率增大的问题，从而提高N型晶体硅电池的开路电压和转换效率。本技术实施例提供的一种N型晶体硅电池，包括N型晶体硅层，还包括:N+型晶体硅层、抗反射钝化层、具有量子隧穿效应的隧穿钝化层、P+型晶体硅层、栅线电极和背电极；其中，所述N+型晶体硅层位于所述N型晶体硅层的入光侧，所述抗反射钝化层位于所述N+型晶体硅层之上；所述栅线电极位于所述抗反射钝化层之上且通过贯穿所述抗反射钝化层的过孔与所述N+型晶体硅层欧姆接触； 所述隧穿钝化层位于所述N型晶体硅层的背光侧，所述P+型晶体硅层位于所述隧穿钝化层之上，所述背电极位于所述P+型晶体硅层之上。本技术实施例提供的上述N型晶体硅电池，由于在N型晶体硅层的入光侧设置有N+型晶体硅层，而N+型晶体硅层与N型晶体硅层可以形成NN+结，从而可以减少光生载流子的复合，促进多数载流子的分离与收集；同时，由于在N型晶体硅层的背光侧依次设置有隧穿钝化层、P+型晶体硅层和背电极，从而在N型晶体硅层的背光侧形成P+N型发射极，而隧穿钝化层可以避免背电极与N型晶体硅层直接欧姆接触，因此该隧穿钝化层可以保证N型晶体硅层背光侧的表面钝化效果，从而进一步降低N型晶体硅电池在P+N结区的载流子复合速率；并且，由于隧穿钝化层具有量子隧穿效应，因此还可以起到较好的隧穿效果以保证载流子的有效传输；最终可以提闻N型晶体娃电池的开路电压和转换效率。较佳地，在本技术实施例提供的上述N型晶体硅电池中，所述隧穿钝化层的材料为氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化铝或氧化钛。较佳地，在本技术实施例提供的上述N型晶体硅电池中，所述隧穿钝化层的厚度为Inm?3nm。较佳地，在本技术实施例提供的上述N型晶体硅电池中，所述P+型晶体硅层的材料为硼掺杂的多晶硅或硼掺杂的微晶硅。较佳地，在本技术实施例提供的上述N型晶体硅电池中，所述P+型晶体硅层的厚度为IOnm?10 μ m。较佳地，在本技术实施例提供的上述N型晶体硅电池中，所述背电极的材料为金属和/或透明导电氧化物。较佳地，在本技术实施例提供的上述N型晶体硅电池中，所述金属为铝、金、银、镍、铜镍合金、铝镍合金和钛钯银合金中之一或组合。较佳地，在本技术实施例提供的上述N型晶体硅电池中，所述透明导电氧化物为氧化铟锡、氧化铝锌、氟掺杂锡氧化物、掺杂氧化铟、掺杂氧化锌中之一或组合。较佳地，在本技术实施例提供的上述N型晶体硅电池中，所述N+型晶体硅层的厚度为0.15 μ m?1.5 μ m。较佳地，在本技术实施例提供的上述N型晶体硅电池中，所述抗反射钝化层的材料为非晶态氮化硅、非晶态氧化硅、非晶态碳化硅、非晶态碳氮化硅、非晶态氮氧化硅和非晶态氧化铝中之一或组合。较佳地，在本技术实施例提供的上述N型晶体硅电池中，所述抗反射钝化层的厚度为60nm?120nm。较佳地，在本技术实施例提供的上述N型晶体硅电池中，所述栅线电极的材料具体为银、镍银合金、镍铜合金、镍铜锡合金或镍铜银合金。【专利附图】【附图说明】图1为现有的n-PERT晶体硅电池的结构示意图；图2为本技术实施例提供的N型晶体硅电池的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图，对本技术实施例提供的N型晶体硅电池的【具体实施方式】进行详细地说明。其中，附图中各膜层厚度和形状不反映N型晶体硅电池的真实比例，目的只是示意说明本
技术实现思路
。本技术实施例提供的一种P型晶体硅电池，如图2所示，包括N型晶体硅层100，还包括:N+型晶体硅层200、抗反射钝化层300、具有量子隧穿效应的隧穿钝化层500、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种N型晶体硅电池，包括N型晶体硅层，其特征在于，还包括：N+型晶体硅层、抗反射钝化层、具有量子隧穿效应的隧穿钝化层、P+型晶体硅层、栅线电极和背电极；其中， 所述N+型晶体硅层位于所述N型晶体硅层的入光侧，所述抗反射钝化层位于所述N+型晶体硅层之上； 所述栅线电极位于所述抗反射钝化层之上且通过贯穿所述抗反射钝化层的过孔与所述N+型晶体硅层欧姆接触； 所述隧穿钝化层位于所述N型晶体硅层的背光侧，所述P+型晶体硅层位于所述隧穿钝化层之上，所述背电极位于所述P+型晶体硅层之上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：毛卫平，温转萍，田小让，张娟，杨荣，李立伟，孟原，郭铁，
申请(专利权)人：新奥光伏能源有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13