一种太阳能电池制造技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池，具有：含第一掺杂类型的基底层，它与极性相反的第二掺杂类型的正面层形成一个界面；带有至少一个正面接触件和至少一个背面接触件，其中，在基底层和背面接触件之间具有一第一钝化层和一隧道接触层，在钝化层和基底层之间装有一个由a-Si构成的本征层，钝化层由与基底层极性相同的掺杂材料构成，在基底层背面未被背面接触件覆盖的部分以及背面接触件上形成有第二钝化层，所述第二钝化膜的折射率在2.6以上。使用本发明专利技术的薄的基底材料时，可以避免太阳能电池板的弯曲、拱起和断裂。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种太阳能电池，具有：含第一掺杂类型的基底层，它与极性相反的第二掺杂类型的正面层形成一个界面；带有至少一个正面接触件和至少一个背面接触件，其中，在基底层和背面接触件之间具有一第一钝化层和一隧道接触层，在钝化层和基底层之间装有一个由a-Si构成的本征层，钝化层由与基底层极性相同的掺杂材料构成，在基底层背面未被背面接触件覆盖的部分以及背面接触件上形成有第二钝化层，所述第二钝化膜的折射率在2.6以上。使用本专利技术的薄的基底材料时，可以避免太阳能电池板的弯曲、拱起和断裂。【专利说明】一种太阳能电池
本专利技术涉及一种太阳能电池，特别是一种对背面接触件以及背面进行改进的、可取得更高效率的太阳能电池。
技术介绍
在传统的太阳能电池中，通常采用下述结构:通过使导电型与基板导电类型相反的杂质发生相对于受光面的扩散，从而在受光面附近形成pn结，同时，在该受光面上设置一个电极，并在与受光面相反的面上形成另一个电极。另外，通常，还可以通过使导电型与基板导电类型相同的杂质在所述与受光面相反的面上发生高浓度地扩散，来达到内电场效果，从而期待高输出效率。 另一方面，在上述结构的太阳能电池中，在受光面上形成的电极会阻碍入射光，成为抑制太阳能电池输出的原因。因此，近年来，为了解决这一弊端，开发了将一种导电型的电极和另一种导电型的电极(即P电极和η电极)同时设置在背面上的所谓背结型(裏面接合型，back surface junct1n)太阳能电池。 在如上所述的背结型太阳能电池中，由于pn结存在于背面上，因而为了有效地收集少数载流子，要点在于:增加基板本体层中少数载流子的寿命，和抑制基板表面上少数载流子发生再结合。即，为了在这类太阳能电池中获得优异的光电转换效率，须使受光后在基板上产生的少数载流子的寿命增加。 作为抑制基板表面上少数载流子发生再结合的方法，可采用形成钝化膜的方法。可是，在背结型太阳能电池中，由于P区和η区在同一个面上形成，因此强烈期待能够开发出对P区和η区均有效的钝化膜。 为取得最高效率，一般使用单晶体硅作为基底材料，而为了降低成本，在使用时将该材料的厚度尽可能制成最薄。在此条件下，加装背面接触件被成了问题。 例如，当背面接触件被设计为连续的金属层时，在金属-半导体界面上的复合损耗会导致效率的降低。出于这个原因，通常将背面接触件设计为点式或线式接触，这种接触优选通过丝网印刷工艺形成。 此外，薄的硅片在冷却时，覆盖整个面的背面接触件会产生较强的机械应力，从而导致断裂，并为可加工性带来不利影响。 此外，丝网印刷工艺的成本相对较高，其最低温度要求大约为400°C。然而，在使用薄的晶片作为材料时，如此高的温度会带来一个问题，即所述晶片在加工过程中容易断裂，并由此导致产出率的大大降低。特制的丝网印刷膏是太阳能电池生产中一个主要的成本构成因素，且对其组成和接触构造的可再造性的控制也需要耗费很高的成本。
技术实现思路
太阳能电池中的硅基板背面的钝化膜所采用的是氧化硅膜。氧化硅膜、尤其是通过热氧化法形成的氧化硅膜(以下，也称其为热氧化膜)，因具有高度的钝化效果而被广泛用作太阳能电池的钝化膜。可是，由于热氧化膜的成膜速度因硅基板上的杂质浓度而异，因此，根据硅基板的状态不同，容易产生膜厚不均。 因此，本专利技术的目的在于提供一种改进的太阳能电池，它可以保证即使在使用P型掺杂材料时也可实现良好的背面接触。太阳能电池的生产成本应尽可能低，并尽可能高效地达到该效果。上述目的是通过具有如下特点的太阳能电池来解决的:具有:含第一掺杂类型的基底层，它与极性相反的第二掺杂类型的正面层形成一个界面；带有至少一个正面接触件和至少一个背面接触件，其中，在基底层和背面接触件之间具有一第一钝化层和一隧道接触层，在钝化层和基底层之间装有一个由a-Si构成的本征层，钝化层由与基底层极性相同的掺杂材料构成，在基底层背面未被背面接触件覆盖的部分以及背面接触件上形成有第二钝化层，所述第二钝化膜的折射率在2.6以上。 本专利技术的目的通过这种方式而得以彻底解决。 通过使用一个隧道接触层，即使是以P型掺杂材料作为基底材料时，也可以实现与导电体——即与金属或透光性导体，如氧化锌或氧化铟锡(ITO)等一之间的优质接触。 在本专利技术的优选改进方案中，钝化层由与基底层极性相同的掺杂材料构成。 此外，在根据本专利技术的太阳能电池中，背面接触件还可以设计为金属接触面，且不会由此而导致效率降低。 为达到这一目的，本专利技术具有优势的改进方案中，隧道接触层和背面接触层之间设置有一个透明的导电层，该导电层优选由氧化锌、氧化铟锡或一种可导电的聚合物构成。该材料层还具有提高背面反射能力的作用，从而使效率得以提高。 其中尤以选用氧化锌层为最佳，原因是该材料与氧化铟锡(ITO)相比在成本方面具有明显优势。 背面接触件和正面接触件(如果需要)，可金属材料构成，并由例如铝或者在高品质应用方案中，可由金、银或某种其他金属制成。 钝化层优选由无定形娃(a-Si)构成。 隧道接触层优选由微晶体硅(μ C-Si)制成。该层可以例如由与基底层极性相同的第一高掺杂材料层构成，随后是极性相反的第二高掺杂材料层。 在基底层为P型掺杂的情况下，正面层则为η型掺杂，钝化层最好为P型掺杂层，接着是P+型高掺杂层形式的隧道接触层，该隧道接触层随后是η+型高掺杂层。可通过简单而可靠的方法来实现η+型高掺杂层与可导电的材料，如氧化锌等之间的接触。 在上述情况下，“高掺杂”指的是该层相比基底材料具有更高的掺杂度，也就是说单位体积内所掺杂的原子数量至少要高出一个量级。 根据本专利技术的另一可选设计方案，隧道接触层可以制成为不含有η+型掺杂层，而仅由第一 P型掺杂层构成，随后是第二 P+型掺杂层，这两个材料层都优选由μ C-Si制成。 根据本专利技术的进一步的实施方式，钝化层和基底层之间设置有一个由a-Si构成的薄的非掺杂层(本征层)。 该本征层用来作为晶片和钝化层之间的缓冲。这种结合会产生特别好的钝化效果O 根据本专利技术的进一步的实施方式，至少在钝化层、隧道接触层或本征层中含有氢。 在此可以使用的原子百分比浓度大约为I到20at.%的氢，最好在本征层、钝化层和隧道接触层中都含有氢。 氢在“悬挂键”(dangling bonds)的钝化过程中起到了主要作用。总之在氢浓度适合的条件下，电池的效率会得到进一步改善。 在需要达到特别高的效率时，太阳能电池的基底材料则优选由单晶体硅构成。 对于价格较为低廉的太阳能电池，其基底材料也可以由多晶体硅(μ C-Si)构成。 太阳能电池向光面的结构可以通过现有技术中已知的任意方式构造而成。 在此可使用例如为金属质地的正面接触件，而太阳能电池的向光表面装有减弱反射的钝化层，例如氧化硅。当然，钝化层在正面接触件区域内中断。 在现有技术中，太阳能电池的向光面尤其多可被设计为异质结过渡结构，例如可利用无定形娃发射极(a-S1-Emitter),在最高约为250°C (以最高温度200°C为最佳)的较低过程温度条件下制造。 加装太阳能电池的各材料层时优选使用薄膜工艺，尤其是等离子增强化学气相沉积法(CVD)、溅射或催化C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池，具有：含第一掺杂类型的基底层，它与极性相反的第二掺杂类型的正面层形成一个界面；带有至少一个正面接触件和至少一个背面接触件，其中，在基底层和背面接触件之间具有一第一钝化层和一隧道接触层，在钝化层和基底层之间装有一个由a‑Si构成的本征层，钝化层由与基底层极性相同的掺杂材料构成，在基底层背面未被背面接触件覆盖的部分以及背面接触件上形成有第二钝化层，所述第二钝化膜的折射率在2.6以上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文锦，黄继昌，骆艺，
申请(专利权)人：广西智通节能环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45