一种局部背场N型太阳能电池及其组件和系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种局部背场N型太阳能电池及其组件和系统。本实用新型专利技术的一种局部背场N型太阳能电池，包括N型晶体硅基体，所述N型晶体硅基体的正表面包括依次从内到外的p+掺杂区域和正表面钝化减反膜；所述N型晶体硅基体的背表面包括依次从内到外的局部n+重掺杂区域和背表面钝化膜；其特征在于：所述N型晶体硅基体还包括设置在背表面的背面电极，所述背面电极包括背面主栅和背面副栅，所述背面副栅与所述局部n+重掺杂区域连接。其有益效果是：由于背面副栅仅和局部n+重掺杂区域接触，所以接触电阻低；同时，不和背面副栅接触的区域为非掺杂区域，所以俄歇复合低。所制电池具有较高的光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能电池
，特别涉及一种局部背场N型太阳能电池及其组件和系统。
技术介绍
太阳能电池是一种能将太阳能转化为电能的半导体器件。目前，业界的主流产品为P型晶硅太阳能电池。该电池工艺简单，但是具有光致衰减效应，即电池的效率会随着时间的增加而逐渐衰减，这主要是由于掺入P型硅衬底中的硼原子与衬底中的氧原子相结合产生硼氧对的结果。研究表明，硼氧对起着载流子陷阱作用，使少数载流子寿命降低，从而导致了电池光电转换效率的衰减。相对于P型晶硅电池，N型晶硅电池具有光致衰减小、耐金属杂质污染性能好、少数载流子扩散长度长等优点，并且由于N型晶体硅太阳能电池的正负电极都可以制作成常规的H型栅线电极结构，因此该电池不仅正面可以吸收光，其背表面也能吸收反射和散射光从而产生额外的电力。常见的N型晶体硅太阳能电池为p+/n/n+结构，其中电池正表面为p+型掺杂，背表面为n+型掺杂。为了降低背面电极和n+掺杂区域之间的接触电阻，所以希望n+层为重掺杂。为了提高电池的开路电压和短路电流，需要减少重掺杂带来高俄歇复合，这时又希望n+层为轻掺杂。现有技术无法很好地解决由背表面n+型掺杂区域带来的填充因子与开路电压短路电流之间的矛盾。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种局部背场N型太阳能电池及其组件和系统。本技术提供的局部背场N型太阳能电池可以较好地解决由背表面n+型掺杂区域带来的填充因子与开路电压短路电流之间的矛盾。本技术提供的一种局部背场N型太阳能电池的制备方法，其技术方案
是：一种局部背场N型太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：(1)、对N型晶体硅基体进行掺杂处理，然后在N型晶体硅基体的正表面和背表面制备阻挡层，背面阻挡层的厚度小于正面阻挡层的厚度；(2)、在步骤(1)处理后的N型晶体硅基体的背表面印刷耐酸浆料并烘干形成副栅状图案的掩膜；(3)、将步骤(2)处理后的N型晶体硅基体浸入酸性溶液中去除未被掩膜覆盖区域的阻挡层，正面的阻挡层要求不被酸性溶液去除，但厚度会相应减薄；(4)、将步骤(3)处理后的N型晶体硅基体浸入碱性溶液中去除掩膜，同时碱性溶液去除未被掩膜覆盖的n+重掺杂区域，被掩膜覆盖的局部n+重掺杂区域不被破坏；(5)、再次将N型晶体硅基体浸入酸性溶液中去除正表面和背表面残余的阻挡层；(6)、在步骤(5)处理后的N型晶体硅基体的正表面制备钝化减反膜并在背表面制备钝化膜，然后在N型晶体硅基体的正表面和背表面使用金属浆料印刷正面电极和背面电极，背面电极的背面副栅与局部n+重掺杂区域连接，烧结后完成局部背场N型太阳能电池的制备。其中，步骤(1)中对N型晶体硅基体进行掺杂处理的方法包括以下步骤：S1、选择N型晶体硅基体，并对N型晶体硅基体的前表面作制绒处理；N型晶体硅基体的电阻率为0.5～15Ω·cm；S2、将步骤S1处理后的N型晶体硅基体放入工业用扩散炉中对制绒面进行硼扩散形成正表面的p+掺杂区域，硼源采用三溴化硼，扩散温度为900-1000℃，时间为60-180分钟；硼扩散后的方阻值为40-100Ω/sqr；S3、将硼扩散后的N型晶体硅基体放入刻蚀清洗机中，去除背表面的硼扩散层和正表面的硼硅玻璃层；S4、使用离子注入机在步骤S3处理后的N型晶体硅基体背表面注入磷并进行退火处理形成背表面的n+重掺杂区域，n+重掺杂区域的方阻值为10-40Ω/sqr；退火的峰值温度为700～950℃，退火时间为30～200min，环境气源为N2和O2。其中，阻挡层是SiO2层或SiNx层，正面阻挡层的厚度为200-300nm，背面阻挡层厚度为50-100nm。其中，步骤(2)中副栅状图案的掩膜的宽为60-160μm，互相平行，间距为1-2mm。其中，步骤(3)中的酸性溶液为5-20％的HF溶液，N型晶体硅基体浸入5-20％HF溶液中的时间为0.5-5分钟，取出N型晶体硅基体后用去离子水清洗。其中，步骤(4)中的碱性溶液是10～30％的KOH溶液、10～30％的NaOH溶液、10～30％的四甲基氢氧化铵溶液或者10～30％的乙二胺溶液；碱性溶液的温度为50-90℃，N型晶体硅基体浸入碱性溶液中的反应时间为0.5-5分钟，取出N型晶体硅基体后用去离子水清洗。其中，步骤(5)中的酸性溶液是5-20％的HF溶液中，N型晶体硅基体浸入5-20％HF溶液中的时间为2-5分钟，取出N型晶体硅基体后用去离子水清洗。其中，步骤(6)中，在N型晶体硅基体的正表面和背表面制备正面电极和背面电极的方法是：在N型晶体硅基体的背表面使用银浆印刷H型栅线的背面电极并进行烘干，其中背面主栅宽0.5-3mm，等间距设置3-6根，背面副栅宽40-100μm；在N型晶体硅基体的正表面使用掺铝银浆印刷正面主栅和正面副栅并进行烘干，其中正面主栅宽0.5-3mm，等间距设置3-6根，正面副栅宽40-100μm；烧结的峰值温度不高于900℃。本技术提供的一种局部背场N型太阳能电池，包括N型晶体硅基体，N型晶体硅基体的正表面包括依次从内到外的p+掺杂区域和正表面钝化减反膜；N型晶体硅基体的背表面包括依次从内到外的局部n+重掺杂区域和背表面钝化膜；N型晶体硅基体还包括设置在背表面的背面电极，背面电极包括背面
主栅和背面副栅，背面副栅与局部n+重掺杂区域连接；背面主栅的长与宽的比值小于或者等于600。其中，背面主栅和背面副栅构成H型栅线，其中背面主栅宽0.5-3mm，等间距设置3-6根，背面副栅宽40-100μm。其中，N型晶体硅基体还包括设置在正表面的正面电极，正面电极包括正面主栅和正面副栅，其中正面主栅宽0.5-3mm，等间距设置3-6根，正面副栅宽40-100μm。其中，钝化减反膜是SiO2、SiNx或Al2O3介质膜中一种或多种，钝化膜是SiO2和SiNx介质膜组成的复合介质膜；钝化减反膜的厚度为70～110nm；钝化膜的厚度为不低于20nm。其中，背面主栅是银背面主栅，背面副栅是银背面副栅；正面主栅是银铝合金正面主栅，正面副栅是银铝合金正面副栅。本技术还提供了一种局部背场N型太阳能电池组件，包括由上至下依次设置的前层材料、封装材料、局部背场N型太阳能电池、封装材料、背层材料，局部背场N型太阳能电池是上述的一种局部背场N型太阳能电池。本技术还提供了一种局部背场N型太阳能电池系统，包括一个以上串联的局部背场N型太阳能电池组件，局部背场N型太阳能电池组件是上述的一种局部背场N型太阳能电池组件。本技术的实施包括以下技术效果：本技术的技术效果主要体现在：本技术通过设置介质膜、耐酸浆料掩膜、酸液腐蚀和碱液腐蚀等一系列操作处理后，可以在N型晶体硅的背面形成局部n+重掺杂区域，后续金属化时，副栅金属浆料仅接触局部n+重掺杂区域。由于背面副栅仅和局部n+重掺杂区域接触，所以接触电阻低；同时，不和副栅接触的区域为不掺杂区域，所以俄歇复合低。所以本技术的n型太阳能电池同时具有较高的填充因子、开路电压和短路电流，故而具有较高的光电转换效率。附图说明图1为本技术实施例的一种局部背场N型太阳能电池的制备方法步骤一后的电池结构截面示意图。图2为本技术实施例的一种局部背场N型太阳能电池的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种局部背场N型太阳能电池，包括N型晶体硅基体，所述N型晶体硅基体的正表面包括依次从内到外的p+掺杂区域和正表面钝化减反膜；所述N型晶体硅基体的背表面包括依次从内到外的局部n+重掺杂区域和背表面钝化膜；其特征在于：所述N型晶体硅基体还包括设置在背表面的背面电极，所述背面电极包括背面主栅和背面副栅，所述背面副栅与所述局部n+重掺杂区域连接；所述背面主栅的长与宽的比值小于或者等于600。

【技术特征摘要】
1.一种局部背场N型太阳能电池，包括N型晶体硅基体，所述N型晶体硅基体的正表面包括依次从内到外的p+掺杂区域和正表面钝化减反膜；所述N型晶体硅基体的背表面包括依次从内到外的局部n+重掺杂区域和背表面钝化膜；其特征在于：所述N型晶体硅基体还包括设置在背表面的背面电极，所述背面电极包括背面主栅和背面副栅，所述背面副栅与所述局部n+重掺杂区域连接；所述背面主栅的长与宽的比值小于或者等于600。2.根据权利要求1所述的一种局部背场N型太阳能电池，其特征在于：所述背面主栅和所述背面副栅构成H型栅线，其中背面主栅宽0.5-3mm，等间距设置3-6根，背面副栅宽40-100μm。3.根据权利要求1所述的一种局部背场N型太阳能电池，其特征在于：所述N型晶体硅基体还包括设置在正表面的正面电极，所述正面电极包括正面主栅和正面副栅，其中正面主栅宽0.5-3mm，等间距设置3-6根，正面副栅宽40-100μm。4.根据权利要求1所述的一种局部背场N型太阳能电池，其特征在于：所述钝化减反膜是SiO2、SiNx或Al2O3...

【专利技术属性】
技术研发人员：林建伟，刘志锋，孙玉海，季根华，张育政，
申请(专利权)人：泰州中来光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32