一种背钝化硅基太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种背钝化硅基太阳能电池，能够避免负电荷场效应对钝化的削弱。一种背钝化硅基太阳能电池，包括晶体硅基体、形成于所述晶体硅基体正面的掺杂层、形成于所述掺杂层上的正面钝化膜、透过所述正面钝化膜和所述掺杂层形成欧姆接触的正面电极、形成于所述晶体硅衬底背面的背面钝化膜及穿过所述背面钝化膜和所述晶体硅基体形成欧姆接触的背面电极，所述背面钝化膜包括形成于所述晶体硅衬底背面的第一钝化层及形成于所述第一钝化层上的第二钝化层，所述背面电极形成于所述第二钝化层上，所述第一钝化层为Al

A back passivated silicon-based solar cell

【技术实现步骤摘要】
一种背钝化硅基太阳能电池
本技术属于太阳能电池领域，涉及一种背钝化硅基太阳能电池。
技术介绍
由于硅片内部及表面存在大量的杂质及缺陷，因此在硅基太阳能电池制作过程中，表面钝化技术的引入是减少复合中心，提升少子寿命的重中之重。太阳能电池背钝化结构不同于常规的铝背场电池正面的钝化特性，不能用氮化硅直接作为背面钝化材料。由于氮化硅膜层内含有的固定正电荷密度较高，导致氮化硅下方的P型硅电性能出现反型。这一反转层与基底中金属区的耦合产生了寄生电容效应，导致短路电流及填充因子产生一定程度的衰减。氧化铝由于其具有较高的负电荷密度，因此可消除由于氮化硅的存在而产生的寄生电容效应，并产生了优于氮氧化硅、氧化硅、碳化硅、非晶硅、氮化硅的钝化特性。因此目前业界普遍采用氧化铝与氮化硅的叠层结构作为硅基太阳能电池的背钝化材料。这种背钝化材料不仅可以作为背反射器，增加硅基体对长波长的吸收。通过化学钝化及场钝化作用，饱和界面的各种缺陷态以降低界面缺陷浓度，并通过电荷积累，在界面处形成静电场，从而降低了载流子的表面复合速率，提高了少子寿命。现有钝化技术中采用的氧化铝膜带有负电荷，可提供一定的场钝化效果。然而氧化铝中的一部分负电荷需要中和氮化硅中的正电荷以避免寄生电容的产生。因此，负电荷发挥其最大的场钝化效应受到一定的限制。
技术实现思路
针对上述技术问题，本技术旨在提供一种背钝化硅基太阳能电池，能够避免负电荷场效应对钝化的削弱。为达到上述目的，本技术采用的一种技术方案如下：一种背钝化硅基太阳能电池，包括晶体硅基体、形成于所述晶体硅基体正面的掺杂层、形成于所述掺杂层上的正面钝化膜、透过所述正面钝化膜和所述掺杂层形成欧姆接触的正面电极、形成于所述晶体硅基体背面的背面钝化膜及穿过所述背面钝化膜和所述晶体硅基体形成欧姆接触的背面电极，所述背面钝化膜包括形成于所述晶体硅基体背面的第一钝化层及形成于所述第一钝化层上的第二钝化层，所述背面电极形成于所述第二钝化层上，所述第一钝化层为Al2O3层，所述第二钝化层包括Ga2O3层和/或Ta2O5层。优选地，所述第二钝化层为Ga2O3层单层结构或Ta2O5层单层结构。优选地，所述第二钝化层为包括Ga2O3层和/或Ta2O5层的叠层结构。更优选地，所述第二钝化层还包括Al2O3层和/或TiO2层。在一具体且优选的实施例中，所述第二钝化层包括依次层叠的TiO2层、Ga2O3层及Ta2O5层。优选地，所述第一钝化层的厚度为2-40nm，所述第二钝化层的厚度为10-200nm。优选地，所述晶体硅基体的背面为镜面。优选地，所述正面钝化膜包括SiNx层。更优选地，所述正面钝化膜为SiOx层和SiNx层相互层叠形成的叠层结构。本技术采用的另一种技术方案如下：一种背钝化硅基太阳能电池，包括晶体硅基体、形成于所述晶体硅基体正面的掺杂层、形成于所述掺杂层上的正面钝化膜、透过所述正面钝化膜和所述掺杂层形成欧姆接触的正面电极、形成于所述晶体硅基体背面的背面钝化膜及穿过所述背面钝化膜和所述晶体硅基体形成欧姆接触的背面电极，所述正面钝化膜为SiOx层和SiNx层相互层叠形成的叠层结构，所述晶体硅基体的背面为镜面，所述背面钝化膜包括形成于所述晶体硅基体背面的第一钝化层及形成于所述第一钝化层上的第二钝化层，所述背面电极形成于所述第二钝化层上，所述第一钝化层为Al2O3层，所述第二钝化层包括Ga2O3层和/或Ta2O5层。本技术采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：本技术提供的一种背钝化硅基太阳能电池，第二钝化层采用Ga2O3层和/或Ta2O5层，其为不带有正电荷的钝化膜，从而避免了负电荷场效应对钝化的削弱，降低了载流子的复合速率，提高了少子寿命。附图说明为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例1的背钝化晶体硅电池的结构示意图；图2为实施例1的正面钝化膜的示意图；图3为实施例1的背面钝化膜的示意图；图4为实施例2的背面钝化膜的示意图；图5为实施例3的背面钝化膜的示意图。其中，1、P型晶体硅基体；2、N型掺杂层；3、正面钝化膜；31、SiOx层；32、SiNx层；4、正面电极；5、背面钝化膜；51、Al2O3层；52、TiO2层；53、Ga2O3；54、Ta2O5层；6、背面电极。具体实施方式下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。实施例1参照图1所示，本实施例的一种背钝化硅基太阳能电池包括：P型晶体硅基体1、N型掺杂层2、正面钝化膜3、正面电极4、背面钝化膜5及背面电极6。其中，P型晶体硅基体1经制绒处理而形成具有金字塔形起伏结构的正面。N型掺杂层2通过在P型晶体硅基体1正面进行N型掺杂而形成在P型晶体硅基体1正面上。正面钝化膜3沉积形成在N型掺杂层2上。正面电极4通过印刷在正面钝化膜3上并经烧结后的正面电极4浆料形成，在烧结的过程中，正面电极4浆料穿透正面钝化膜3而和N型掺杂层2相接触，因而正面电极4透过正面钝化膜3而和N型掺杂层2形成欧姆接触。除了和正面电极4接触的部分外，N型掺杂层2的其他上表面均被正面钝化膜3覆盖。P型晶体硅基体1的背面被处理为镜面。背面钝化膜5形成在P型晶体硅基体1的背面上，且背面钝化膜5为经氢气及氮气退火处理后的背面钝化膜5。背面钝化膜5上开设有窗口，背面电极6覆盖在背面钝化膜5上且通过所述窗口和P型晶体硅基体1形成欧姆接触。参照图2所示，本实施例中，所述的正面钝化膜3为由SiOx层31和SiNx层32形成的叠层结构。其中，SiOx层31直接通过热氧化形成在N型掺杂层2上，可有效降低电势诱导衰减，同时饱和正面的悬挂键，提高了钝化性能。SiNx层32沉积形成在SiOx层31上，可以降低正面反射率的同时进一步减少体内复合，提高钝化性能。参照图3所示，本实施例中，所述的背面钝化膜5包括第一钝化层和第二钝化层。第一钝化层为形成于P型晶体硅基体1的背面上的Al2O3层51，第二钝化层为由TiO2层52、Ga2O3层53及Ta2O5层54形成的叠层结构。其中，Al2O3层51的厚度为2-40nm、TiO2层52、Ga2O3层53及Ta2O5层54的厚度之和10-200nm。TiO2层52、Ga2O3层53及Ta2O5层54依次层叠在Al2O3层51上。且背面钝化膜5形成在P型晶体硅基体1的为镜面结构的背面上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种背钝化硅基太阳能电池，包括晶体硅基体、形成于所述晶体硅基体正面的掺杂层、形成于所述掺杂层上的正面钝化膜、透过所述正面钝化膜和所述掺杂层形成欧姆接触的正面电极、形成于所述晶体硅基体背面的背面钝化膜及穿过所述背面钝化膜和所述晶体硅基体形成欧姆接触的背面电极，其特征在于：所述背面钝化膜包括形成于所述晶体硅基体背面的第一钝化层及形成于所述第一钝化层上的第二钝化层，所述背面电极形成于所述第二钝化层上，所述第一钝化层为Al

【技术特征摘要】
1.一种背钝化硅基太阳能电池，包括晶体硅基体、形成于所述晶体硅基体正面的掺杂层、形成于所述掺杂层上的正面钝化膜、透过所述正面钝化膜和所述掺杂层形成欧姆接触的正面电极、形成于所述晶体硅基体背面的背面钝化膜及穿过所述背面钝化膜和所述晶体硅基体形成欧姆接触的背面电极，其特征在于：所述背面钝化膜包括形成于所述晶体硅基体背面的第一钝化层及形成于所述第一钝化层上的第二钝化层，所述背面电极形成于所述第二钝化层上，所述第一钝化层为Al2O3层，所述第二钝化层包括Ga2O3层和/或Ta2O5层。


2.根据权利要求1所述的背钝化硅基太阳能电池，其特征在于，所述第二钝化层为Ga2O3层单层结构或Ta2O5层单层结构。


3.根据权利要求1所述的背钝化硅基太阳能电池，其特征在于，所述第二钝化层膜为包括Ga2O3层和/或Ta2O5层的叠层结构。


4.根据权利要求3所述的背钝化硅基太阳能电池，其特征在于，所述第二钝化层还包括TiO2层。


5.根据权利要求4所述的背钝化硅基太阳能电池，其特征在于，所述第二钝化层包括依次层叠的TiO2层、Ga2O3层及Ta2O5层。


6.根据权利要求1-5任...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱洪强，张树德，鲁科，魏青竹，倪志春，
申请(专利权)人：苏州腾晖光伏技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32