一种选择性接触区域掩埋型太阳能电池及其背面接触结构制造技术

本发明专利技术适用于太阳能电池技术领域，提供了一种选择性接触区域掩埋型太阳能电池及其背面接触结构，该背面接触结构包括间隔设置于硅衬底背面的凹槽；交替设置在各个凹槽中的第一导电区和第二导电区，第一导电区包括依次设置于凹槽上的第一电介质层和第一掺杂区域，第二导电区包括第二掺杂区域；设置于第一导电区和第二导电区之间的第二电介质层，第二电介质层为至少一层；及设置在第一导电区和所述第二导电区上的导电层。本发明专利技术中提供的背面接触结构，解决了现有对于沟槽宽度控制要求高及钝化效果差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种选择性接触区域掩埋型太阳能电池及其背面接触结构
本专利技术属于太阳能电池
，尤其涉及一种选择性接触区域掩埋型太阳能电池及其背面接触结构。
技术介绍
在晶体硅太阳能电池中，电池的效率损失可以分为电学损失和光学损失两个方面，电学损失重要组成部分为金属-半导体接触引起的复合损失和电阻损失，而光学损失的重要组成部分为受光面金属栅线的遮挡。其中钝化金属接触结构具有显著的电学性能，可同时获得低接触电阻率和低表面复合，此结构由一层超薄的隧穿氧化层和N型掺杂或P型掺杂的多晶硅层组成。由于掺杂多晶硅层对光的吸收属于‘寄生性’吸收，即对光生电流没有贡献，因此钝化金属接触结构多用于电池的背面，使得前表面彻底避免了金属栅线的遮挡。其太阳能电池上接收的太阳辐射产生电子和空穴，这些电子和空穴迁移到掺杂多晶硅层，进而在掺杂多晶硅层之间产生电压差。现有可设置由上述的钝化金属接触结构及钝化金属接触结构组成太阳能电池，或由上述的钝化金属接触结构及扩散结构组成太阳能电池。现有钝化金属接触结构与扩散结构直接在硅片背面进行沉积，然而其相互之间无阻隔连接在一起时会产生漏电等不良现象。因此为解决上述无阻隔产生的问题，其通过在钝化金属接触结构与扩散结构之间开设一条宽度极窄的沟槽来实现钝化金属接触结构与扩散结构的分离，从而避免发生漏电降低电池开路电压。然而现有其沟槽采用激光开孔或者湿法刻蚀制备，此时由于现有沟槽宽度为几十微米，对于宽度控制要求高，使得制备难度大及仅采用单层电介质层钝化，然而采用单层电介质层进行钝化，其钝化效果较差，且产生的内背反射效果差。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种太阳能电池的背面接触结构，旨在解决现有对于沟槽宽度控制要求高及钝化效果差的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种太阳能电池的背面接触结构，包括：间隔设置于硅衬底背面的凹槽；交替设置在各个所述凹槽中的第一导电区和第二导电区，所述第一导电区包括依次设置于所述凹槽上的第一电介质层和第一掺杂区域，所述第二导电区包括第二掺杂区域；设置于所述第一导电区和所述第二导电区之间的第二电介质层，所述第二电介质层为至少一层；及设置在所述第一导电区和所述第二导电区上的导电层。更进一步的，所述第一掺杂区域为P型掺杂区域，所述第二掺杂区域为N型掺杂层；或所述第一掺杂区域为N型掺杂区域，所述第二掺杂区域为P型掺杂层。更进一步的，所述第一掺杂区域包括掺杂多晶硅或掺杂碳化硅或掺杂非晶硅。更进一步的，所述第一电介质层为隧穿氧化层、本征碳化硅层、及本征非晶硅层中的一种或多种组合。更进一步的，所述第二电介质层为氧化铝层、氮化硅层、氮氧化硅层、本征碳化硅层、本征非晶硅层及氧化硅层中的一种或多种组合。更进一步的，所述第二电介质层覆盖在所述第一导电区与所述第二导电区之间的区域上、或延伸覆盖至所述第一导电区和/或所述第二导电区上。更进一步的，位于所述第一导电区与所述第二导电区之间区域的硅衬底背面具有粗糙纹理结构。更进一步的，位于所述第一导电区与所述第二导电区之间区域的硅衬底中设有与所述第一掺杂区域的导电类型相同的第一掺杂层。更进一步的，所述第一电介质层覆盖在所述凹槽的底壁及侧壁、或延伸覆盖至各个所述凹槽之间的区域。更进一步的，所述第一掺杂区域和/或所述第二掺杂区域延伸至各个所述凹槽之间的部分区域。更进一步的，所述凹槽为圆弧形、梯形、或方形。更进一步的，所述第一电介质层的厚度为1-20nm，所述第一导电区的厚度大于20nm。更进一步的，所述第二掺杂区域的结深为0.01-1um，方阻为10-500ohm/sqr，表面浓度为1E18-1E21cm-3。更进一步的，各个所述凹槽的深度为0.01-10um，各个所述凹槽之间的距离为20-500um。更进一步的，设置所述P型掺杂区域的凹槽宽度为300-600um，或，设置所述N型掺杂区域的凹槽宽度为100-500um。更进一步的，所述掺杂碳化硅包括掺杂氢化碳化硅。更进一步的，所述第一电介质层为隧穿氧化层和本征碳化硅层。更进一步的，所述隧穿氧化层由氧化硅层、氧化铝层中的一层或多层组成。更进一步的，所述第一电介质层中的本征碳化硅层包括本征氢化碳化硅层。更进一步的，所述第二电介质层为氧化铝层和本征碳化硅层，或者氧化硅层和本征碳化硅层，所述第二电介质层的厚度大于25nm。更进一步的，所述第二电介质层中的氧化铝层或氧化硅层的厚度小于25nm，所述第二电介质层中的本征碳化硅层的厚度大于10nm。更进一步的，所述第二电介质层中的本征碳化硅层由不同折射率的至少一层第一本征碳化硅膜组成。更进一步的，各层所述第一本征碳化硅膜的折射率由硅衬底背面向外依次降低。更进一步的，所述第二电介质层的外层还设有氟化镁层。更进一步的，所述导电层为TCO透明导电膜和/或金属电极。更进一步的，所述金属电极包括银电极、铜电极、铝电极、锡包铜电极或银包铜电极。更进一步的，所述铜电极为电镀工艺制备的电镀铜或物理气相沉积制备的铜电极。本专利技术另一实施例的目的还在于提供一种选择性接触区域掩埋型太阳能电池，包括：硅衬底；设于所述硅衬底背面的如上述所述的背面接触结构；及设于所述硅衬底正面的第三电介质层。更进一步的，所述第三电介质层为氧化铝层、氮化硅层、氮氧化硅层、本征碳化硅层、本征非晶硅层及氧化硅层中的一种或多种组合。更进一步的，所述第三电介质层为氧化铝层、氮化硅层、氮氧化硅层、本征碳化硅层、本征非晶硅层及氧化硅层中的一种或多种组合。更进一步的，所述第三电介质层为氧化硅层和本征碳化硅层，或氧化铝层和本征碳化硅层，所述第三电介质层的厚度大于50nm。更进一步的，所述第三电介质层中的氧化铝层或氧化硅层的厚度小于40nm，所述第三电介质层中的本征碳化硅层的厚度大于10nm。更进一步的，所述第三电介质层中的本征碳化硅层由不同折射率的至少一层第二本征碳化硅膜组成。更进一步的，各层所述第二本征碳化硅膜的折射率由硅衬底正面向外依次降低。更进一步的，所述第三电介质层的外层还设有氟化镁层。本专利技术另一实施例的目的还在于提供一种电池组件，所述电池组件包括如上述所述的选择性接触区域掩埋型太阳能电池。本专利技术另一实施例的目的还在于提供一种光伏系统，所述光伏系统包括如上述所述的电池组件。本专利技术另一实施例的目的还在于提供一种选择性接触区域掩埋型太阳能电池制作方法，所述方法包括：在硅衬底背面上开设间隔设置的多个凹槽；在各个所述凹槽内制备交替设置的第一导电区和第二导电区，所述第一导电区包括依次设置于所述凹槽上的第一电介质层和第一掺杂区域，所述第二导电区包括第二掺杂区域；在硅衬底的背正面分别制备第二电介质层和第三电介质层；在所述第一导电区和所述第二导电区上制备导电层。...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池的背面接触结构，其特征在于，包括：/n间隔设置于硅衬底背面的凹槽；/n交替设置在各个所述凹槽中的第一导电区和第二导电区，所述第一导电区包括依次设置于所述凹槽上的第一电介质层和第一掺杂区域，所述第二导电区包括第二掺杂区域；/n设置于所述第一导电区和所述第二导电区之间的第二电介质层，所述第二电介质层为至少一层；及/n设置在所述第一导电区和所述第二导电区上的导电层。/n

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池的背面接触结构，其特征在于，包括：
间隔设置于硅衬底背面的凹槽；
交替设置在各个所述凹槽中的第一导电区和第二导电区，所述第一导电区包括依次设置于所述凹槽上的第一电介质层和第一掺杂区域，所述第二导电区包括第二掺杂区域；
设置于所述第一导电区和所述第二导电区之间的第二电介质层，所述第二电介质层为至少一层；及
设置在所述第一导电区和所述第二导电区上的导电层。


2.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一掺杂区域为P型掺杂区域，所述第二掺杂区域为N型掺杂层；或
所述第一掺杂区域为N型掺杂区域，所述第二掺杂区域为P型掺杂层。


3.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一掺杂区域包括掺杂多晶硅或掺杂碳化硅或掺杂非晶硅。


4.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一电介质层为隧穿氧化层、本征碳化硅层、及本征非晶硅层中的一种或多种组合。


5.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第二电介质层为氧化铝层、氮化硅层、氮氧化硅层、本征碳化硅层、本征非晶硅层及氧化硅层中的一种或多种组合。


6.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第二电介质层覆盖在所述第一导电区与所述第二导电区之间的区域上、或延伸覆盖至所述第一导电区和/或所述第二导电区上。


7.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，位于所述第一导电区与所述第二导电区之间区域的硅衬底背面具有粗糙纹理结构。


8.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，位于所述第一导电区与所述第二导电区之间区域的硅衬底中设有与所述第一掺杂区域的导电类型相同的第一掺杂层。


9.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一电介质层覆盖在所述凹槽的底壁及侧壁、或延伸覆盖至各个所述凹槽之间的区域。


10.如权利要求9所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一掺杂区域和/或所述第二掺杂区域延伸至各个所述凹槽之间的部分区域。


11.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述凹槽为圆弧形、梯形、或方形。


12.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一电介质层的厚度为1-20nm，所述第一导电区的厚度大于20nm。


13.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述第二掺杂区域的结深为0.01-1um，方阻为10-500ohm/sqr，表面浓度为1E18-1E21cm-3。


14.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，各个所述凹槽的深度为0.01-10um，各个所述凹槽之间的距离为20-500um。


15.如权利要求2所述的背面接触结构，其特征在于，设置所述P型掺杂区域的凹槽宽度为300-600um，或，设置所述N型掺杂区域的凹槽宽度为100-500um。


16.如权利要求3所述的背面接触结构，其特征在于，所述掺杂碳化硅包括掺杂氢化碳化硅。


17.如权利要求4所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一电介质层为隧穿氧化层和本征碳化硅层。


18.如权利要求4或17所述的背面接触结构，其特征在于，所述隧穿氧化层由氧化硅层、氧化铝层中的一层或多层组成。


19.如权利要求4或17所述的背面接触结构，其特征在于，所述第一电介质层中的本征碳化硅层包括本征氢化碳化硅层。


20.如权利要求5所述的背面接触结构，其特征在于，所述第二电介质层为氧化铝层和本征碳化硅层，或者氧化硅层和本征碳化硅层，所述第二电介质层的厚度大于25nm。


21.如权利要求20所述的背面接触结构，其特征在于，所述第二电介质层中的氧化铝层或氧化硅层的厚度小于25nm，所述第二电介质层中的本征碳化硅层的厚度大于10nm。


22.如权利要求5或20所述的背面接触结构，其特征在于，所述第二电介质层中的本征碳化硅层由不同折射率的至少一层第一本征碳化硅膜组成。


23.如权利要求22所述的背面接触结构，其特征在于，各层所述第一本征碳化硅膜的折射率由硅衬底背面向外依次降低。


24.如权利要求5所述的背面接触结构，其特征在于，所述第二电介质层的外层还设有氟化镁层。


25.如权利要求1所述的背面接触结构，其特征在于，所述导电层为TCO透明导电膜和/或金属电极。


26.如权利要求25所述的背面接触结构，其特征在于，所述金属电极包括银电极、铜电极、铝电极、锡包铜电极或银包铜电极。


27.如权利要求26所述的背面接触结构，其特征在于，所述铜电极为电镀工艺制备的电镀铜或物理气相沉积制备的铜电极。


28.一种选择性接触区域掩埋型太阳能电池，其特征在于，包括：
硅衬底；
设于所述硅衬底背面的如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱开富，王永谦，杨新强，陈刚，
申请(专利权)人：浙江爱旭太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33