一种背发射极钝化接触电池、组件和系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种背发射极钝化接触电池、组件和系统。其中电池的结构为：硅基体的正面从内到外依次设置有局域重掺杂层、钝化层、正面金属栅线，其中正面金属栅线印刷于局域重掺杂层上，局域重掺杂层位于电池正面的金属接触区域其与硅基底的掺杂类型一致，电池正面的非金属接触区域不作或仅作部分掺杂；硅基体的背面从内到外依次设置有掺杂多晶硅层、钝化层、背面金属栅线，掺杂多晶硅层与硅基体的掺杂类型相反。本实用新型专利技术可实现在相同钝化条件下，电池正面的复合速率会大幅降低，钝化效果更优，同时还能解决正面由于方阻过高造成的多数载流子传输困难而带来的填充因子的急剧降低问题。低问题。低问题。

【技术实现步骤摘要】
一种背发射极钝化接触电池、组件和系统


[0001]本技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种背发射极钝化接触电池、组件和系统。

技术介绍

[0002]在太阳能电池
，太阳能电池中的表面复合引起光生载流子的损失，从而导致太阳能电池光电转换效率降低。在太阳能电池中，复合分为辐射复合，俄歇复合，SRH复合三种，太阳能电池的表面复合主要是俄歇复合及SRH复合，想要降低表面复合，则要降低俄歇复合及SRH复合。根据Shockley
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Hall理论，表面复合速率公式为US≡S
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Δns，其中Δns为表面处的过剩载流子浓度，因此有两种不同的技术来减少太阳能电池表面的复合速率。
[0003]第一种是，优化表面态特性，通过沉积或者生长合适的钝化薄膜来降低表面态密度。例如专利文献CN201010141267.4、CN201510143161.0所示，其属于背发射极(也称背结，指PN结位于电池背面)接触电池，通过在硅片(又称硅基体、半导体衬底)背面设置叠层钝化来提高光电转换效率。
[0004]第二种是降低电子和空穴的表面浓度，来实现降低表面复合速率。实验及模拟发现，当掺杂层的方阻越高，表面掺杂浓度越低的时候，同样的钝化条件下，其表面复合越低，按照该发展趋势，因此可以推断，当掺杂层方阻趋向于无穷大的时候，其表面复合应该是最低。但是当掺杂层方阻趋向于无穷大的时候，对于一般的正结(PN结位于电池正面)太阳能电池来说，其正面多数载流子的横向传输会被严重影响，从而严重影响太阳能电池的填充因子，导致太阳能电池光电转换效率急剧降低。
[0005]专利文献CN201910507835.9公开一种正结电池，其通过在硅基体背面的栅线图形区(又称金属接触区域)形成局部重掺杂P++区域，非栅线图形区域(又称非金属接触区域)形成轻掺杂P+区域，以此来减少表面复合损失，提高填充因子，达到提高光电转换效率之目的，但其核心依赖于在背面形成P+区域～P++区域的高低结，本质上电池表面掺杂浓度并无降低，故无法实现降低电子和空穴的表面浓度的目的。
[0006]因此，为了解决上述问题，一种新的太阳能电池结构亟待被开发。

技术实现思路

[0007]本技术目的在于，既要降低电池表面复合速率，又要解决因方阻过高造成的填充因子降低问题，实现太阳能电池光电转换效率的提升。
[0008]为此，提供一种无前场背发射极钝化接触电池，其结构为：
[0009]所述电池中硅基体的正面从内到外依次设置有局域重掺杂层、钝化层、正面金属栅线，所述局域重掺杂层位于电池正面的金属接触区域，并与硅基底的掺杂类型一致，所述电池正面的非金属接触区域不作或仅作部分掺杂，所述正面金属栅线印刷于所述局域重掺杂层上；
[0010]所述硅基体的背面从内到外依次设置有掺杂多晶硅层、钝化层、背面金属栅线，所述掺杂多晶硅层与硅基体的掺杂类型相反。
[0011]进一步地，所述硅基体的背面与掺杂多晶硅层之间还设有隧穿氧化层。
[0012]进一步地，所述隧穿氧化层包括氧化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铪或氧化铝。
[0013]进一步地，所述隧穿氧化层的厚度为1～10nm。
[0014]进一步地，所述掺杂多晶硅层的厚度为30～300nm。
[0015]进一步地，硅基体正面和/或背面的钝化层兼具减反效果。
[0016]进一步地，所述钝化层为沉积在硅基体表面的钝化减反膜。
[0017]进一步地，所述钝化减反膜包括从内到外依次设置的氧化铝钝化膜、氮化硅薄膜。
[0018]进一步地，所述钝化减反膜膜厚为70nm～100nm。
[0019]进一步地，所述硅基体为N型硅基底，所述局域重掺杂层为硅基底正面上的N++重掺杂区域，所述掺杂多晶硅层为硼掺杂非晶硅层；或
[0020]所述硅基体为P型硅基底，所述局域重掺杂层为硅基底正面上的P++重掺杂区域，所述掺杂多晶硅层为磷掺杂非晶硅层。
[0021]还提供一种背发射极钝化接触电池组件，包括由上至下依次设置的前层材料、封装材料、背发射极钝化接触电池、封装材料、背层材料，其中所述背发射极钝化接触电池是上述的背发射极钝化接触电池。
[0022]还提供一种背发射极钝化接触电池系统，包括至少一个串联的背发射极钝化接触电池组件，所述背发射极钝化接触电池组件是上述的背发射极钝化接触电池组件。
[0023]本技术的实施包括以下技术效果：
[0024](1)采用无前场结构，使得正面非金属接触区域掺杂浓度较低，即为硅基体的掺杂浓度，因此在相同钝化条件下，其正面的复合速率会大幅降低，钝化效果更优，理论上能大幅提高太阳能电池的光电转换效率；
[0025](2)采用背发射极结构，配合在电池正面设置与硅基体掺杂类型一致的局域重掺杂层，避免影响多数载流子的横向传输，解决了正面由于方阻过高造成的多数载流子传输困难而带来的填充因子的急剧降低问题。
附图说明
[0026]图1
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1为本技术实施例1的完成步骤1后的示意图。
[0027]图1
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2为本技术实施例1的制备正面局域重掺杂N++区域示意图。
[0028]图1
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3为本技术实施例1的制备正面局域重掺杂N++区域示意图。
[0029]图1
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4为本技术实施例1的制备背面钝化接触结构示意图。
[0030]图1
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5为本技术实施例1的制备正背面钝化减反膜示意图。
[0031]图1
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6为本技术实施例1的完成金属化示意图。
[0032]图2
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1为本技术实施例2的完成步骤1后的示意图。
[0033]图2
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2为本技术实施例2的制备背面钝化接触结构示意图。
[0034]图2
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3为本技术实施例2的制备正背面钝化减反膜示意图。
[0035]图2
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4为本技术实施例2的制备正面局域P++重掺杂区域示意图。
[0036]图2
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5为本技术实施例2的制备背面金属栅线示意图。
[0037]图3
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1为本技术实施例3的完成步骤1后的示意图。
[0038]图3
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2为本技术实施例3的制备正面局域P++重掺杂区域示意图。
[0039]图3
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3为本技术实施例3的制备背面钝化接触结构示意图。
[0040]图3
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4为本技术实施例3的制备正背面钝化减反膜示意图。
[0041]图3
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5为本技术实施例3的完成金属化示意图。
[0042]附图标记：N型硅基体1
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1，掩膜1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种背发射极钝化接触电池，其特征在于：所述电池中硅基体的正面从内到外依次设置有局域重掺杂层、钝化层、正面金属栅线，所述局域重掺杂层位于电池正面的金属接触区域，并与硅基底的掺杂类型一致，所述电池正面的非金属接触区域不作或仅作部分掺杂，所述正面金属栅线印刷于所述局域重掺杂层上；所述硅基体的背面从内到外依次设置有掺杂多晶硅层、钝化层、背面金属栅线，所述掺杂多晶硅层与硅基体的掺杂类型相反。2.根据权利要求1所述的背发射极钝化接触电池，其特征在于：所述硅基体的背面与掺杂多晶硅层之间还设有隧穿氧化层。3.根据权利要求2所述的背发射极钝化接触电池，其特征在于：所述隧穿氧化层的厚度为1～10nm；且/或所述掺杂多晶硅层的厚度为30～300nm。4.根据权利要求1所述的背发射极钝化接触电池，其特征在于：硅基体正面和/或背面的钝化层兼具减反效果。5.根据权利要求4所述的背发射极钝化接触电池，其特征在于：所述钝化层为沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜哲仁，马丽敏，陈程，包杰，陈嘉，林建伟，
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：