太阳能电池单元及其制造方法技术

提供太阳能电池单元和太阳能电池单元的制造方法。该太阳能电池单元包括：硅基体；钝化介质层，其设置在硅基体上；第一硅层、第二硅层和第三硅层，其依次设置在钝化介质层的背向硅基体的表面上并彼此直接接触；以及金属接触电极，其设置在第一硅层的背向钝化介质层的一侧。侧。侧。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池单元及其制造方法


[0001]本公开涉及一种太阳能电池单元以及一种太阳能电池单元的制造方法。

技术介绍

[0002]人类的生存与发展离不开能源。太阳能是最具优点的可再生、量大、清洁能源之一。晶体硅太阳能电池是把光能直接转化为电能的半导体器件。高效的光电转化率和较低的使用成本是人类对晶体硅太阳能电池的渴求。高效太阳能电池必须具有良好的表面钝化，较低的表面复合速率，进而可以获得较高的开路电压、短路电流和转化效率。目前，表面钝化主要通过单层或多层介质膜结构实现。但是在表面钝化之后，还需要进行金属化。例如，通过在介质膜结构上印刷金属接触电极而实现金属化。在这种情况下，在印刷的金属接触电极下方的介质膜结构时金属接触电极不可以避免地被破坏，造成金属接触区域的表面复合速率比较大，进而降低电池的开路电压。
[0003]提出了一种钝化接触太阳电池，其包括超薄的氧化层以及在氧化层上的掺杂的硅膜层。该电池可以在较好地实现钝化的同时，降低金属接触导致的表面接触复合，有效地提高了电池的开路电压和电池转化效率。但仍然要想进一步提升电池的开路电压和电池转化效率。

技术实现思路

[0004]本公开的至少一些实施例提供一种太阳能电池单元，包括：硅基体；钝化介质层，其设置在硅基体上；第一硅层、第二硅层和第三硅层，其依次设置在钝化介质层的背向硅基体的表面上并彼此直接接触；以及金属接触电极，其设置在第一硅层的背向钝化介质层的一侧。
[0005]例如，在一些实施例中，太阳能电池单元还包括：透明导电层，其设置在第三硅层的背向第二硅层的表面上。该金属接触电极设置在透明导电层的背向硅基体的表面上并且与透明导电层的表面直接接触。
[0006]例如，在一些实施例中，第一硅层为掺杂的多晶硅层，第二硅层为未掺杂的微晶硅层、非晶硅层、多态硅层中的一种或者多种的单层或叠层，第三硅层为掺杂的微晶硅层、非晶硅层、多态硅层中的一种或者多种的单层或叠层，并且第一硅层和第三硅层具有相同的掺杂类型，掺杂类型为n型或p型。
[0007]例如，在一些实施例中，第一硅层的掺杂浓度在1*10
20
至1*10
21
原子数/cm3的范围内，并且第三硅层的掺杂浓度在5*10
18
至5*10
20
原子数/cm3的范围内。
[0008]例如，在一些实施例中，第一硅层是被晶化的多晶硅层。
[0009]例如，在一些实施例中，钝化介质层包括氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化铝和氮化硅中的一种或多种的单层或叠层。
[0010]例如，在一些实施例中，第一硅层的厚度在10
‑
300nm的范围内，第二硅层的厚度在1
‑
100nm的范围内，并且第三硅层的厚度在1
‑
100nm的范围内。
[0011]例如，在一些实施例中，透明导电层包括具有掺杂元素的金属氧化物或具有掺杂元素的金属氮化物。
[0012]例如，在一些实施例中，金属氧化物包括氧化铟、氧化锡、氧化锌和氧化镉中的至少一种，金属氮化物包括氮化钛中的至少一种，掺杂元素包括铟、锡、钙、铝和氟中的至少一种。
[0013]本公开的至少一些实施例提供一种太阳能电池单元的制造方法，包括：提供硅基体；在硅基体的一表面上形成钝化介质层；在钝化介质层的背向硅基体的表面上依次形成第一硅层、第二硅层和第三硅层，其中，第一硅层、第二硅层和第三硅层彼此直接接触；以及在第一硅层的背向钝化介质层的一侧形成金属接触电极。
[0014]例如，在一些实施例中，该制造方法还包括：在第三硅层的背向第二硅层的表面上形成透明导电层。该金属接触电极形成在透明导电层的背向硅基体的表面上并且与透明导电层的表面直接接触。
[0015]例如，在一些实施例中，第一硅层为掺杂的多晶硅层。形成第一硅层包括：形成第一前置层，第一前置层包括具有掺杂原子的微晶硅层、非晶硅层和多晶硅的一种或多种的单层或叠层；以及进行高温退火热处理以激活掺杂原子并且使第一前置层晶化以使其转变成第一硅层。
[0016]例如，在一些实施例中，第一前置层还包括未掺杂的微晶硅层、非晶硅层和多晶硅的一种或多种的单层或叠层。
[0017]例如，在一些实施例中，第二硅层为未掺杂的微晶硅层、非晶硅层、多态硅层中的一种或者多种的单层或叠层，第三硅层位掺杂的微晶硅层、非晶硅层、多态硅层中的一种或者多种的单层或叠层，并且第一硅层和第三硅层具有相同的掺杂类型，掺杂类型为n型或p型。
[0018]例如，在一些实施例中，钝化介质层包括氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化铝和氮化硅中的一种或多种的单层或叠层。
[0019]例如，在一些实施例中，透明导电层包括具有掺杂元素的金属氧化物或具有掺杂元素的金属氮化物，并且金属氧化物包括氧化铟、氧化锡、氧化锌和氧化镉中的至少一种，金属氮化物包括氮化钛中的至少一种，掺杂元素包括铟、锡、钙、铝和氟中的至少一种。
附图说明
[0020]图1示出了根据本公开的一实施例的太阳能电池单元的局部结构示意图；
[0021]图2示出了图1所示的太阳能电池单元的平面示意图；
[0022]图3示出了根据本公开的一实施例的太阳能电池单元的制造方法的流程图；
[0023]图4A
‑
图4F分别示出了与图3所示的太阳能电池单元的制造方法的各个步骤对应的结构示意图；
[0024]图5示出了根据本公开的另一实施例的太阳能电池单元的平面示意图；并且
[0025]图6示出了根据本公开的又一实施例的太阳能电池单元的局部结构示意图。
[0026]其中，附图标记为：
[0027]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
硅基体
[0028]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
钝化介质层
[0029]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一硅层
[0030]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二硅层
[0031]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三硅层
[0032]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
透明导电层
[0033]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
金属接触电极
具体实施方式
[0034]下面，参照附图详细描述根据本公开的实施例的太阳能电池单元及其制造方法。
[0035]根据本公开的至少一实施例提供一种太阳能电池单元，其可以包括：硅基体；钝化介质层，其设置在硅基体上；第一硅层、第二硅层和第三硅层，其依次设置在钝化介质层的背向硅基体的表面上并彼此直接接触；以及金属接触电极，其设置在第一硅层的背向钝化介质层的一侧。
[0036]太阳能电池单元的结构层不仅构成了具有较高的禁带宽度的硅薄膜结构，而且进一步提高了太阳能电池的表面钝化性能，还提高了电池的开路电压。
[0037]例如，硅基体可以为n型或p型硅基体。例如，硅基体可以是单晶硅基体，也可以是多晶硅基体。例如，硅基体的电阻率在0.1
‑
20Ω
·
cm的范围内，其厚度在40...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池单元，包括：硅基体(1)；钝化介质层(2)，其设置在所述硅基体(1)上；第一硅层(3)、第二硅层(4)和第三硅层(5)，其依次设置在所述钝化介质层(2)的背向所述硅基体(1)的表面上并彼此直接接触；以及金属接触电极(7)，其设置在所述第一硅层(3)的背向所述钝化介质层(2)的一侧。2.根据权利要求1所述的太阳能电池单元，还包括：透明导电层(6)，其设置在所述第三硅层(5)的背向所述第二硅层(4)的表面上，其中，所述金属接触电极(7)设置在所述透明导电层(6)的背向所述硅基体(1)的表面上并且与所述透明导电层(6)的所述表面直接接触。3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池单元，其中，所述第一硅层(3)为掺杂的多晶硅层，所述第二硅层(4)为未掺杂的微晶硅层、非晶硅层、多态硅层中的一种或者多种的单层或叠层，所述第三硅层(5)为掺杂的微晶硅层、非晶硅层、多态硅层中的一种或者多种的单层或叠层，并且所述第一硅层(3)和所述第三硅层(5)具有相同的掺杂类型，所述掺杂类型为n型或p型。4.根据权利要求3所述的太阳能电池单元，其中，所述第一硅层(3)的掺杂浓度在1*10
20
至1*10
21
原子数/cm3的范围内，并且所述第三硅层(5)的掺杂浓度在5*10
18
至5*10
20
原子数/cm3的范围内。5.根据权利要求1或2所述的太阳能电池单元，其中，所述第一硅层(3)是被晶化的多晶硅层。6.一种太阳能电池单元的制造方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊兵，蒋秀林，吕鹏飞，
申请(专利权)人：晶澳扬州太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：