一种背接触式太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种本发明专利技术提供了一种背接触式太阳能电池。与现有技术相比，本发明专利技术利用柱形孔洞结构来布置完成背场区，可以充分利用硅基底的厚度，形成的底部区域和柱壁形成背场区，在不占用背面表面积情况下增大背场收集面积，同时也将背面发射区面积最大化，对一个太阳电池而言，在一定的比例范围内，发射极面积的占比越大，对少子的捕获传输性能越高，电池的效率相对较高，同时背场区深入到硅片内部，使得多数载流子在硅片内部就可以被收集，缩短了传输收集距离，增强了收集效果，从而使该结构对少数载流子和多数载流子均有增强收集的效果，整体提升了电池的效率。整体提升了电池的效率。整体提升了电池的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种背接触式太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，尤其涉及一种背接触式太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置，其是利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。
[0003]背接触电池即back contact电池，其中p型背接触太阳电池又称为IBC电池。IBC全称为Interdigitated Back
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Contacted，指状交叉背接触。IBC电池最大的特点是发射极和金属接触都处于电池的背面，正面没有金属电极遮挡的影响，因此具有更高的短路电流Jsc，同时背面可以容许较宽的金属栅线来降低串联电阻Rs从而提高填充因子FF；并且这种正面无遮挡的电池不仅转换效率高，而且看上去更美观，同时，全背电极的组件更易于装配。IBC电池是目前实现高效晶体硅电池的技术方向之一。
[0004]目前，常规p型指叉背接触式太阳能电池在其后侧区域上具有p型基极或扩散n型发射极，但选择可以同样良好地钝化两个区域的介电层是一种挑战，并且大部分介电层具有表面电荷会引起分流，导致极差的电池效应，如熟知的钝化介电层是具有负表面电荷的铝氧化物(氧化铝，Al2O3)和具有正表面电荷的氢化无定形氮化硅(α
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SiNx:H)，另外背结背接触电池载流子需要从正面扩散到背面的背场被收集，导致收集效率较差，进而也导致电池的效率降低。
[0005]公开号为CN111108609A的中国专利公开了一种具有p型导电性的指叉背接触式太阳能电池，该具有p型导电性的指叉背接触式太阳能电池具有用于接收辐射的前表面、以及后表面；其中所述后表面具有隧道氧化物层和n型导电性的掺杂多晶硅层；所述隧道氧化物层和所述n型导电性的掺杂多晶硅层形成图案化层堆叠体，所述图案化层堆叠体中具有间隙；其中Al
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Si合金化接触部被布置在所述间隙中的每一个内、与所述衬底的基极层电接触，以及一个或多个Ag接触部或过渡金属接触部被布置在所述图案化掺杂多晶硅层上并且与所述图案化掺杂多晶硅层电接触。该结构虽然可减少分流提高电池效应，但该结构复杂，制备方法难度较高。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种背接触式太阳能电池及其制备方法，该背接触式太阳能电池可增强载流子的收集效果，提升电池效率。
[0007]本专利技术提供了一种背接触式太阳能电池，包括：
[0008]硅基底；
[0009]所述硅基底的背面设置有柱形孔洞与非柱形孔洞区域；
[0010]所述柱形孔洞设置有掺杂背场层；
[0011]所述硅基底背面设有第一电极；所述第一电极与所述掺杂背场层电接触；
[0012]所述非柱形孔洞区域设置有掺杂发射极层；所述掺杂发射极层包括掺杂多晶硅层；
[0013]所述硅基底背面设有第二电极；所述第二电极与所述掺杂多晶硅层电接触；
[0014]所述第一电极与第二电极极性相反，且相互绝缘。
[0015]优选的，所述掺杂背场层设置于柱形孔洞的侧壁及底面。
[0016]优选的，所述柱形孔洞的直径为50～300μm；所述柱形孔洞的数量为多个；相邻柱形孔洞的间隔为500～3000μm；所述柱形孔洞的深度为硅基底厚度的30％～80％。
[0017]优选的，所述柱形孔洞的数量为多个，每个柱形孔洞中均设置有第一电极；多个第一电极通过第一导电浆线连接；
[0018]所述第二电极的数量为多个；多个第二电极通过第二导电浆线连接；
[0019]且所述第一导电浆线与第二导线浆线不接触。
[0020]优选的，所述第一导电浆线连接第一电极呈回字蛇形；
[0021]所述第二导电浆线连接第二电极呈回字蛇形。
[0022]优选的，所述掺杂发射极层还包括隧穿氧化层；所述隧穿氧化层设置于非柱形孔洞区域的硅基底与掺杂多晶硅层之间。
[0023]优选的，所述隧穿氧化层的厚度为0.1～5nm；所述掺杂多晶硅层的厚度为30～300nm；所述第一电极的直径为200～100μm；所述第二电极的直径为10～30μm。
[0024]优选的，所述硅基底为P型硅基底；所述掺杂背场层为掺杂III族元素的背场层；所述掺杂多晶硅层为掺杂V族元素的多晶硅层。
[0025]优选的，所述硅基底为N型硅基底；所述掺杂背场层为掺杂V族元素的背场层；所述掺杂多晶硅层为掺杂III族元素的多晶硅层。
[0026]本专利技术还提供了一种上述背接触式太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
[0027]S1)在硅基底的背面沉积本征非晶硅层；
[0028]S2)将沉积本征非晶硅层的硅基底进行第一次掺杂处理，形成掺杂多晶硅层；
[0029]S3)在形成掺杂多晶硅层的硅基底的背面印刷酸性腐蚀材料，并进行抛光处理形成柱形孔洞；
[0030]S4)将形成柱形孔洞的硅基底进行第二次掺杂处理，形成掺杂背场层；
[0031]S5)将形成掺杂背场层的硅基底进行酸洗；
[0032]S6)在酸洗后的硅基底背面分别制备与掺杂背场层电接触的第一电极及与掺杂多晶硅层电接触的第二电极，得到背接触式太阳能电池；所述第一电极与第二电极极性相反，且相互绝缘。
[0033]本专利技术提供了一种背接触式太阳能电池，包括：硅基底；所述硅基底的背面设置有柱形孔洞与非柱形孔洞区域；所述柱形孔洞设置有掺杂背场层；所述硅基底背面设有第一电极；所述第一电极与所述掺杂背场层电接触；所述非柱形孔洞区域设置有掺杂发射极层；所述掺杂发射极层包括掺杂多晶硅层；所述硅基底背面设有第二电极；所述第二电极与所述掺杂多晶硅层电接触。与现有技术相比，本专利技术利用柱形孔洞结构来布置完成背场区，可以充分利用硅基底的厚度，形成的底部区域和柱壁形成背场区，在不占用背面表面积情况下增大背场收集面积，同时也将背面发射区面积最大化，对一个太阳电池而言，在一定的比
例范围内，发射极面积的占比越大，对少子的捕获传输性能越高，电池的效率相对较高，同时背场区深入到硅片内部，使得多数载流子在硅片内部就可以被收集，缩短了传输收集距离，增强了收集效果，从而使该结构对少数载流子和多数载流子均有增强收集的效果，整体提升了电池的效率。
附图说明
[0034]图1为本专利技术提供的背接触式太阳能电池的结构示意图；
[0035]图2为本专利技术提供的背接触式太阳能电池的柱形孔洞分布示意图；
[0036]图3为本专利技术提供的背接触式太阳能电池的电极设置示意图；
[0037]图4为本专利技术提供的P型硅基底腐蚀抛光形成柱形孔洞后的结构示意图；
[0038]图5为本专利技术提供的P型硅基底经第二次掺杂处理后形成掺杂背场层后的结构示意图；
[0039]图6为本专利技术提供的酸洗后的硅基底的结构示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种背接触式太阳能电池，其特征在于，包括：硅基底；所述硅基底的背面设置有柱形孔洞与非柱形孔洞区域；所述柱形孔洞设置有掺杂背场层；所述硅基底背面设有第一电极，所述第一电极与所述掺杂背场层电接触；所述非柱形孔洞区域设置有掺杂发射极层；所述掺杂发射极层包括掺杂多晶硅层；所述硅基底背面设有第二电极，所述第二电极与所述掺杂多晶硅层电接触；所述第一电极与第二电极极性相反，且相互绝缘。2.根据权利要求1所述的背接触式太阳能电池，其特征在于，所述掺杂背场层设置于柱形孔洞的侧壁及底面。3.根据权利要求1所述的背接触式太阳能电池，其特征在于，所述柱形孔洞的直径为50～300μm；所述柱形孔洞的数量为多个；相邻柱形孔洞的间隔为500～3000μm；所述柱形孔洞的深度为硅基底厚度的30％～80％。4.根据权利要求1所述的背接触式太阳能电池，其特征在于，所述柱形孔洞的数量为多个，每个柱形孔洞中均设置有第一电极；多个第一电极通过第一导电浆线连接；所述第二电极的数量为多个；多个第二电极通过第二导电浆线连接；且所述第一导电浆线与第二导线浆线不接触。5.根据权利要求4所述的背接触式太阳能电池，其特征在于，所述第一导电浆线连接第一电极呈回字蛇形；所述第二导电浆线连接第二电极呈回字蛇形。6.根据权利要求1所述的背接触式太阳能电池，其特征在于，所述掺杂发射极层还包括隧穿氧化层；所述隧...

【专利技术属性】
技术研发人员：何胜，丰明璋，徐伟智，黄海燕，
申请(专利权)人：正泰新能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：