一種背接觸太陽能電池及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種背接觸太陽能電池，包括硅基體，設(shè)于硅基體背面相互交替排列的p+摻雜區(qū)域和n+摻雜區(qū)域，p+摻雜區(qū)域上設(shè)有正電極接觸細(xì)柵，n+摻雜區(qū)域上設(shè)有負(fù)電極接觸細(xì)柵，硅基體的背面上還設(shè)有正電極主柵和負(fù)電極主柵，正電極主柵與負(fù)電極接觸細(xì)柵相接觸位置處設(shè)有絕緣阻擋層，正電極主柵位于絕緣阻擋層上且與正電極接觸細(xì)柵相連接，負(fù)電極主柵與正電極接觸細(xì)柵相接觸的位置處設(shè)有絕緣阻擋層，負(fù)電極主柵位于絕緣阻擋層上且與負(fù)電極接觸細(xì)柵相連接。還公開了上述背接觸太陽能電池的制備方法，該背接觸太陽能電池能消除以往背接觸太陽能電池中常規(guī)主柵所帶來的載流子橫向傳輸損耗和主柵的電極遮蔽效應(yīng)，提高背接觸太陽能電池的填充因子和短路電流。
【專利說明】一種背接觸太陽能電池及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能電池領(lǐng)域，具體涉及一種背接觸太陽能電池及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是一種將光能轉(zhuǎn)化為電能的半導(dǎo)體器件，較低的生產(chǎn)成本和較高的能量轉(zhuǎn)化效率一直是太陽能電池工業(yè)追求的目標(biāo)。對(duì)于目前常規(guī)太陽能電池，其正電極接觸電極和負(fù)電極接觸電極分別位于電池片的正反兩面。電池的正面為受光面，正面金屬正電極接觸電極的覆蓋必將導(dǎo)致一部分入射的太陽光被金屬電極所反射，造成一部分光學(xué)損失。普通晶硅太陽能電池的正面金屬電極的覆蓋面積在7%左右，減少金屬電極的正面覆蓋可以直接提高的電池的能量轉(zhuǎn)化效率。
[0003]背接觸太陽能電池是一種將正電極和負(fù)電極接觸電極均放置在電池背面(非受光面)的電池，該電池的受光面無任何金屬電極遮擋，從而有效增加了電池片的短路電流，使電池片的能量轉(zhuǎn)化效率得到提高。
[0004]背接觸結(jié)構(gòu)的太陽能電池是目前能工業(yè)化批量生產(chǎn)的晶硅太陽能電池中能量轉(zhuǎn)化效率最高的一種電池，它的高轉(zhuǎn)化效率，低的組件封裝成本，一直深受人們所青睞。在以往的背接觸太陽能電池制作工藝中，其金屬化工藝大都采用流程較為復(fù)雜電鍍來實(shí)現(xiàn)，該方法在降低背接觸電池的串聯(lián)電阻，提高電池的開路電壓確實(shí)有出色的表現(xiàn)，但是該方法工藝復(fù)雜，排放的廢棄物嚴(yán)重污染環(huán)境，且與目前工業(yè)化生產(chǎn)的主流金屬化方法不相兼容，因此對(duì)于低成本的產(chǎn)業(yè)化推廣難度較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種背接觸太陽能電池，該背接觸太陽能電池的主柵線懸浮在硅片表面，只與金屬細(xì)柵形成歐姆連接，不與硅基底形成歐姆接觸，該懸浮主柵能消除以往背接觸太陽能電池中非懸浮主柵所帶來的載流子橫向傳輸損耗和主柵的電極遮蔽效應(yīng)，從而極大提高背接觸太陽能電池的填充因子和短路電流。
[0006]本發(fā)明的目的還在于提供是上述背接觸太陽能電池的制備方法，該方法工藝流程簡單，所有制程都可以在當(dāng)前工業(yè)化產(chǎn)線上完成，不需引入新設(shè)備，工藝合理安全可靠。
[0007]本發(fā)明的第一個(gè)目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:一種背接觸太陽能電池，包括硅基體，設(shè)于硅基體背面的ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域，所述ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域相互交替排列在所述硅基體的背面，所述P+摻雜區(qū)域上設(shè)有正電極接觸細(xì)柵，所述η+摻雜區(qū)域上設(shè)有負(fù)電極接觸細(xì)柵，所述硅基體的背面上還設(shè)有正電極主柵和負(fù)電極主柵，所述正電極主柵與所述負(fù)電極接觸細(xì)柵相接觸位置處設(shè)有絕緣層，所述正電極主柵位于所述絕緣層上且與所述正電極接觸細(xì)柵相連接但不與所述負(fù)電極接觸細(xì)柵和所述η+摻雜區(qū)域相接觸，所述負(fù)電極主柵與所述正電極接觸細(xì)柵相接觸的位置處設(shè)有絕緣層，所述負(fù)電極主柵位于所述絕緣層上且與所述負(fù)電極接觸細(xì)柵相連接但不與所述正電極接觸細(xì)柵和所述P+摻雜區(qū)域相接觸。[0008]為了實(shí)現(xiàn)所述p+摻雜區(qū)域和所述n+摻雜區(qū)域交界處的絕緣，本發(fā)明所述P+摻雜區(qū)域和所述n+摻雜區(qū)域之間還設(shè)有用于使所述p+摻雜區(qū)域和所述n+摻雜區(qū)域絕緣的帶隙。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方案，本發(fā)明所述正電極接觸細(xì)柵為銀鋁細(xì)柵線；所述負(fù)電極接觸細(xì)柵為銀細(xì)柵線。
[0010]本發(fā)明中可以通過印刷金屬漿料和共燒結(jié)的方法制作與P+區(qū)域和n+區(qū)域相歐姆接觸的金屬細(xì)柵，其中與正電極P+摻雜區(qū)域相接觸的金屬細(xì)柵為銀鋁合金，與負(fù)電極n+摻雜區(qū)域相接觸的金屬細(xì)柵為銀，該兩種金屬電極通過絲網(wǎng)印刷的方式分別印刷在硅片背表面正電極P+和負(fù)電極n+區(qū)域，印刷結(jié)束后經(jīng)一次燒結(jié)形成歐姆接觸，燒結(jié)溫度優(yōu)選為300 ~1200。。。
[0011]所述正電極接觸細(xì)柵的寬度不寬于所述P+摻雜區(qū)域的寬度；所述負(fù)電極接觸細(xì)柵的寬度不寬于所述n+摻雜區(qū)域的寬度。
[0012]本發(fā)明通過在細(xì)柵表面選擇性地覆蓋絕緣層以實(shí)現(xiàn)主柵線與細(xì)柵接觸電極的選擇性絕緣，該絕緣層可以在金屬細(xì)柵制作完畢后利用絲網(wǎng)印刷的方法將絕緣漿料直接印刷在正電極或負(fù)電極接觸柵線的表面，其中絕緣漿料覆蓋正電極接觸細(xì)柵的區(qū)域，與之相鄰的負(fù)電極接觸細(xì)柵裸露，覆蓋負(fù)電極接觸細(xì)柵的區(qū)域，與之相鄰的正電極接觸細(xì)柵裸露，印刷結(jié)束后經(jīng)烘干形成固化的絕緣阻擋層，烘干溫度優(yōu)選為100~400°C，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)柵接觸電極的選擇性絕緣。
[0013]本發(fā)明用于實(shí)現(xiàn)正電極主柵和負(fù)電極接觸細(xì)柵之間絕緣的絕緣層寬度不窄于所述n+摻雜區(qū)域的寬度且保證 與之相鄰的正電極接觸細(xì)柵不被絕緣層覆蓋；用于實(shí)現(xiàn)負(fù)電極主柵與正電極接觸細(xì)柵之間絕緣的絕緣層寬度不窄于所述P+摻雜區(qū)域的寬度且保證與之相鄰的負(fù)電極接觸細(xì)柵不被絕緣層覆蓋。
[0014]本發(fā)明所述絕緣層可以采用絲網(wǎng)印刷絕緣漿料的方法形成，其中絕緣漿料的成分主要包括芳香族聚酰胺亞胺樹脂、Y-丁內(nèi)酯和三甘醇二甲醚等。
[0015]本發(fā)明所述正電極主柵和所述負(fù)電極主柵分別與所述P+摻雜區(qū)域和所述n+摻雜區(qū)域之間的夾角為80~100°，且所述正電極主柵和所述負(fù)電極主柵相互平行且不相接觸，所述正電極主柵的根數(shù)為M，所述負(fù)電極主柵的根數(shù)為N，M與N均為自然數(shù)。
[0016]本發(fā)明制作主柵電極以實(shí)現(xiàn)主柵與細(xì)柵的選擇性連接，該主柵電極可以通過絲網(wǎng)印刷的方式實(shí)現(xiàn)，在絕緣層覆蓋正電極接觸柵線的區(qū)域，負(fù)電極主柵線與裸露的負(fù)電極接觸柵線形成歐姆連接，在絕緣層覆蓋負(fù)電極接觸柵線的區(qū)域，正電極主柵線與裸露的正電極接觸柵線形成歐姆連接，主柵電極是懸浮于硅片表面，只與金屬細(xì)柵形成歐姆連接，不與娃基底形成歐姆接觸。
[0017]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明所述的硅基體優(yōu)選為N型單晶硅基體，其電阻率為I~30 Q ? cm，厚度為50~300 y m，N型晶體硅基體使用前先經(jīng)表面制絨處理，然后利用擴(kuò)散、離子注入和退火、掩膜、刻蝕等技術(shù)組合實(shí)現(xiàn)背接觸電池的P+區(qū)域和n+區(qū)域相互交替排列在電池背表面，再利用SiO，SiN和AlO等介質(zhì)膜進(jìn)行電池前后表面的鈍化和前表面的光學(xué)減反，從而形成所需要的P+和n+區(qū)域相互交替排列在硅片背表面的背接觸太陽能電池。
[0018]本發(fā)明所述硅基體的前表面優(yōu)選為制絨面，所述制絨面上設(shè)有低摻雜濃度的n+前表面場(FSF)，所述FSF上設(shè)有鈍化減反膜，所述鈍化減反膜為SiOx鈍化膜和SiNx減反膜的復(fù)合膜；所述硅基體的背表面為拋光面或制絨面。
[0019]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明所述ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域的表面上還覆蓋有氧化招AlO鈍化膜和氮化娃SiN保護(hù)膜。
[0020]本發(fā)明的第二個(gè)目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:上述背接觸太陽能電池的制備方法，含以下步驟:
[0021](I)在硅基體背面制作相互交替排列分布的ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域；
[0022](2 )在所述ρ+摻雜區(qū)域上制作正電極接觸細(xì)柵，在所述η+摻雜區(qū)域上制作負(fù)電極接觸細(xì)柵；
[0023](3)在所述正電極接觸細(xì)柵及所在的P+摻雜區(qū)域上覆蓋絕緣層并裸露與之相鄰的負(fù)電極接觸細(xì)柵，在所述負(fù)電極接觸細(xì)柵及其所在η+摻雜區(qū)域上覆蓋絕緣層并裸露與之相鄰的正電極接觸細(xì)柵；
[0024](4)在所述硅基體的背面上制作正電極主柵和負(fù)電極主柵，所述正電極主柵位于所述絕緣層上且與所述正電極接觸細(xì)柵相連接但不與所述負(fù)電極接觸細(xì)柵和所述η+摻雜區(qū)域相接觸；所述負(fù)電極主柵位于所述絕緣層上且與所述負(fù)電極接觸細(xì)柵相連接但不與所述正電極接觸細(xì)柵和所述P+摻雜區(qū)域相接觸，制備獲得背接觸太陽能電池。
[0025]本發(fā)明步驟(I)中所述的硅基體選用N型單晶硅基體，其電阻率為I?30Ω -cm,厚度為50?300 μ m,該硅基體使用前先經(jīng)表面制絨處理，然后利用擴(kuò)散、離子注入&退火、掩膜、刻蝕等技術(shù)組合在硅基體背表面制作相互交替排列的P+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域，在硅基體前表面制作低表面摻雜濃度的n+FSF，然后再利用SiO/SiN和ΑΙΟ/SiN等介質(zhì)膜分別進(jìn)行電池前表面的鈍化、光學(xué)減反和電池背表面的鈍化。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0027](I)本發(fā)明中主柵電極懸浮在硅基體背表面，只與金屬細(xì)柵形成歐姆連接，不與硅基底形成歐姆接觸，這樣就消除了以往背接觸太陽能電池中常規(guī)非懸浮主柵電極所帶來的載流子橫向傳輸損耗和電極遮蔽效應(yīng)，從而極大地提高了背接觸太陽能電池的填充因子和短路電流；
[0028](2)本發(fā)明中的主柵電極在硅片背表面的分布具有很大的隨意性，正負(fù)主柵電極可以平行的排列在硅片背表面且與正負(fù)電極接觸細(xì)柵呈一定的角度，如80?100°，另外對(duì)主柵電極的分布位置和根數(shù)也不做限制，可以根據(jù)組件需求進(jìn)行設(shè)置，這樣也極大地方便的該背接觸電池的組件制作；
[0029](3)本發(fā)明中的背接觸太陽能電池的電極制作過程可以全部采用絲網(wǎng)印刷的方式實(shí)現(xiàn)，該制作方法與目前晶硅太陽能電池生產(chǎn)工藝采用的金屬化方法完全一致，不需引入新設(shè)備，所有制程都可以在當(dāng)前工業(yè)化產(chǎn)線上完成，工藝簡單合理安全可靠。
[0030]在以下的結(jié)合附圖和優(yōu)選示例性實(shí)施方案進(jìn)一步詳細(xì)說明給出本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1是【具體實(shí)施方式】中制備的相互交替排列在硅基體的背面的ρ+摻雜區(qū)域和η+摻雜區(qū)域示意圖；[0032]圖2是【具體實(shí)施方式】中制備的設(shè)于p+摻雜區(qū)域上的正電極接觸細(xì)柵和設(shè)于n+摻雜區(qū)域上的負(fù)電極接觸細(xì)柵示意圖；
[0033]圖3是【具體實(shí)施方式】中制備的設(shè)于正電極接觸細(xì)柵上的絕緣層和設(shè)于負(fù)電極接觸細(xì)柵上的絕緣層；
[0034]圖4是【具體實(shí)施方式】中制備的設(shè)于硅基體背面的正電極主柵和負(fù)電極主柵。
[0035]【專利附圖】

【附圖說明】:20、N型晶體硅基底；30、背面p+摻雜區(qū)域；32、背面n+摻雜區(qū)域；34、p+區(qū)域與n+區(qū)域交界處的帶隙；40、正電極接觸細(xì)柵；42、負(fù)電極接觸細(xì)柵；50、設(shè)于負(fù)電極接觸細(xì)柵上的絕緣阻擋層；52、設(shè)于正電極接觸細(xì)柵上的絕緣阻擋層；60、正電極主柵；62、負(fù)電極主柵。
【具體實(shí)施方式】
[0036]實(shí)施例1
[0037]如圖4中所示，本實(shí)施例提供的背接觸太陽能電池，包括N型單晶硅基體硅基體20，設(shè)于硅基體背面的p+摻雜區(qū)域30和n+摻雜區(qū)域32，p+摻雜區(qū)域30和n+摻雜區(qū)域32相互交替排列在硅基體20的背面，p+摻雜區(qū)域30上設(shè)有正電極接觸細(xì)柵40，n+摻雜區(qū)域32上設(shè)有負(fù)電極接觸細(xì)柵42，硅基體20的背面上還設(shè)有正電極主柵60和負(fù)電極主柵62，正電極主柵60與負(fù)電極接觸細(xì)柵42及其所在的n+摻雜區(qū)域32相接觸位置處設(shè)有絕緣阻擋層50，正電極主柵60位于絕緣阻擋層50上且與正電極接觸細(xì)柵40相連接但不與負(fù)電極接觸細(xì)柵42和n+摻雜區(qū)域32相接觸，負(fù)電極主柵62與正電極接觸細(xì)柵40及其所在的P+摻雜區(qū)域30相接觸的位置處設(shè)有絕緣阻擋層52，負(fù)電極主柵62位于絕緣阻擋層52上且與負(fù)電極接觸細(xì)柵42相連接但不與正電極接觸細(xì)柵40和p+摻雜區(qū)域30相接觸。
[0038]p+摻雜區(qū)域30和n+摻雜區(qū)域32之間還設(shè)有用于使p+摻雜區(qū)域30和n+摻雜區(qū)域32絕緣的帶隙34。
[0039]正電極接觸細(xì)柵40為銀鋁細(xì)柵線；負(fù)電極接觸細(xì)柵42為銀細(xì)柵線。
[0040]正電極接觸細(xì)柵40的寬度不寬于P+摻雜區(qū)域30的寬度；負(fù)電極接觸細(xì)柵42的覽度不覽于n+慘雜區(qū)域32的覽度。
[0041]絕緣阻擋層50的寬度不窄于n+摻雜區(qū)域32的寬度且保證與之相鄰的正電極接觸細(xì)柵40不被絕緣阻擋層50覆蓋；絕緣阻擋層52的寬度不窄于p+摻雜區(qū)域30的寬度且保證與之相鄰的負(fù)電極接觸細(xì)柵42不被絕緣阻擋層52覆蓋。
[0042]絕緣阻擋層50和絕緣阻擋層52可以采用絲網(wǎng)印刷絕緣漿料的方法制成，絕緣漿料的成分主要包括芳香族聚酰胺亞胺樹脂、Y-丁內(nèi)酯和三甘醇二甲醚。
[0043]正電極主柵60和負(fù)電極主柵62與p+摻雜區(qū)域30和n+摻雜區(qū)域32之間的夾角較好為90°，正負(fù)偏差不超過10°為佳；且正電極主柵60和負(fù)電極主柵62相互平行且不相接觸。其中正電極主柵的根數(shù)為M，所述負(fù)電極主柵的根數(shù)為N，M與N為1-10的自然數(shù)。
[0044]其中N型單晶硅基體硅基體20的電阻率為I~30 Q ? cm,厚度為50~300 U m，使用前先經(jīng)表面制絨處理。
[0045]硅基體20的前表面為制絨面，制絨面上依次設(shè)有低表面摻雜濃度的n+FSF，SiOx鈍化膜和SiNx減反膜；硅基體20背表面可以為拋光面，也可以為制絨面。
[0046]p+摻雜區(qū)域30和n+摻雜區(qū)域32的表面上依次覆蓋有氧化鋁AlO鈍化膜和氮化硅SiN保護(hù)膜。
[0047]相互交替排列在硅基體20的背面的ρ+摻雜區(qū)域30和η+摻雜區(qū)域32可以通過本領(lǐng)域所熟知的技術(shù)如擴(kuò)散、離子注入&退火、掩膜和刻蝕等方法組合進(jìn)行制作。
[0048]上述背接觸太陽能電池的制備方法如下:
[0049](I)制備ρ+摻雜區(qū)域30和η+摻雜區(qū)域32相互交替排列在硅片背表面的太陽能電池，使用N型單晶硅基體20，電阻率為I?30Ω.αιι，厚度為50?300 μ m，N型晶體硅基體20使用前先經(jīng)表面制絨處理，然后利用擴(kuò)散、離子注入&退火、掩膜、刻蝕等技術(shù)組合在硅基體20的背表面制作相互交替排列的ρ+摻雜區(qū)域30和η+摻雜區(qū)域32，在ρ+摻雜區(qū)域30和η+摻雜區(qū)域32的交界處制作帶隙34，在硅基體前表面制作低表面摻雜濃度的n+FSF，然后再利用SiO/SiN和ΑΙΟ/SiN等介質(zhì)膜分別進(jìn)行電池前表面的鈍化、光學(xué)減反和電池背表面的鈍化，從而形成所需要的P+摻雜區(qū)域30和η+摻雜區(qū)域32相互交替排列在硅片背表面的太陽能電池，其中每列P+摻雜區(qū)域30的寬度為500?3000 μ m,每列η+摻雜區(qū)域32的寬度為200?2000 μ m,帶隙區(qū)域34的寬度為30?200 μ m，如圖1所示。
[0050](2)如圖2所示，通過印刷金屬漿料形成與ρ+摻雜區(qū)域30和η+摻雜區(qū)域32相歐姆接觸的金屬細(xì)柵，其中與P+摻雜區(qū)域30相接觸的正電極接觸細(xì)柵40為銀鋁合金，與η+摻雜區(qū)域32相接觸的負(fù)電極接觸細(xì)柵42為銀，該兩種金屬電極通過絲網(wǎng)印刷的方式分別印刷在硅片背表面P+和η+摻雜區(qū)域，柵線的寬度不能超過其所在摻雜區(qū)域的寬度，印刷結(jié)束后經(jīng)一次燒結(jié)形成歐姆接觸，燒結(jié)溫度為300?1200°C。
[0051](3)如圖3所示,在正電極接觸細(xì)柵40及其所在的ρ+區(qū)域30上選擇性覆蓋絕緣阻擋層52，在負(fù)電極接觸細(xì)柵42及其所在的η+區(qū)域32上選擇性覆蓋絕緣阻擋層50，以實(shí)現(xiàn)正電極接觸細(xì)柵40和負(fù)電極接觸細(xì)柵42的選擇性絕緣，該絕緣阻擋層在金屬細(xì)柵制作完畢后利用絲網(wǎng)印刷的方法將絕緣漿料直接印刷在正電極接觸細(xì)柵40和負(fù)電極接觸細(xì)柵42表面，其中覆蓋正電極接觸細(xì)柵40的區(qū)域負(fù)電極接觸細(xì)柵42裸露，覆蓋負(fù)電極接觸細(xì)柵42的區(qū)域正電極接觸細(xì)柵40裸露，印刷結(jié)束后經(jīng)烘干形成固化的絕緣阻擋層50和絕緣阻擋層52，烘干溫度為100?400°C。
[0052](4)如圖4所示，制作正電極主柵60和負(fù)電極主柵62實(shí)現(xiàn)正負(fù)主柵電極分別與正電極接觸細(xì)柵40和負(fù)電極接觸細(xì)線42的歐姆連接，正電極主柵60和負(fù)電極主柵62可以通過絲網(wǎng)印刷的方式實(shí)現(xiàn)，在絕緣阻擋層50覆蓋負(fù)電極接觸電極42的區(qū)域，正電極主柵60與裸露的正電極接觸細(xì)柵40相連接，在絕緣阻擋層52覆蓋正電極接觸細(xì)柵40的區(qū)域，負(fù)電極主柵62與裸露的負(fù)電極接觸細(xì)柵42相連接，印刷結(jié)束后烘干實(shí)現(xiàn)正電極主柵60、負(fù)電極主柵62與正電極接觸細(xì)柵40和負(fù)電極接觸細(xì)柵42的之間的歐姆接觸，從而完成背接觸太陽能的整個(gè)金屬化過程。其中正電極主柵60、負(fù)電極主柵62懸浮在硅片表面，只與正電極接觸細(xì)柵40和負(fù)電極接觸細(xì)柵42形成歐姆連接，不與硅基體20形成歐姆接觸，因此該金屬化方案消除了以往背接觸太陽能電池中常規(guī)主柵所帶來的載流子橫向傳輸損耗和主柵的電極遮蔽效應(yīng)，從而極大地提高了背接觸太陽能電池的填充因子和短路電流。
[0053]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種背接觸太陽能電池，包括硅基體(20)，設(shè)于硅基體背面的P+摻雜區(qū)域(30)和η+摻雜區(qū)域(32)，其特征是:所述ρ+摻雜區(qū)域(30)和η+摻雜區(qū)域(32)相互交替排列在所述硅基體(20)的背面，所述ρ+摻雜區(qū)域(30)上設(shè)有正電極接觸細(xì)柵(40)，所述η+摻雜區(qū)域(32)上設(shè)有負(fù)電極接觸細(xì)柵(42)，所述硅基體(20)的背面上還設(shè)有正電極主柵(60)和負(fù)電極主柵(62 )，所述正電極主柵(60 )與所述負(fù)電極接觸細(xì)柵(42 )及其所在的η+摻雜區(qū)域(32)相接觸位置處設(shè)有絕緣阻擋層(50)，所述正電極主柵(60)位于所述絕緣阻擋層(50)上且與所述正電極接觸細(xì)柵(40)相連接但不與所述負(fù)電極接觸細(xì)柵(42)和所述η+摻雜區(qū)域(32)相接觸，所述負(fù)電極主柵(62)與所述正電極接觸細(xì)柵(40)及其所在的ρ+摻雜區(qū)域(30)相接觸的位置處設(shè)有絕緣阻擋層(52)，所述負(fù)電極主柵(62)位于所述絕緣阻擋層(52 )上且與所述負(fù)電極接觸細(xì)柵(42 )相連接但不與所述正電極接觸細(xì)柵(40 )和所述P+摻雜區(qū)域(30)相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述P+摻雜區(qū)域(30)和所述η+摻雜區(qū)域(32)之間還設(shè)有用于使所述ρ+摻雜區(qū)域(30)和所述η+摻雜區(qū)域(32)絕緣的帶隙(34)。
3.根據(jù)權(quán)利 要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述正電極接觸細(xì)柵(40)為銀鋁細(xì)柵線；所述負(fù)電極接觸細(xì)柵(42)為銀細(xì)柵線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述正電極接觸細(xì)柵(40)的寬度不寬于所述P+摻雜區(qū)域(30)的寬度；所述負(fù)電極接觸細(xì)柵(42)的寬度不寬于所述η+摻雜區(qū)域(32)的寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述絕緣阻擋層(50)的寬度不窄于所述η+摻雜區(qū)域(32)的寬度且不覆蓋與之相鄰的正電極接觸細(xì)柵(40);所述絕緣阻擋層(52)的寬度不窄于所述ρ+摻雜區(qū)域(30)的寬度且不覆蓋與之相鄰的負(fù)電極接觸細(xì)柵(42)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述正電極主柵(60)和所述負(fù)電極主柵(62)分別與所述ρ+摻雜區(qū)域(30)和所述η+摻雜區(qū)域(32)之間的夾角為80~100°，且所述正電極主柵(60)和所述負(fù)電極主柵(62)相互平行且不相接觸，所述正電極主柵(60)的根數(shù)為Μ，所述負(fù)電極主柵的根數(shù)為N，M與N均為自然數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述的硅基體(20)為N型單晶硅襯底，其電阻率為I~30Ω.cm，厚度為50~300 μ m，使用前先經(jīng)表面制絨。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:所述硅基體(20)的前表面為制絨面，所述制絨面上設(shè)有低摻雜濃度的η+前表面場FSF，所述η+前表面場FSF上設(shè)有鈍化減反膜，所述鈍化減反膜為SiOx鈍化膜和SiNx減反膜的復(fù)合膜；所述硅基體(20)的背表面為拋光面或制絨面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背接觸太陽能電池，其特征是:相互交替排列在所述硅基體(20)的背面的ρ+摻雜區(qū)域(30)和η+摻雜區(qū)域(32)通過熱擴(kuò)散、離子注入和退火、掩膜和刻蝕中的一種或多種相結(jié)合的工藝進(jìn)行制備；所述P+摻雜區(qū)域(30)和η+摻雜區(qū)域(32)的表面上還覆蓋有氧化鋁AlO鈍化膜和氮化硅SiN保護(hù)膜。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的背接觸太陽能電池的制備方法，其特征是含以下步驟:(1)在硅基體(20)背面制作相互交替排列分布的p+摻雜區(qū)域(30)和n+摻雜區(qū)域(32)； (2)在所述p+摻雜區(qū)域(30)上制作正電極接觸細(xì)柵(40)，在所述n+摻雜區(qū)域(32)上制作負(fù)電極接觸細(xì)柵(42); (3 )在所述正電極接觸細(xì)柵(40 )及所在的p+摻雜區(qū)域(30 )上覆蓋絕緣阻擋層(52 )并裸露與之相鄰的負(fù)電極接觸細(xì)柵(42)，在所述負(fù)電極接觸細(xì)柵(42)及其所在的n+摻雜區(qū)域(32)上覆蓋絕緣阻擋層(50)并裸露與之相鄰的正電極接觸細(xì)柵(40)； (4)在所述硅基體(20)的背面上制作正電極主柵(60)和負(fù)電極主柵(62)，所述正電極主柵(60 )位于所述絕緣阻擋層(50 )上且與所述正電極接觸細(xì)柵(40 )相連接但不與所述負(fù)電極接觸細(xì)柵(42)和所述n+摻雜區(qū)域(32)相接觸；所述負(fù)電極主柵(62)位于所述絕緣阻擋層(52 )上且與所述負(fù)電極接觸細(xì)柵(42 )相連接但不與所述正電極接觸細(xì)柵(40 )和所述P+摻雜區(qū)域(3 0)相接觸，制備獲得背接觸太陽能電池。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK103762253SQ201410038165
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】劉志鋒, 尹海鵬, 張峰, 湯昆, 單偉 申請人:晶澳（揚(yáng)州）太陽能科技有限公司, 晶澳太陽能有限公司