全背極太陽電池結(jié)構(gòu)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種全背極太陽電池結(jié)構(gòu)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，太陽能光伏正在成為未來新能源的主流形式。隨著產(chǎn)業(yè)鏈的不斷完善，目前光伏產(chǎn)業(yè)最大的挑戰(zhàn)是如何在提高太陽電池轉(zhuǎn)換效率的同時降低制造成本。作為高效太陽電池的一種，全背極太陽電池正面無柵狀電極，正負(fù)電極均在電池背面，有效地減少了正面遮光損失，提高了太陽電池的效率。目前，天合光能和澳大利亞國立大學(xué)已聯(lián)開發(fā)了受光面積為4cm2、效率為24.4%的全背極太陽電池的世界紀(jì)錄。但全背極太陽電池工藝復(fù)雜，離產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程仍有一段路。如何進(jìn)一步提高全背極太陽電池的轉(zhuǎn)換效率，并且降低制造成本成為了一個難題。
[0003]太陽電池設(shè)計、優(yōu)化的重中之重是如何降低復(fù)合，包括硅表面復(fù)合、金屬接觸區(qū)域的復(fù)合以及硅體本身的復(fù)合。隨著氧化鋁、氮化硅、氧化硅等高品質(zhì)鈍化薄膜的應(yīng)用，全背極太陽電池硅表面復(fù)合速率已經(jīng)可以降低到比較低的狀態(tài)。硅體本身的復(fù)合則可以通過選擇質(zhì)量好的硅片進(jìn)行彌補。因此進(jìn)一步提升電池效率就落在了如何降低硅體與金屬接觸區(qū)域的復(fù)合上。雖然局部開孔降低金屬接觸區(qū)域的面積成為一種手段，但并未根除開孔處的高復(fù)合，而且使工藝更加復(fù)雜，還容易導(dǎo)致串阻的上升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種全背極太陽電池結(jié)構(gòu)，它不僅能夠使硅體具有良好的表面鈍化效果，而且對載流子進(jìn)行選擇性傳輸，提高了全背極太陽電池的效率。
[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種全背極太陽電池結(jié)構(gòu)，它包括:
[0006]電池襯底；
[0007]隧穿鈍化層，所述隧穿鈍化層設(shè)置在電池襯底的背面上；
[0008]多晶硅層，所述多晶硅層設(shè)置在隧穿鈍化層的下表面上，并且所述多晶硅層具有并列設(shè)置的N型重?fù)诫s多晶硅層和P型多晶硅層。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步所要解決的技術(shù)問題是:保證高短路電流的同時，減小金屬接觸區(qū)域的復(fù)合損失，增加開路電壓，保持高的填充因子，最終提升全背極太陽電池的效率，全背極太陽電池結(jié)構(gòu)還包括電極層，電極層設(shè)置在多晶硅層的下表面上，并且所述電極層具有與N型重?fù)诫s多晶硅層接觸的負(fù)電極以及與P型多晶硅層接觸的正電極，并且相鄰的負(fù)電極和正電極之間設(shè)置有局部鈍化保護(hù)層，所述局部鈍化保護(hù)層設(shè)置在N型重?fù)诫s多晶硅層和P型多晶硅層下層的金屬接觸部位之間。
[0010]進(jìn)一步，全背極太陽電池結(jié)構(gòu)還包括正面結(jié)構(gòu)，所述正面結(jié)構(gòu)包括由內(nèi)至外依次設(shè)置在電池襯底正面的前表面場、正面鈍化層和減反射層。
[0011]進(jìn)一步，所述減反射層為SiNx薄膜或S1 2薄膜或SiNx/Si02.層薄膜；和/或所述正面鈍化層為A1203薄膜或A1 203/SiNx.層薄膜；和/或所述前表面場為具有正面場效應(yīng)作用層。
[0012]進(jìn)一步，所述局部鈍化保護(hù)層為絕緣膠薄膜或SiNx薄膜或S1 2薄膜。
[0013]進(jìn)一步，所述隧穿鈍化層為Si02薄膜或MoO x薄膜或A1 203薄膜。
[0014]進(jìn)一步，所述隧穿鈍化層的厚度小于2nm。
[0015]本發(fā)明還提供了一種全背極太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，該方法在電池襯底背面制備的步驟如下:
[0016](a)將電池襯底的背面單面拋光；
[0017](b)在電池襯底的背面制備隧穿鈍化層；
[0018](c)在隧穿鈍化層的下表面制備多晶硅層；
[0019](d)將多晶硅層進(jìn)行硼擴散處理，然后局部磷擴散處理，形成并列設(shè)置的N型重?fù)诫s多晶娃層和P型多晶娃層；
[0020](e)去除步驟⑷中背面形成的硼硅玻璃和磷硅玻璃以及在電池襯底正面制備過程中形成的正面保護(hù)層；
[0021](f)鈍化處理；
[0022](g)在多晶硅層的下表面制備電極層，使所述電極層具有與N型重?fù)诫s多晶硅層接觸的負(fù)電極以及與P型多晶硅層接觸的正電極；
[0023](h)在相鄰的負(fù)電極和正電極之間制備局部鈍化保護(hù)層，確保所述局部鈍化保護(hù)層設(shè)置在N型重?fù)诫s多晶硅層和P型多晶硅層下層的金屬接觸部位之間。
[0024]本發(fā)明還提供了一種全背極太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，該方法在電池襯底背面制備的步驟如下:
[0025](a)將電池襯底的背面單面拋光；
[0026](b)在電池襯底的背面制備隧穿鈍化層；
[0027](c)在隧穿鈍化層的下表面制備多晶硅層；
[0028](d)在多晶硅層內(nèi)局部硼離子注入，然后局部磷離子注入，形成并列設(shè)置的N型重?fù)诫s多晶硅層和P型多晶硅層；
[0029](e)退火處理，并去除步驟(d)中背面形成的背面氧化層以及電池襯底正面制備過程中形成的正面保護(hù)層；
[0030](f)鈍化處理；
[0031](g)在多晶硅層的下表面制備電極層，使所述電極層具有與N型重?fù)诫s多晶硅層接觸的負(fù)電極以及與P型多晶硅層接觸的正電極；
[0032](h)在相鄰的負(fù)電極和正電極之間制備局部鈍化保護(hù)層，確保所述局部鈍化保護(hù)層設(shè)置在N型重?fù)诫s多晶硅層和P型多晶硅層下層的金屬接觸部位之間。
[0033]本發(fā)明還提供了一種全背極太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，該方法在在電池襯底背面制備的步驟如下:
[0034](a)將電池襯底的背面單面拋光；
[0035](b)在電池襯底的背面制備隧穿鈍化層；
[0036](c)在隧穿鈍化層的下表面制備非晶硅層，并高溫退火處理，形成多晶硅層；
[0037](d)將多晶硅層進(jìn)行局部硼擴散處理，然后局部磷擴散處理，形成并列設(shè)置的N型重慘雜多晶娃層和P型多晶娃層；
[0038](e)去除步驟⑷中背面形成的硼硅玻璃和磷硅玻璃以及電池襯底正面制備過程中形成的正面保護(hù)層；
[0039](f)鈍化處理；
[0040](g)在多晶硅層的下表面制備電極層，使所述電極層具有與N型重?fù)诫s多晶硅層接觸的負(fù)電極以及與P型多晶硅層接觸的正電極；
[0041](h)在相鄰的負(fù)電極和正電極之間制備局部鈍化保護(hù)層，確保所述局部鈍化保護(hù)層設(shè)置在N型重?fù)诫s多晶硅層和P型多晶硅層下層的金屬接觸部位之間。
[0042]采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明具有以下的有益效果:
[0043](1)無需擴散形成PN結(jié)，采用超薄的隧穿鈍化層及多晶硅層，多晶硅層內(nèi)包含寬帶隙的N型重?fù)诫s多晶硅層和P型多晶硅層，該結(jié)構(gòu)可以使硅體擁有良好的表面鈍化效果，形成載流子的選擇性傳輸層。
[0044](2)多晶硅層和電極直接形成大面積的接觸，避免了傳統(tǒng)太陽電池在金屬接觸區(qū)域的復(fù)合，在保持填充因子的同時，減少了開路電壓的損失。
[0045](3)本發(fā)明涉及的全背極太陽電池結(jié)構(gòu)簡單，工藝步驟相對于傳統(tǒng)的全背極太陽電池大量減少，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0046]圖1為本發(fā)明的全背極太陽電池結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0047]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0048]如圖1所示，一種全背極太陽電池結(jié)構(gòu)，它包括:
[0049]電池襯底1 ;
[0050]隧穿鈍化層2，所述隧穿鈍化層2設(shè)置在電池襯底1的背面上；
[0051]多晶硅層，所述多晶硅層設(shè)置在隧穿鈍化層2的下表面上，并且所述多晶硅層具有并列設(shè)置的N型重?fù)诫s多晶硅層31和P型多晶硅層32。
[0052]全背極太陽電池結(jié)構(gòu)還包括電極層，電極層設(shè)置在多晶硅層的下表面上，并且所述電極層具有與N型重?fù)诫s多晶硅層31接觸的負(fù)電極41以及與P型多晶硅層32接觸的正電極42，并且相鄰的負(fù)電極41和正電極42之間設(shè)置有局部鈍化保護(hù)層5，所述局部鈍化保護(hù)層5設(shè)置在N型重?fù)诫s多晶硅層31和P型多晶硅層32下層的金屬接觸部位之間。
[0053]全背極太陽電池結(jié)構(gòu)還包括正面結(jié)構(gòu)，所述正面結(jié)構(gòu)包括由內(nèi)至外依次設(shè)置在電池襯底1正面的前表面場6、正面鈍化層7和減反射層8。
[0054]所述減反射層8為SiNx薄膜或S1 2薄膜或SiN x/Si02疊層薄膜，當(dāng)然也可以是其他具有減反射作用的薄膜；和/或所述正面鈍化層7為A1203薄膜或A1 203/SiNx疊層薄膜，當(dāng)然也可以是其他具有表面鈍化作用的薄膜；和/或所述前表面場6為具有正面場效應(yīng)作用層。
[0055]所述局部鈍化保護(hù)層5為絕緣膠薄膜或SiNx薄膜或S1 2薄膜，當(dāng)然也可以是其他具有保護(hù)或鈍化作用的絕緣薄膜。
[0056]所述隧穿鈍化層2為Si02薄膜或MoO x薄膜或A1 203薄膜，當(dāng)然也可以是其他具有鈍化、隧穿特征的薄膜。
[0057]所述隧穿鈍化層2的厚度小于2nm。
[0058]本發(fā)明涉及的全背極太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法可以有以下幾種方式:
[0059]—種全背極太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，該方法在電池襯底背面制備的步驟如下:
[0060](a)將電池襯底1的背面單面拋光；
[0061](b)在電池襯底1的背面制備隧穿鈍化層2 ；
[0062](c)在隧穿鈍化層2的下表面制備多晶硅層；
[0063](d)將多晶硅層進(jìn)行硼擴散處理，然后局部磷擴散處理，形成并列設(shè)置的N型重?fù)诫s多晶硅層31和P型多晶硅層32 ;
[0064](e)去除步驟⑷中背面形成的硼硅玻璃和磷硅玻璃以及在電池襯底1正面制備過程中形成的正面保護(hù)層；
[0065](f)鈍化處理；
[0066](g)在多晶硅層的下表面制備電極層，使所述電極層具有與N型重?fù)诫s多晶硅層31接觸的負(fù)電極41以及與P型多晶硅層32接觸的正電極42 ；
[0067](h)在相鄰的負(fù)電極41和正電極42之間制備局部鈍化保護(hù)層5，確保所述局部鈍化保護(hù)層5設(shè)置在N型重?fù)诫s多晶硅層31和P型多晶硅層32下層的金屬接觸部位之間。
[0068]在電池襯底背面制備之前對電池襯底正面進(jìn)行制