CN101814544B - 一种单面电极晶体硅太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单面电极晶体硅太阳能电池，所述基片的一面为设有引出电极的背光面，所述背光面上设有PN结掺杂，在PN结掺杂处设有第一金属导电极，所述背光面上PN结掺杂外的部分设有第二金属导电极；所述PN结掺杂为梳状或者栅状，第一金属导电极形状与PN结形状相同。本发明还公开了一种制备方法，包括：将基片一面织构化，并设钝化层作为受光面，另一面作为背光面；在基片背光面设置PN结掺杂区，掺杂深度为0.1μm～1μm；在PN结掺杂区内设置第一金属导电极，在PN结掺杂区以外设置第二金属导电极，作为引出电极，其中PN结掺杂区内的第一金属导电极面积小于PN结掺杂区面积；对基片进行烧结形成铝背电场。

Description

一种单面电极晶体硅太阳能电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及晶体硅太阳能电池领域，尤其是一种单面电极晶体硅太阳能电池及其制备制法。
背景技术
太阳能作为一种清洁的、没有任何污染的能源，以及太阳能发电作为动力供应主要来源之一的可能性，已日益引起人们关注。而解决这个技术的关键在于太阳能电池生产成本的降低和转化效率的提高。对于占主流地位的晶体硅太阳能电池，由于其正表面电极占了表面积的20％，减少了太阳能电池的受光面积，从而减少了其转化效率。
光伏行业的相关技术人员为了提高太阳能电池的转化效率，在传统结构的基础上做了大量的技术创新及改进。如专利号为200620152276.2的《单面电极太阳能电池》。其结构包括太阳能电池表层、缓冲层、含至少一个P-N结的光吸收区、过渡层、P或N型区的集电栅和电极。这是一种受光面可以得到充分利用的结构，同时，由于底部PN结的集栅型排布，增加了PN结的有效长度，从而提高了薄膜太阳能电池的转化效率。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种单面电极晶体硅太阳能电池及其制备制法。
技术方案：本发明公开了一种单面电极晶体硅太阳能电池，包括基片，所述基片的一面为受光面，所述受光面包括表面织构化的钝化层和减反层，所述基片的另一面为设有引出电极的背光面，所述背光面上设有PN结掺杂，在PN结掺杂处设有第一金属导电极，所述背光面上PN结掺杂外的部分设有第二金属导电极；所述PN结掺杂为梳状或者栅状，位于PN结掺杂区内的第一金属导电极形状与所述PN结掺杂区形状适配。
本发明一个优选方案是晶体硅为N型结晶硅，因为N型晶体硅容易获得寿命较长的少数载流子，更有利于形成高转化效率的太阳能电池。所述基片为N型基片，所述背光面与第二金属导电极之间设置N+掺杂层；或者，所述基片为P型基片，所述背光面与第二金属导电极之间设置P+掺杂层。
本发明中，所述基片厚度为40μm～200μm。基片选取常规用太阳能电池晶硅N型或者P型，由于基片越薄，从太阳能电池受光面达到PN结位置的光损失越小，所以在工艺允许条件下，选用较薄的基片为较优的方案。
本发明中，所述PN结掺杂宽度为0.01mm～5mm，深度为0.1μm～1μm。其中基片掺杂宽度主要受印刷电极精度限制，可在0.01mm～5mm之间选择，掺杂深度主要受工艺及时间限制，在0.1μm～1μm之间选择。
本发明中，所述第一金属导电极和第二金属导电极为银电极、铝电极、银铝电极中的一种。
本发明还公开了一种制备所述的背光面引出电极的晶体硅太阳能电池的方法，包括以下步骤：
将基片一面织构化，并镀钝化层、反射层作为受光面，另一面作为背光面；
在基片背光面进行PN结掺杂，掺杂深度为0.1μm～1μm；
在PN结掺杂区内丝印第一金属导电极，在PN结掺杂区以外丝印第二金属导电极，作为引出电极，其中PN结掺杂区内的第一金属导电极面积小于PN结掺杂区面积；
对基片进行烧结形成铝背电场。
本发明上述方法中，所述第一金属导电极和第二金属导电极为银电极、铝电极、银铝电极中的一种，或者其它符合要求的材料。
本发明还公开了一种制备所述的背光面引出电极的晶体硅太阳能电池的方法，包括以下步骤：
准备N型基片或者P型基片，将基片一面织构化，并镀钝化层、反射层作为受光面；
在N型基片背光面整体掺杂N+掺杂层，或者，在P型基片背光面整体掺杂P+掺杂层；
在基片上丝印穿透所述N+掺杂层或者P+掺杂层的PN结掺杂区；在基片为N型时，先在背光面进行N+掺杂层，然后再进行P型栅状掺杂，P型掺杂穿透N+层。在基片为P型时，先在背光面进行P+掺杂，然后进行N型栅状掺杂，N型掺杂穿透P+层。
在PN结掺杂区内丝印第一金属导电极，在PN结掺杂区以外的N+掺杂层或者P+掺杂层上丝印第二金属导电极，作为引出电极，其中PN结掺杂区内的第一金属导电极面积小于PN结掺杂区面积；
对基片进行烧结形成铝背电场。
掺杂时，可以对基片采用下述优选方案：对基片可以采用激光选择性照射的加热方式，也可以采用整体炉式加热。由于激光照射方式不容易引入额外杂质，为最优方案。第二个优选方案为先对基片有选择地进行离子注入掺杂，然后通过退火修复基片晶格。第三个优选方案为将基片置于真空室内，采用向真空室内通入相应掺杂气体，N型硅片通入B2H6、H2的混合气体，P型硅片通入PH3、H2的混合气体。第四个优选方案为采用混合掺杂工艺气体，用APCVD方式在基片相应位置沉积杂质源，然后对基片进行高温扩散。第五个优选方案为采用混合掺杂工艺气体，用APCVD方式在基片相应位置沉积杂质源，然后对基片进行高温扩散。
本发明中，所述第一金属导电极和第二金属导电极为银电极、铝电极、银铝电极中的一种，或者其它符合要求的材料。
有益效果：本发明提供了一种单面电极晶体硅太阳能电池及其制备方法，可以最大限度利用电池的表面积接收阳光，使接受阳光的面积增大了10％左右。同时，由于PN结在背表面呈栅状排列，形成连续的”n”型耗尽层，可以有效增加PN结的有效长度，有利于提高太阳能电池的转化效率。另外，背面的铝背场有良好的陷光作用，可以将未被完全吸收的太阳光线折射回基片进行再次吸收利用。
在进行栅状掺杂之前，在基片表面进行同质高浓度掺杂，有利于与金属电极形成欧姆接触，并且由于体电阻较小，有利于提高填充因子。栅状电极穿透N+结层，与基片形成加深加长的竖向N/P结和N+/P结，竖向N/P结和N+/P结及形成横向的N+/N高低结可以提高光生载流子的收集率，从而提高电池的短路电流Isc。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为单面电极太阳能电池的新型结构示意图。
图2为单面电极太阳能电池的梳状电极结构示意图。
图3为单面电极太阳能电池的改进结构一示意图。
图4为单面电极太阳能电池的栅状结构示意图。
具体实施方式：
本发明提供了一种单面电极晶体硅太阳能电池，电池结构为：单晶硅太阳能电池基片，基片受光面具有绒面织构化结构、钝化层、反射层。基片背光面设有栅状或者梳状PN结，同时，也可以先在背光面设置N+(相对N型晶硅)层或者P+层(相对P型晶硅)，然后设置穿透N+或者P+的栅状或者梳状PN结。最后在背光面设置与PN结形状相同的正负电极。
实施例1
如附图1、图2所示，选择晶面为100(晶硅晶面按类型分为100、110、111三种，每种晶面具有不同的物理化学特性)，尺寸为156×156×180μm的N型基片1，在基片受光面设织构化结构，并设钝化层、减反层。在背光面设梳状PN结2，所设PN结深度为0.5μm，在梳状掺杂位置及未掺杂位置分别设梳状铝电极4、5作为第一金属导电极和第二金属导电极，作为太阳能电池的引出电极，第一金属导电极和第二金属导电极之间留有一定的间隙9。
实施例2
选择晶面为100，尺寸为156×156×180μm的P型基片，在基片受光面设织构化结构，并设钝化层、减反层。在基片背光面设栅状PN结，PN结深度为1μm，在栅状掺杂位置及未掺杂位置分别设栅状银铝电极，作为太阳能电池的引出电极。
实施例3
如附图3、附图4所示，选择晶面为100，尺寸为156×156×100μm的N型基片1，在基片受光面设织构化结构，并设钝化层、减反层。在基片背光面设置N+层6，N+深度为0.05μm。然后再设栅状PN结2，栅状PN结穿透N+层，深度为0.3μm，在栅状掺杂位置及未掺杂位置分别设栅状铝电极7、8，作为太阳能电池的引出电极，第一金属导电极和第二金属导电极之间留有一定的间隙9。
实施例4
1)选择晶面为100，尺寸为156×156×100μm的P型基片，送入制绒设备进行常规清洗织构化，制出折射率为2.2的绒面。2)在受光面的绒面上镀钝化层、减反层。3)采用离子注入方式对基片进行栅状磷掺杂，掺杂深度为0.5μm左右，然后采用高温退火方式修复晶格；4)在PN结掺杂区内丝印铝电极作为第一金属导电极，在PN结掺杂区以外丝印银铝电极作为第二金属导电极(或者银电极)，作为引出电极，其中PN结掺杂区内的第一金属导电极面积小于PN结掺杂区面积；6)对基片进行烧结形成铝背电场，完成太阳能电池制备。
实施例5
选择晶面为100，尺寸为156×156×100μm的N型基片，送入制绒设备进行常规清洗织构化，制出折射率为2.0的绒面。2)将基片置于充满PH3、H2混合工艺气体的真空容器中，其中B2H6的体积百分含量为10％，用准分子激光器对基片背光面进行整体加热，使基片瞬间升温至1300℃，激光器频宽为20纳秒，照射100次，形成N+掺杂层。3)将基片置于SiH4、B2H6、O2的混合气体中，用APOVD法在基片上需要的位置沉积杂质源层，然后高温扩散对基片进行梳状掺杂，掺杂深度透过N+层，厚度为0.2μm。4)在基片背光面丝印梳状铝浆作为第一、第二金属导电极，第一、第二金属导电极位置相交错，栅宽为0.3mm。6)烧结铝背场，形成太阳能电池
本发明提供了一种单面电极晶体硅太阳能电池及其制备制法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种单面电极晶体硅太阳能电池，包括基片，所述基片的一面为受光面，所述受光面包括表面织构化的钝化层和减反层，其特征在于，所述基片的另一面为设有引出电极的背光面，所述背光面上设有PN结掺杂，在PN结掺杂处设有第一金属导电极，所述背光面上PN结掺杂外的部分设有第二金属导电极；所述PN结掺杂为梳状或者栅状，位于PN结掺杂区内的第一金属导电极形状与所述PN结掺杂区形状适配；
所述基片为N型基片，所述背光面与第二金属导电极之间设置N+掺杂层；
或者，所述基片为P型基片，所述背光面与第二金属导电极之间设置P+掺杂层。
2.根据权利要求1所述的一种单面电极晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述基片厚度为40μm～200μm。
3.根据权利要求1或2所述的一种单面电极晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述PN结掺杂宽度为0.01mm～5mm，深度为0.1μm～1μm。
4.根据权利要求3所述的一种单面电极晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述第一金属导电极和第二金属导电极为银电极、铝电极、银铝电极中的一种。
5.一种制备权利要求1所述的背光面引出电极的晶体硅太阳能电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将基片一面织构化，并设钝化层作为受光面，另一面作为背光面；
在基片背光面进行栅状或梳状PN结掺杂，掺杂深度为0.1μm～1μm；
在PN结掺杂区内丝印第一金属导电极，在PN结掺杂区以外丝印第二金属导电极，作为引出电极，其中PN结掺杂区内的第一金属导电极面积小于PN结掺杂区面积；
对基片进行烧结形成铝背电场。
6.根据权利要求5所述的一种单面电极晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述第一金属导电极和第二金属导电极为银电极、铝电极、银铝电极中的一种。
7.一种制备权利要求1所述的背光面引出电极的晶体硅太阳能电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：
准备N型基片或者P型基片，将基片一面织构化，并在基片上镀钝化层、反射层作为受光面，另一面作为背光面；
在N型基片背光面整体掺杂N+掺杂层，或者，在P型基片背光面整体掺杂P+掺杂层；
在基片上进行穿透所述N+掺杂层或者P+掺杂层的PN结的栅状或者梳状掺杂；
在PN结掺杂区内丝印第一金属导电极，在PN结掺杂区以外的N+掺杂层或者P+掺杂层上丝印第二金属导电极，作为引出电极，其中PN结掺杂区内的第一金属导电极面积小于PN结掺杂区面积；
对基片进行烧结形成铝背电场。
8.根据权利要求7所述的一种单面电极晶体硅太阳能电池，其特征在于，所述第一金属导电极和第二金属导电极为银电极、铝电极、银铝电极中的一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4944240B1 (ja) * 2010-11-30 2012-05-30 シャープ株式会社 裏面電極型太陽電池セル、配線シート付き裏面電極型太陽電池セル、太陽電池モジュール、配線シート付き裏面電極型太陽電池セルの製造方法および太陽電池モジュールの製造方法
CN102738253A (zh) * 2011-04-02 2012-10-17 刘莹 一种单面电极多晶硅薄膜太阳能电池及其制法
CN102891210A (zh) * 2011-07-18 2013-01-23 刘莹 一种单面电极晶体硅太阳能电池的制法
CN102536085A (zh) * 2012-01-16 2012-07-04 兰州双龙太阳能科技有限公司 太阳能百叶窗
TWI492410B (zh) * 2013-03-28 2015-07-11 Motech Ind Inc 半導體裝置及其製造方法
CN117727822B (zh) * 2024-02-07 2024-07-12 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池、太阳能电池的制造方法及光伏组件

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1241039A (zh) * 1998-06-11 2000-01-12 佳能株式会社 光伏元件及其制备方法
CN201051503Y (zh) * 2006-12-31 2008-04-23 刘津平 单面电极太阳能电池

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1241039A (zh) * 1998-06-11 2000-01-12 佳能株式会社 光伏元件及其制备方法
CN201051503Y (zh) * 2006-12-31 2008-04-23 刘津平 单面电极太阳能电池

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