CN102368507A - 一种点接触背面场异质结太阳电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种点接触背面场异质结太阳电池及其制造方法，其特征在于：采用N型硅片作为衬底，硅衬底背表面依次沉积n/i硅薄膜、导电薄膜、绝缘薄膜和金属层，金属电极与导电薄膜层通过绝缘薄膜层的接触孔形成点接触；硅衬底正表面沉积p/i硅薄膜层，在p型层表面有透明导电薄膜及在其上设置的金属电极。本发明硅衬底的背表面采用绝缘薄膜层将金属与导电薄膜隔开，金属背电极与导电薄膜通过绝缘薄膜层的接触孔形成局部性接触，将金属半导体面接触改为点接触，可降低金属半导体接触的势垒损失，金属面电极有较低的电阻，金属层还能将未被吸收的光线反射进入硅片再次吸收，可提高电池转换效率。

Description

一种点接触背面场异质结太阳电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种太阳电池及其制造方法，特别是关于一种异质结太阳电池及其制造方法。
技术背景
异质结太阳电池在N型硅衬底上沉积一层硅薄膜作为发射区，有效的避免了晶硅p层热扩散的高温工艺，减小了对硅片的热损伤，降低了能量消耗，另外，硅薄膜还可作为表面钝化层。硅薄膜的带隙比晶硅要宽，增加了电池的内建电场，有利于载流子的分离，因此异质结电池具有较高的开路电压。异质结太阳电池的背表面场对提高电池的开路电压，增加载流子的收集效率，降低电池的反向饱和暗电流以及背表面复合速度均有好处，但电池背面金属电极与半导体接触一般采用面接触，由于金属半导体接触会形成势垒，该势垒将造成异质结太阳电池开路电压的损失，不利于异质结电池转换效率的进一步提高。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种可提高电池开路电压的点接触背面场异质结太阳电池及其制造方法。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：在100-300μm，电阻率为0.3-300Ωcm的N型硅片(单晶硅或多晶硅)背面沉积一层n/i硅薄膜层，n/i硅薄膜层由本征层和n型层构成，本征层是由5-20nm厚度的本征的非晶硅、微晶硅或纳米硅之一构成的，起钝化层作用，n型层是由5-30nm掺杂的非晶硅、微晶硅或纳米硅之一构成的，起背表面场作用；之后在所述硅薄膜表面沉积一层导电薄膜，在所述导电薄膜表面沉积一层绝缘薄膜，在所述绝缘薄膜层通过腐蚀、激光加热技术或等离子体刻蚀形成接触孔到导电薄膜层；之后沉积一层金属层，金属层通过接触孔与导电薄膜层形成点接触，金属与导电薄膜接触用点接触代替面接触可降低金属半导体接触的势垒损失，有利于电池开路电压的进一步提高；在所述硅衬底的正表面沉积p/i硅薄膜层，p/i硅薄膜层由本征层和p型掺杂层组成，本征层由厚度5-20nm的非晶硅、微晶硅或纳米硅之一构成的，起钝化层作用，p型层为宽带隙的非晶碳化硅或纳米硅，厚度为5-15nm，p型硅薄膜层与N型硅衬底形成pn结结构，p层采用宽带隙材料作为窗口层，可增加电池的有效光吸收；之后在p型层表面沉积一层透明导电薄膜，在所述透明导电薄膜上设置金属电极。
附图说明
图1是本发明提供的一种点接触背面场异质结太阳电池的结构示意图
图2是本发明提供的一种点接触背面场异质结太阳电池的制造方法流程图
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图1和图2，对本发明进一步详细说明。
1)采用厚度200μm，电阻率为5Ωcm的N型单晶硅片作为衬底1，用常规方法对N型硅衬底正表面作织构，并对表面进行正常清洗。
2)在N型硅衬底背表面用PECVD沉积n/i硅薄膜层2，n/i硅薄膜层2由10nm本征非晶硅薄膜层和20nm的n型非晶硅薄膜层构成。
3)在n型非晶硅薄膜层上沉积用MOCVD生长一层100nm厚的ZnO薄膜3。
4)在ZnO薄膜层3表面用PECVD沉积一层50nm厚的SiO2薄膜4，通过激光加热技术刻蚀SiO2薄膜层4形成接触孔5到ZnO薄膜层3。
5)在SiO2薄膜4表面上真空蒸发镀上一层金属Al层6，金属Al层通过接触孔5与ZnO薄膜层3形成点接触。
6)在硅衬底1正表面用PECVD沉积p/i硅薄膜层7，沉积顺序为5nm本征非晶硅薄膜层和10nm的p型纳米硅薄膜。
7)在p型层表面用磁控溅射沉积一层70nm厚的ITO透明导电薄膜8，然后在透明导电薄膜上丝网印刷上金属Ag电极9。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种点接触背面场异质结太阳电池，其特征在于：采用N型硅片作为衬底，硅衬底背表面依次沉积n/i硅薄膜、导电薄膜、绝缘薄膜和金属层；所述绝缘薄膜层有接触孔，所述金属电极与导电薄膜层通过接触孔形成点接触；所述硅衬底正表面沉积p/i硅薄膜层，在p型层表面有透明导电薄膜及在其上设置的金属电极。
2.如权利要求1所述的一种点接触背面场异质结太阳电池，其特征在于：所述硅薄膜为非晶硅、微晶硅、纳米硅或非晶锗硅薄膜之一。
3.如权利要求1所述的一种点接触背面场异质结太阳电池，其特征在于：所述n/i硅薄膜层，由本征硅薄膜层和n型硅薄膜层构成，所述p/i硅薄膜层，由本征硅薄膜层和p型硅薄膜层构成。
4.如权利要求1和3所述的一种点接触背面场异质结太阳电池，其特征在于：所述本征硅薄膜层起钝化层作用，n型硅薄膜层起背表面场作用，p型硅薄膜层与N型硅衬底形成pn结结构。
5.如权利要求1所述的一种点接触背面场异质结太阳电池，其特征在于：所述绝缘薄膜层有接触孔，接触孔可通过腐蚀、激光加热技术或等离子体刻蚀实现。
6.如权利要求1和5所述的一种点接触背面场异质结太阳电池，其特征在于：所述金属电极通过接触孔与导电薄膜层形成点接触。
7.如权利要求1-6所述的一种点接触背面场异质结太阳电池的制造方法，其步骤包括：1)用常规方法对N型硅衬底正表面作织构，并进行正常清洗；2)在所述N型硅衬底背表面用PECVD沉积n/i硅薄膜层，沉积顺序为本征层、n型掺杂层；3)在所述n型硅薄膜层上沉积导电薄膜层；4)在所述导电薄膜层表面沉积一层绝缘薄膜；5)在所述的绝缘薄膜层通过腐蚀、等离子体刻蚀或激光加热技术形成接触孔到导电薄膜层；6)在所述绝缘薄膜表面上沉积一层金属层，金属电极通过接触孔与导电薄膜层形成点接触；7)在所述硅衬底正表面用PECVD沉积p/i硅薄膜层，沉积顺序为本征层、p型层；8)在所述p型硅薄膜层表面沉积一层透明导电薄膜后，在所述透明导电薄膜上设置金属电极。
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