CN103035772A - Hit太阳能电池结构 - Google Patents

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陆中丹
崔艳峰
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Abstract

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是一种HIT太阳能电池结构，包括N型硅片基材，在N型硅片基材的受光面具有用于形成异质结的P型重掺杂非晶硅膜，在P型重掺杂非晶硅膜上具有透明导电膜，透明导电膜上具有正面电极，透明导电膜为P型透明导电膜。P型透明导电膜为Ga、As、N共掺杂的ZnO透明导电膜。本发明的有益效果是：该结构HIT太阳能电池可以在保证光的透过率及高的导电率的同时降低载流子在P型重掺杂非晶硅膜与透明导电膜之间的势垒，提高电池的短路电流密度，从而提高电池的效率。

Description

HIT太阳能电池结构
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是一种HIT太阳能电池结构。
背景技术
HIT太阳能电池既具有晶体硅太阳能电池的高效率和高稳定性,同时由于制备过程中不存在高温过程，能耗小,工艺相对简单，因此，HIT电池还具有比单晶硅电池更好的温度特性,在高温下也能有较高的输出。因此，HIT电池作为高效率、低成本的太阳能电池,近年来备受人们的关注，已经成为太阳能电池的发展方向之一。目前三洋公司产业化的HIT太阳能电池的效率已达到21%，其实验室效率更是超过了23%。三星、周星（Jusung）等公司也达到了大于21%的效率。这些HIT均采用正反面对称使用n型的TCO薄膜作为窗口层的设计。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种HIT太阳能电池结构，进一步提高HIT太阳能电池的效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种HIT太阳能电池结构，包括N型硅片基材，在N型硅片基材的受光面具有用于形成异质结的P型重掺杂非晶硅膜，在P型重掺杂非晶硅膜上具有透明导电膜，透明导电膜上具有正面电极，透明导电膜为P型透明导电膜。P型重掺杂非晶硅膜上沉积的P型透明导电膜，可以降低载流子的势垒，增加短路电流密度，从而提高其电池效率。
为保证P型透明导电膜的低电阻率，P型透明导电膜为Ga、As、N共掺杂的ZnO透明导电膜。
进一步限定，N型硅片基材和P型重掺杂非晶硅膜之间具有本征非晶硅膜。
进一步限定，P型透明导电膜与P型重掺杂非晶硅膜之间具有Al2O3薄膜。Al2O3薄膜可以提高P型透明导电膜的晶格匹配性，提高其结晶性，从而提高电池的电学性质。
进一步限定，Al2O3薄膜的厚度为5~10nm。
进一步限定，在N型硅片基材的背光面具有N型重掺杂非晶硅膜，在N型重掺杂非晶硅膜上具有透明导电膜，在透明导电膜上具有背面电极。
进一步限定，N型重掺杂非晶硅膜上的透明导电膜为ITO透明导电膜，在N型硅片基材和N型重掺杂非晶硅膜之间具有本征非晶硅膜。
进一步限定，本征非晶硅膜、n型重掺杂非晶硅膜、P型重掺杂非晶硅膜和Al2O3薄膜均采用PECVD沉积，Ga、As、N共掺杂的ZnO透明导电膜采用电子束蒸发法沉积，背面的ITO透明导电膜采用反应等离子体沉积法沉积。
本发明的有益效果是：该结构HIT太阳能电池可以在保证光的透过率及高的导电率的同时降低载流子在P型重掺杂非晶硅膜与透明导电膜之间的势垒，提高电池的短路电流密度，从而提高电池的效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图中，1.硅片基材，2.P型重掺杂非晶硅膜，3.正面电极，4.Ga、As、N共掺杂的ZnO透明导电膜，5.本征非晶硅膜，6.Al2O3薄膜，7.N型重掺杂非晶硅膜，8.ITO透明导电膜，9.背面电极。
具体实施方式
如图1所示，一种HIT太阳能电池结构，包括N型硅片基材1，在N型硅片基材1的受光面具有用于形成异质结的P型重掺杂非晶硅膜2，在P型重掺杂非晶硅膜2上具有透明导电膜，透明导电膜上具有正面电极3，透明导电膜为P型透明导电膜。P型透明导电膜为Ga、As、N共掺杂的ZnO透明导电膜4。N型硅片基材1和P型重掺杂非晶硅膜2之间具有本征非晶硅膜5，本征非晶硅膜5的厚度为5nm~15nm。P型透明导电膜与P型重掺杂非晶硅膜2之间具有Al2O3薄膜6，Al2O3薄膜6的厚度约为5~10nm，优选为5nm。
在N型硅片基材1的背光面具有N型重掺杂非晶硅膜7，在N型重掺杂非晶硅膜7上具有ITO透明导电膜8，在ITO透明导电膜8上具有背面电极9，在N型硅片基材1和N型重掺杂非晶硅膜7之间具有本征非晶硅膜5，本征非晶硅膜5的厚度为5nm~15nm。
本征非晶硅膜5、N型重掺杂非晶硅膜7、P型重掺杂非晶硅膜2和Al2O3薄膜6均采用PECVD沉积，Ga、As、N共掺杂的ZnO透明导电膜4采用电子束蒸发法沉积，背面的ITO透明导电膜8采用反应等离子体沉积法沉积，可以减少其对非晶硅膜的损伤，保持非晶硅膜的钝化效果。
制备过程主要为：
1)在N型单晶硅片基材1上制作大小均匀的金字塔结构的绒面，且硅片基材1的表面要求光亮，无斑点，划痕，水痕等；
2)采用PECVD分别沉积本征非晶硅膜5，P型重掺杂非晶硅膜2，N型重掺杂非晶硅膜7以及正面的Al2O3薄膜6。
3)利用电子束蒸发法沉积在HIT电池正面的Ga、As、N共掺杂的ZnO透明导电膜4，沉积厚度为75~85nm，优选为80nm，且基底温度为100℃~150℃，优选为130度，靶材为GaAs与GaN与ZnO粉末混合均匀后压制烧结而成的。
4)采用反应等离子体沉积方法沉积HIT电池背面的ITO透明导电膜8，沉积的厚度约为80nm,沉积的基底温度为130度，同时通入Ar与O2，且O2/Ar约为0.15。
5)用丝网印刷工艺印刷低温银浆料，做所有正反面的正面电极3和背面电极9。

Claims (8)

1.一种HIT太阳能电池结构，包括N型硅片基材（1），在N型硅片基材（1）的受光面具有用于形成异质结的P型重掺杂非晶硅膜（2），在P型重掺杂非晶硅膜（2）上具有透明导电膜，透明导电膜上具有正面电极（3），其特征是：所述的透明导电膜为P型透明导电膜。
2.根据权利要求1所述的HIT太阳能电池结构，其特征是：所述的P型透明导电膜为Ga、As、N共掺杂的ZnO透明导电膜（4）。
3.根据权利要求1所述的HIT太阳能电池结构，其特征是：所述的N型硅片基材（1）和P型重掺杂非晶硅膜（2）之间具有本征非晶硅膜（5）。
4.根据权利要求1所述的HIT太阳能电池结构，其特征是：所述的P型透明导电膜与P型重掺杂非晶硅膜（2）之间具有Al2O3薄膜（6）。
5.根据权利要求1所述的HIT太阳能电池结构，其特征是：所述的Al2O3薄膜（6）的厚度为5~10nm。
6.根据权利要求1所述的HIT太阳能电池结构，其特征是：在所述的N型硅片基材（1）的背光面具有N型重掺杂非晶硅膜（7），在N型重掺杂非晶硅膜（7）上具有透明导电膜，在透明导电膜上具有背面电极（9）。
7.根据权利要求1所述的HIT太阳能电池结构，其特征是：所述的N型重掺杂非晶硅膜（7）上的透明导电膜为ITO透明导电膜（8），在N型硅片基材（1）和N型重掺杂非晶硅膜（7）之间具有本征非晶硅膜（5）。
8.根据权利要求1所述的HIT太阳能电池结构，其特征是：所述的本征非晶硅膜（5）、N型重掺杂非晶硅膜（7）、P型重掺杂非晶硅膜（2）和Al2O3薄膜（6）均采用PECVD沉积，Ga、As、N共掺杂的ZnO透明导电膜（4）采用电子束蒸发法沉积，背面的ITO透明导电膜（8）采用反应等离子体沉积法沉积。
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