CN103390660A - 晶体硅太阳能电池及其制作方法 - Google Patents

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郭群超
庞宏杰
王凌云
柳琴
白晓宇
张愿成
张滢清
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Abstract

本发明公开了一种晶体硅太阳能电池，它包括晶体硅片衬底，在晶体硅片衬底的相对两端面分别设有垂直于硅片端面的多个横向PN结，各PN结分别由P型层和N型层构成，在晶体硅片衬底的前表面顺序设有绒面和减反射层，在晶体硅片衬底的背表面设有金属电极和/或P+层。其制作方法包括硅片预处理、垂直结构处理、横向PN结制作、绒面制作、沉积减反射层、沉积绝缘层和金属化。本发明的晶体硅太阳能电池可以有效减少入射光损失；降低电极电阻和接触电阻；有效的提高了太阳能电池的短路电流、开路电压和填充因子，提高了太阳能电池的转换效率；输出电压高，可用于特殊场合。

Description

晶体硅太阳能电池及其制作方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池，特别涉及一种晶体硅太阳能电池及其制作方法。
背景技术
目前常规工业化晶体硅太阳能电池是由平行于硅片表面的一个平面PN结构成，电极分别位于硅片的前表面和背表面，如图1所示。图中所示，1-P型层，2-N型层，3-绒面，4-减反射层，5-P区电极，6-N区电极，7-P+层。
掺杂层与吸收层平行，位于吸收层的上方，入射光先经过掺杂层再进入吸收层。由于掺杂层对光生电流没有贡献，因此应尽量减少掺杂层对光的吸收，减少光损耗。
电池的正面金属栅线面积约占整个电池面积的8％，其中60％的面积是细栅线(finger，也称为副栅线)，40％的面积为主栅线(busbar)。金属栅线由不透光的银颗粒及玻璃体组成。由于栅线的遮挡，会降低入射光的吸收。由于表面栅线金属杂质的存在，会在电池表面产生复合，造成的电池效率损失。如果将正面所有的细栅线和主栅移至背面，将大大增加电池的短路电流。
发明内容
本发明的目的，就是为了提供一种能减少掺杂层对光的吸收，减少光损耗的晶体硅太阳能电池及其制作方法。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种晶体硅太阳能电池，包括晶体硅片衬底，在晶体硅片衬底的相对两端面分别设有垂直于硅片端面的多个横向PN结，各PN结分别由P型层和N型层构成，在晶体硅片衬底的前表面顺序设有绒面和减反射层，在晶体硅片衬底的背表面设有金属电极和/或P+层。
所述的多个横向PN结串联。
所述的减反射层为SiNx、TiO2薄膜或TCO。
在晶体硅片衬底的前表面的绒面和减反射层之间设有绝缘层。
所述的绝缘层为SiO2薄膜。
上述晶体硅太阳能电池的制作方法，包括以下步骤：
A、硅片预处理：将晶体硅片衬底表面清洗干净；
B、垂直结构处理：把晶体硅片衬底的相对两端面分别纵向分隔成多个PN结区域，并将每个PN结区域分隔成p区和N区；
C、制作横向PN结：或在N型硅片上的P区进行硼掺杂，形成多个横向PN结；或在P型硅片上的N区进行磷掺杂，形成多个横向PN结；
D、绒面制作：在晶体硅片衬底的前表面用腐蚀液或反应离子刻蚀形成绒面；
E、沉积减反射层：在绒面上沉积减反射薄膜；
F、金属化：在晶体硅片衬底的背表面对应于各PN结区域的p区和n区分别制作电极或P+层。
在步骤D绒面制作之后，先沉积一层绝缘层，再进行步骤E。
所述的垂直结构处理采用离子注入的方法。
所述的横向PN结和P+层采用扩散或离子注入的方法制作；所述的电极采用丝网印刷、喷墨印刷、淀积、溅射、蒸镀或电镀的方法制作。
所述的减反射层和绝缘层采用气相沉积、溅射或蒸发的方法制作。
本发明由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，具有以下的优点和特点：
1、掺杂层垂直于硅片端面，光线不经过掺杂层直接入射到吸收层，可以有效减少入射光损失；
2、电池前表面没有电极，可以消除栅线对入射光的遮挡，增加入射光的吸收，减少表面复合来改善表面钝化性能，有利于提高电池的短路电流，降低电极电阻和接触电阻；
3、P+层可以减少电极的接触电阻；
4、背面金属电极可以只引两边电极出来，子电池串联，输出电压高，可用于特殊场合。
附图说明
图1为现有技术常规晶体硅太阳能电池的结构示意图。
图2为本发明晶体硅太阳能电池的端视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
参见图2，本发明的一种晶体硅太阳能电池，包括晶体硅片衬底，晶体硅片衬底为N型或P型晶体硅片，在晶体硅片衬底的相对两端面分别设有垂直于硅片端面的多个横向PN结，多个横向PN结串联。各PN结分别由P型层1和N型层2构成，在晶体硅片衬底的前表面顺序设有绒面3和减反射层4，在晶体硅片衬底的背表面设有P区金属电极5和N区金属电极6和/或P+层7。
本发明中的减反射层为SiNx、TiO2薄膜或TCO。
本发明在晶体硅片衬底的前表面的绒面和减反射层之间还可以设有绝缘层8，该绝缘层为SiO2薄膜。
本发明中的金属电极为铝或银。
上述晶体硅太阳能电池的制作方法，包括以下步骤：
1、硅片预处理：采用厚度为100-300mm、电阻率为0.3-3Ω·cm的P型单晶硅片为衬底用碱液对衬底表面进行清洗；
2、垂直结构处理：把晶体硅片衬底的相对两端面采用离子注入的方法分别纵向分隔成多个PN结区域，并将每个PN结区域分隔成p区和N区；
2、横向PN结制作：在各N区采用离子注入的方法进行磷掺杂，形成多个横向PN结；
3、P+层制作：在硅片背表面的N区涂上抗蚀剂并烘干，用扩散的方法进行硼扩散，扩散深度100-1000μm，并去除抗蚀剂；
4、绒面制作：用碱液对硅片表面进行处理，形成绒面，腐蚀深度20-40μm。
5、沉积绝缘层：用磁控溅射的方法在硅片前表面的绒面上沉积一层SiO2绝缘薄膜，厚度为50nm-70nm；
6、沉积减反射层：用PECVD在硅片前表面的绝缘层上沉积一层SiNx减反射薄膜，厚度为30nm-80nm；
7、金属化：在晶体硅片衬底的背表面对应于各PN结区域的p区和n区分别电镀金属铝电极或银电极，然后在烧结炉中400℃以下低温烧结或者激光烧结形成电极欧姆接触。

Claims (10)

1.一种晶体硅太阳能电池，其特征在于：包括晶体硅片衬底，在晶体硅片衬底的相对两端面分别设有垂直于硅片端面的多个横向PN结，各PN结分别由P型层和N型层构成，在晶体硅片衬底的前表面顺序设有绒面和减反射层，在晶体硅片衬底的背表面设有金属电极和/或P+层。
2.如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述的多个横向PN结串联。
3.如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述的减反射层为SiNx、TiO2薄膜或TCO。
4.如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于：在晶体硅片衬底的前表面的绒面和减反射层之间设有绝缘层。
5.如权利要求4所述的晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述的绝缘层为SiO2薄膜。
6.如权利要求1所述的晶体硅太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、硅片预处理：将晶体硅片衬底表面清洗干净；
B、垂直结构处理：把晶体硅片衬底的相对两端面分别纵向分隔成多个PN结区域，并将每个PN结区域分隔成p区和N区；
C、制作横向PN结：或在N型硅片上的P区进行硼掺杂，形成多个横向PN结；或在P型硅片上的N区进行磷掺杂，形成多个横向PN结；
D、绒面制作：在晶体硅片衬底的前表面用腐蚀液或反应离子刻蚀形成绒面；
E、沉积减反射层：在绒面上沉积减反射薄膜；
F、金属化：在晶体硅片衬底的背表面对应于各PN结区域的p区和n区分别制作电极和/或P+层。
7.如权利要求6所述的晶体硅太阳能电池的制作方法，其特征在于：在步骤D绒面制作之后，先沉积一层绝缘层，再进行步骤E。
8.如权利要求6所述的晶体硅太阳能电池的制作方法，其特征在于：所述的垂直结构处理采用离子注入的方法。
9.如权利要求6所述的晶体硅太阳能电池的制作方法，其特征在于：所述的横向PN结和P+层采用扩散或离子注入的方法制作；所述的电极采用丝网印刷、喷墨印刷、淀积、溅射、蒸镀或电镀的方法制作。
10.如权利要求6或7所述的晶体硅太阳能电池的制作方法，其特征在于：所述的减反射层和绝缘层采用气相沉积、溅射或蒸发的方法制作。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105244392A (zh) * 2015-11-09 2016-01-13 常州天合光能有限公司 一种用于汽车车顶棚提高阴影遮挡可靠性的光伏电池及其制备方法
RU2606794C2 (ru) * 2015-03-03 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Устройство и способ изготовления двухстороннего кремниевого матричного солнечного элемента
CN106409925A (zh) * 2016-11-30 2017-02-15 上海电机学院 一种新型晶体硅太阳能电池结构及其制造工艺
CN106449847A (zh) * 2016-11-29 2017-02-22 上海电机学院 一种具有垂直pn异质结的太阳能电池及其制作方法
CN106684162A (zh) * 2016-11-29 2017-05-17 上海电机学院 一种具有交叉电极的晶体硅太阳能电池及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3969746A (en) * 1973-12-10 1976-07-13 Texas Instruments Incorporated Vertical multijunction solar cell
US4082570A (en) * 1976-02-09 1978-04-04 Semicon, Inc. High intensity solar energy converter
US4332973A (en) * 1974-11-08 1982-06-01 Sater Bernard L High intensity solar cell
JPH04109681A (ja) * 1990-08-29 1992-04-10 Oki Electric Ind Co Ltd 縦型ｐｎ接合太陽電池
CN101375414A (zh) * 2005-12-23 2009-02-25 英飞凌科技奥地利股份公司 用于制造太阳能电池的方法和太阳能电池
JP2009152223A (ja) * 2007-12-18 2009-07-09 Kobe Steel Ltd 太陽電池セルパネル、太陽電池モジュール、太陽電池セルパネルの製造方法、および、太陽電池モジュールの製造方法
CN102208492A (zh) * 2011-05-20 2011-10-05 上海采日光伏技术有限公司 一种太阳能电池的制作方法
CN202662651U (zh) * 2012-05-09 2013-01-09 上海太阳能工程技术研究中心有限公司 晶体硅太阳能电池

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3969746A (en) * 1973-12-10 1976-07-13 Texas Instruments Incorporated Vertical multijunction solar cell
US4332973A (en) * 1974-11-08 1982-06-01 Sater Bernard L High intensity solar cell
US4082570A (en) * 1976-02-09 1978-04-04 Semicon, Inc. High intensity solar energy converter
JPH04109681A (ja) * 1990-08-29 1992-04-10 Oki Electric Ind Co Ltd 縦型ｐｎ接合太陽電池
CN101375414A (zh) * 2005-12-23 2009-02-25 英飞凌科技奥地利股份公司 用于制造太阳能电池的方法和太阳能电池
JP2009152223A (ja) * 2007-12-18 2009-07-09 Kobe Steel Ltd 太陽電池セルパネル、太陽電池モジュール、太陽電池セルパネルの製造方法、および、太陽電池モジュールの製造方法
CN102208492A (zh) * 2011-05-20 2011-10-05 上海采日光伏技术有限公司 一种太阳能电池的制作方法
CN202662651U (zh) * 2012-05-09 2013-01-09 上海太阳能工程技术研究中心有限公司 晶体硅太阳能电池

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2606794C2 (ru) * 2015-03-03 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Устройство и способ изготовления двухстороннего кремниевого матричного солнечного элемента
CN105244392A (zh) * 2015-11-09 2016-01-13 常州天合光能有限公司 一种用于汽车车顶棚提高阴影遮挡可靠性的光伏电池及其制备方法
CN106449847A (zh) * 2016-11-29 2017-02-22 上海电机学院 一种具有垂直pn异质结的太阳能电池及其制作方法
CN106684162A (zh) * 2016-11-29 2017-05-17 上海电机学院 一种具有交叉电极的晶体硅太阳能电池及其制备方法
CN106409925A (zh) * 2016-11-30 2017-02-15 上海电机学院 一种新型晶体硅太阳能电池结构及其制造工艺

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