CN106784039A - 选择性背表面场的n型双面电池结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种选择性背表面场的N型双面电池结构，包括基体，基体为N型，基体正面为掺硼的发射极，发射极上沉积有第一钝化减反膜层，第一钝化减反膜层上设有正面电极，正面电极穿过第一钝化减反膜与发射极形成欧姆接触；基体背面设有磷掺杂的背场区域，磷掺杂的背场区域包括磷轻掺杂的背场区域和磷重掺杂的背场区域，磷掺杂的背场区域上沉积第二钝化减反膜层，第二钝化减反膜层上设有局部背面电极，局部背面电极在磷重掺杂背场区域内并穿过第二减反钝化膜与磷重掺杂的背场区域形成欧姆接触；本发明能够降低背表面的复合速率，从而提高电池效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种选择性背表面场的N型双面电池结构。
背景技术
目前太阳能电池中使用的硅材料主要有两类，分别为N型硅材料和P型硅材料。其中，N型硅材料与P型硅材料相比，具有以下的优点：N型材料中的杂质对少子空穴的捕获能力低于P型材料中的杂质对少子电子的捕获能力。相同电阻率的N型硅片的少子寿命比P型硅片的高，达到毫秒级。N型硅片对金属污杂的容忍度要高于P型硅片，Fe、Cr、Co、W、Cu、Ni等金属对P型硅片的影响均比N型硅片大。N型硅电池组件在弱光下表现出比常规P型硅组件更优异的发电特性。人们越来越关注少子寿命更高、发展潜力更大的N型电池。
但是，在N型双面电池中制约效率的主要因素是金属化带来的复合，特别是背表面金属区域的复合。
上述问题是在太阳能电池的设计与生产过程中应当予以考虑并解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种选择性背表面场的N型双面电池结构，在金属区域采用通过PSG的激光掺杂工艺来形成高掺杂浓度区域以降低金属区域的复合，从而降低背表面整体的复合，解决现有技术中存在的背表面金属区域复合严重，制约N型双面电池效率的问题。
本发明的技术解决方案是：
选择性背表面场的N型双面电池结构，包括基体，基体为N型，基体正面为掺硼的发射极，发射极上沉积有第一钝化减反膜层，第一钝化减反膜层上设有正面电极，正面电极穿过第一钝化减反膜与发射极形成欧姆接触；基体背面设有磷掺杂的背场区域，磷掺杂的背场区域包括磷轻掺杂的背场区域和磷重掺杂的背场区域，磷重掺杂的背场区域和磷轻掺杂的背场区域相邻并均匀排布于背表面，磷掺杂的背场区域上沉积第二钝化减反膜层，第二钝化减反膜层上设有局部背面电极，局部背面电极在磷重掺杂背场区域内并穿过第二减反钝化膜与磷重掺杂的背场区域形成欧姆接触。
进一步地，基体正面的发射极采用三溴化硼BBr3高温扩散、丝网印刷含硼浆料高温退火、常压化学气相沉积APCVD法沉积硼硅玻璃BSG退火或离子注入硼源退火工艺形成。
进一步地，第一钝化减反膜采用SiNx、SiO2、TiO2、Al2O3、SiOxNy薄膜中的一种或者多种，厚度为50-90nm；基体背面的第二钝化减反膜是SiNx、SiO2、TiO2、Al2O3、SiOxNy薄膜中的一种或者多种，厚度为50-90nm。
进一步地，基体背面的磷轻掺杂的背场区域采用高温扩散或常压化学气相沉积APCVD法沉积硼硅玻璃BSG退火形成，基体背面的磷轻掺杂区域背场方阻为90-250ohm/sq。
进一步地，基体背面的磷重掺杂背场区域采用激光掺杂工艺形成，方阻为10-50ohm/sq。
进一步地，基体背面的磷重掺杂背场区域为直线或者线段，宽度为80微米-600微米，磷重掺杂背场区域占基体背面面积的比例为8%-30%。
进一步地，正面电极与局部背面电极分别采用丝网印刷、电镀、化学镀、喷墨打印、物理气相沉积金属层形成，其中，金属采用Ni、Cu、Ag、Ti、Pd、Cr中一种或多种的组合。
进一步地，磷重掺杂背场区域为直线时，形成局部背面电极后，连接主栅将各个局部背面电极相互连接，连接主栅不与局部背场区域形成欧姆接触。
进一步地，局部背面电极为直线时宽度为10-100μm，连接主栅宽度为0.5mm-1.5mm；连接主栅采用丝网印刷烧结、导电胶粘接或者金属线焊接而成，连接主栅为Ag或表面包覆有镀In、Sn、Pb的Cu带或者含有金属颗粒的有机物。
进一步地，磷重掺杂背场区域为线段时，形成局部背面电极后，连接细栅将各个局部背面电极相互连接，再汇流到连接主栅线上，连接细栅与连接主栅线均不与局部背场区域形成欧姆接触。
进一步地，局部背面电极为线段时宽度为10-100μm，连接细栅宽度为20μm-100μm，连接主栅宽度为0.5mm-1.5mm；连接细栅和连接主栅分别采用丝网印刷烧结、导电胶粘接或者金属线焊接而成，连接细栅和主栅为Ag或表面包覆有镀In、Sn、Pb的Cu带或者含有金属颗粒的有机物。
本发明的有益效果是：该种选择性背表面场的N型双面电池结构，在金属区域采用通过PSG的激光掺杂工艺来形成高掺杂浓度区域降低金属区域的复合，从而降低背表面整体的复合。本发明能够降低背表面的复合速率，从而提高电池效率。
附图说明
图1是本发明实施例选择性背表面场的N型双面电池结构的结构示意图；
图2是实施例二中基体背面的结构示意图；
图3是实施例三中基体背面的结构示意图；
图4是实施例二中基体背面的局部背面电极的结构示意图；
图5是实施例三中基体背面的局部背面电极的结构示意图；
其中：1-基体，2-发射极，3-第一钝化减反膜层，4-正面电极，5-磷轻掺杂的背场区域，6-磷重掺杂的背场区域，7-第二钝化减反膜层，8-局部背面电极，9-连接细栅，10-连接主栅。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
一种选择性背表面场的N型双面电池结构，如图1，包括基体1，基体1为N型，基体1正面为掺硼的发射极2，发射极2上沉积有第一钝化减反膜层3，第一钝化减反膜层3上设有正面电极4，正面电极4穿过第一钝化减反膜与发射极2形成欧姆接触；基体1背面设有磷掺杂的背场区域，磷掺杂的背场区域包括磷轻掺杂的背场区域5和磷重掺杂的背场区域6，磷重掺杂的背场区域6与磷轻掺杂的背场区域5相邻并均匀分布于背场区域，磷掺杂的背场区域上沉积第二钝化减反膜层7，第二钝化减反膜层7上设有局部背面电极8，局部背面电极8在磷重掺杂背场区域内并穿过第二减反钝化膜与磷重掺杂的背场区域6形成欧姆接触。
该种背面局部重掺杂的N型双面电池结构，在金属区域采用通过PSG的激光掺杂工艺来形成高掺杂浓度区域降低金属区域的复合，从而降低背表面整体的复合。本发明能够降低背表面的复合，从而提高电池效率。
第一钝化减反膜采用SiNx、SiO2、TiO2、Al2O3、SiOxNy薄膜中的一种或者多种，厚度为50-90nm；基体1背面的第二钝化减反膜是SiNx、SiO2、TiO2、Al2O3、SiOxNy薄膜中的一种或者多种，厚度为50-90nm。
基体1背面的磷轻掺杂背场采用高温扩散或APCVD沉积PSG高温退火形成，基体1背面的磷轻掺杂背场方阻为90-250ohm/sq。
基体1背面的磷重掺杂背场区域采用激光掺杂工艺形成，方阻为10-50ohm/sq。基体1背面的磷重掺杂背场区域为直线或者线段，宽度为80微米-600微米，磷重掺杂背场区域占基体1背面面积的比例为8%-30%。
正面电极4与局部背面电极8分别采用丝网印刷、电镀、化学镀、喷墨打印、物理气相沉积金属层形成，其中，金属采用Ni、Cu、 Ag、Ti、Pd、Cr中一种或多种的组合。
实施例二
实施例二与实施例一基本相同，实施例二与实施例一的不同之处在于：如图1、图2和图4所示，N型基体1，基体1正面BBr3高温扩散，方阻65ohm/sq，其上高温氧化生成10nm SiO2薄膜，其上沉积65nmSiNx薄膜，采用丝网印刷印刷AgAl电极。基体1背面采用高温扩散形成磷轻掺杂的背场区域5，方阻为150ohm/sq，通过PSG的激光掺杂形成局部磷重掺杂背场区域，方阻为30ohm，为直线，宽度为200μm，占基体1背面面积10%，基体1背面高温生长10nmSiO2薄膜，并沉积65nmSiNx薄膜，采用烧穿浆料丝网印刷印刷Ag电极，烧结后形成局部背面电极8，局部背面电极8与磷重掺杂的背场区域6形成欧姆接触，使用非烧穿Ag浆料印刷连接主栅10将局部背面电极8连接起来。
实施例三
实施例三与实施例一基本相同，实施例三与实施例一的不同之处在于：如图1、图3和图5所示，N型基体1，基体1的正面APCVD沉积BSG高温退火，方阻75ohm/sq，其上原子层沉积法沉积10nm Al2O3薄膜，其上沉积60nmSiNx薄膜，采用PVD法沉积Ti、Pd、Ag金属电极，宽度为40μm。基体1的背面采用APCVD沉积BSG退火扩散形成磷轻掺杂的背场区域5，方阻为200ohm/sq，通过激光掺杂形成局部磷重掺杂背场区域，方阻为40ohm，为线段，宽度为300微米，占背表面面积15%，背面沉积75nmSiNx薄膜，采用PVD法沉积Ti、Pd、Ag金属电极，宽度为50μm，采用Sn包覆的Cu线，直径200μm，作为连接细栅9，包覆In的Cu线，宽度1mm作为连接主栅10将局部背面电极连接起来。
Claims (11)
1.一种选择性背表面场的N型双面电池结构，其特征在于：包括基体，基体为N型，基体正面为掺硼的发射极，发射极上沉积有第一钝化减反膜层，第一钝化减反膜层上设有正面电极，正面电极穿过第一钝化减反膜与发射极形成欧姆接触；基体背面设有磷掺杂的背场区域，磷掺杂的背场区域包括磷轻掺杂的背场区域和磷重掺杂的背场区域，磷重掺杂的背场区域和磷轻掺杂的背场区域相邻并均匀排布于背表面，磷掺杂的背场区域上沉积第二钝化减反膜层，第二钝化减反膜层上设有局部背面电极，局部背面电极在磷重掺杂背场区域内并穿过第二减反钝化膜与磷重掺杂的背场区域形成欧姆接触。
2.如权利要求1所述的选择性背表面场的N型双面电池结构，其特征在于：基体正面的发射极采用BBr3高温扩散、丝网印刷含硼浆料高温退火、常压化学气相沉积APCVD法沉积硼硅玻璃BSG退火或离子注入硼源退火工艺形成。
3.如权利要求1所述的选择性背表面场的N型双面电池结构，其特征在于：第一钝化减反膜采用SiNx、SiO2、TiO2、Al2O3、SiOxNy薄膜中的一种或者多种，厚度为50-90nm；基体背面的第二钝化减反膜是SiNx、SiO2、TiO2、Al2O3、SiOxNy薄膜中的一种或者多种，厚度为50-90nm。
4.如权利要求1所述的选择性背表面场的N型双面电池结构，其特征在于：基体背面的磷轻掺杂的背场区域采用高温扩散或常压化学气相沉积APCVD沉积磷硅玻璃PSG高温退火形成，基体背面的磷轻掺杂的背场区域方阻为90-250ohm/sq。
5.如权利要求4所述的选择性背表面场的N型双面电池结构，其特征在于：基体背面的磷重掺杂背场区域采用激光掺杂工艺形成，方阻为10-50ohm/sq。
6.如权利要求5所述的选择性背表面场的N型双面电池结构，其特征在于：基体背面的磷重掺杂背场区域为直线或者线段，宽度为80微米-600微米，磷重掺杂背场区域占基体背面面积的比例为8%-30%。
7.如权利要求1-6任一项所述的选择性背表面场的N型双面电池结构，其特征在于：正面电极与局部背面电极分别采用丝网印刷、电镀、化学镀、喷墨打印、物理气相沉积金属层形成，其中，金属采用Ni、Cu、Ag、Ti、Pd、Cr中一种或多种的组合。
8.如权利要求1-6任一项所述的选择性背表面场的的N型双面电池结构，其特征在于：磷重掺杂背场区域为直线时，形成局部背面电极后，连接主栅将各个局部背面电极相互连接，连接主栅不与局部背场区域形成欧姆接触。
9.如权利要求8所述的选择性背表面场的N型双面电池结构，其特征在于：局部背面电极为直线，宽度为10-100μm，连接主栅宽度为0.5mm-1.5mm；连接主栅采用丝网印刷烧结、导电胶粘接或者金属线焊接而成，连接主栅为Ag或表面包覆有镀In、Sn、Pb的Cu带或者含有金属颗粒的有机物。
10.如权利要求1-6任一项所述的选择性背表面场的N型双面电池结构，其特征在于：磷重掺杂背场区域为线段，形成局部背面电极后，连接细栅将各个局部背面电极相互连接，再汇流到连接主栅线上，连接细栅与连接主栅线均不与局部背场区域形成欧姆接触。
11.如权利要求10所述的背面选择性背场的N型双面电池结构，其特征在于：局部背面电极为线段，宽度为10-100μm，连接细栅宽度为20μm-100μm，连接主栅宽度为0.5mm-1.5mm；连接细栅和连接主栅分别采用丝网印刷烧结、导电胶粘接或者金属线焊接而成，连接细栅和主栅为Ag或表面包覆有镀In、Sn、Pb的Cu线。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108447918A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-08-24 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | 一种钝化接触多晶硅薄膜的掺杂结构及其制备方法 |
| CN109671793A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-04-23 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种n型双面电池及其制备方法 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN102468365A (zh) * | 2010-11-18 | 2012-05-23 | 台湾茂矽电子股份有限公司 | 双面太阳能电池的制造方法 |
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-
2017
- 2017-01-24 CN CN201710055118.8A patent/CN106784039A/zh active Pending
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