CN114512551B - 一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池 - Google Patents
一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114512551B CN114512551B CN202210007310.0A CN202210007310A CN114512551B CN 114512551 B CN114512551 B CN 114512551B CN 202210007310 A CN202210007310 A CN 202210007310A CN 114512551 B CN114512551 B CN 114512551B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- photovoltaic cell
- topcon
- type
- type doped
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 33
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims abstract description 24
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical group N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 2
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/032—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312
- H01L31/0321—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, only compounds not provided for in groups H01L31/0272 - H01L31/0312 characterised by the doping material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池，包括在p型硅片背面依次设置的第一遂穿层、p型掺杂多晶硅层、第一钝化减反层以及背面电极；所述双面TOPCon光伏电池还包括在所述p型硅片正面依次设置的n型掺杂发射极层、第二遂穿层、n型掺杂Ga2O3层、第二钝化减反层以及正面电极。本发明的技术方案中，在双面p型TOPCon光伏电池的正面结构中采用n型掺杂Ga2O3层代替现有的重掺杂多晶硅层，n型掺杂Ga2O3层具有较大的禁带宽度(～4.8eV)，在可见光范围内具有更高的透过率，可以提高可见光的入射效率，从而有效提高光伏电池的电流输出能力。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电池技术领域，具体涉及一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池。
背景技术
晶体硅表面会产生界面态，界面态会影响少数载流子浓度从而降低电池的光电转化效率。双面TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)结构太阳电池可以避免上述问题。在现有的双面p型TOPCon结构太阳电池中，正面的重掺杂多晶硅层的场钝化作用可以显著降低晶硅表面少子复合速率，并且超薄的重掺杂多晶硅层可以保证多子的有效隧穿和显著提高多子的传导性能。然而，由于多晶硅的禁带宽度为1.1eV～1.7eV，因此相当一部分的入射可见光会被正面的多晶硅层吸收，电池的效率有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池，以解决如何提升双面p型TOPCon电池的效率的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池，包括在p型硅片背面依次设置的第一遂穿层、p型掺杂多晶硅层、第一钝化减反层以及背面电极；所述TOPCon光伏电池还包括在所述p型硅片正面依次设置的n型掺杂发射极层、第二遂穿层、n型掺杂Ga2O3层、第二钝化减反层以及正面电极。
其中，所述n型掺杂Ga2O3层的掺杂浓度为1018cm-3～1020cm-3。
其中，所述n型掺杂Ga2O3层的厚度为2nm～200nm。
其中，所述p型硅片的厚度为50μm～200μm，电阻率为0.1Ω·cm～5Ω·cm。
其中，所述第一遂穿层和所述第二遂穿层的材料分别选自SiO2、Al2O3和SiC中的任意一种。
其中，所述第一遂穿层和所述第二遂穿层的厚度分别为1nm～5nm。
其中，所述第一钝化减反层和所述第二钝化减反层的材料为氮化硅或氮氧化硅。
其中，所述第一钝化减反层和所述第二钝化减反层的厚度分别为50nm～200nm。
其中，所述p型掺杂多晶硅层厚度为2nm～200nm。
其中，所述n型掺杂发射极层是通过扩散工艺形成在所述p型硅片正面的表面，所述n型掺杂发射极层的厚度为0.05μm～1μm。
本发明实施例中提供的一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池，在双面p型TOPCon光伏电池的正面结构中采用n型掺杂Ga2O3层代替现有的重掺杂多晶硅层，n型掺杂Ga2O3层具有较大的禁带宽度(～4.8eV)，在可见光范围内具有更高的透过率，可以提高可见光的入射效率，从而有效提高光伏电池的电流输出能力。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池的结构示意图。
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，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本发明实施例提供了一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池，如图1所示，所述双面TOPCon光伏电池包括在p型硅片10背面依次设置的第一遂穿层11、p型掺杂多晶硅层12、第一钝化减反层13以及背面电极14。所述双面TOPCon光伏电池还包括在所述p型硅片10正面依次设置的n型掺杂发射极层15、第二遂穿层16、n型掺杂Ga2O3层17、第二钝化减反层18以及正面电极19。
本发明的光伏电池结构，在双面p型TOPCon光伏电池的正面结构中采用n型掺杂Ga2O3层17代替现有的重掺杂多晶硅层，n型掺杂Ga2O3层17具有较大的禁带宽度(～4.8eV)，在可见光范围内具有更高的透过率，可以提高可见光的入射效率，从而有效提高光伏电池的电流输出能力。
其中，所述n型掺杂Ga2O3层17的掺杂浓度可以选择为1018cm-3～1020cm-3。所述n型掺杂Ga2O3层17的厚度可以为2nm～200nm，例如是2nm、5nm、10nm、20nm、50nm、100nm、120nm、150nm、180nm或200nm。
在具体的技术方案中，所述p型硅片10的厚度可以为50μm～200μm，例如是50μm、60μm、80μm、100μm、120μm、150μm、160μm、180μm或200μm。所述p型硅片10的电阻率优选为0.1Ω·cm～5Ω·cm，例如是0.1Ω·cm、0.5Ω·cm、1.0Ω·cm、1.5Ω·cm、2.0Ω·cm、2.5Ω·cm、3.0Ω·cm、3.5Ω·cm、4.0Ω·cm、4.5Ω·cm、或5Ω·cm。
在具体的技术方案中，所述第一遂穿层11和所述第二遂穿层16的材料分别选自SiO2、Al2O3和SiC中的任意一种，所述第一遂穿层11和所述第二遂穿层16的厚度分别可以为1nm～5nm，例如是1nm、2nm、3nm、4nm或5nm。
在具体的技术方案中，所述p型掺杂多晶硅层12厚度可以为2nm～200nm，例如是2nm、5nm、10nm、20nm、50nm、100nm、150nm或200nm。
其中，所述n型掺杂发射极层15是通过扩散工艺形成在所述p型硅片10正面的表面，所述n型掺杂发射极层15的厚度可以为0.05μm～1μm，例如是0.05μm、0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.5μm、0.6μm、0.8μm或1μm。
在具体的技术方案中，所述第一钝化减反层13和所述第二钝化减反层18的材料为氮化硅(SiNx)或氮氧化硅(SixOyNz)，所述第一钝化减反层13和所述第二钝化减反层18的厚度分别可以为50nm～200nm，例如是50nm、60nm、70nm、80nm、100nm、120nm、150nm、160nm、180nm或200nm。
具体的技术方案中，所述背面电极14和所述正面电极19分别为金属电极。
实施例1
本实施例提供一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池，如图1所示，所述双面TOPCon光伏电池包括在p型硅片10背面依次设置的第一遂穿层11、p型掺杂多晶硅层12、第一钝化减反层13以及背面电极14。所述双面TOPCon光伏电池还包括在所述n型硅片10正面依次设置的n型掺杂发射极层15、第二遂穿层16、n型掺杂Ga2O3层17、第二钝化减反层18以及正面电极19。
其中，p型硅片10的厚度为170μm，电阻率为1.5Ω·cm。
其中，所述第一遂穿层11和所述第二遂穿层16的材料分别为SiO2，厚度为1nm。
其中，所述n型掺杂发射极层15的厚度为0.5μm，电阻率为0.1Ω·cm。所述p型掺杂多晶硅层12厚度为10nm。
其中，所述n型掺杂Ga2O3层17的掺杂浓度为5×1019cm-3，厚度为100nm。
其中，所述第一钝化减反层13和所述第二钝化减反层18的材料为Si3N4，厚度分别为100nm。
实施例2
实施例2与实施例1不同的是，实施例2提供的TOPCon光伏电池中，所述n型掺杂Ga2O3层17，厚度为150nm。
对比例1
对比例1与实施例1不同的是，对比例1提供的TOPCon光伏电池中，参照现有技术的方案，将实施例1的n型掺杂Ga2O3层17替换为n型掺杂的多晶硅，厚度为100nm。
针对以上的实施例1和实施例2以及对比例1的光伏电池进行电性测试，获得电池的开路电压(Voc)、短路电流(Isc)、填充因子(FF)、能量转换效率(Eta)的参数，如下表1的数据：
表1：
| Voc(V) | Isc(A) | FF(％) | Eta(％) | |
| 实施例1 | 0.680 | 9.28 | 81.5 | 20.41 |
| 实施例2 | 0.680 | 9.23 | 81.6 | 20.32 |
| 对比例1 | 0.679 | 9.13 | 81.7 | 20.01 |
综上所述，本发明实施例中提供的基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池，在双面p型TOPCon光伏电池的正面结构中采用n型掺杂Ga2O3层代替现有的重掺杂多晶硅层，n型掺杂Ga2O3层具有较大的禁带宽度(～4.8eV)，在可见光范围内具有更高的透过率，可以提高可见光的入射效率，从而有效提高光伏电池的电流输出能力。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池，包括在p型硅片背面依次设置的第一遂穿层、p型掺杂多晶硅层、第一钝化减反层以及背面电极；其特征在于，所述双面TOPCon光伏电池还包括在所述p型硅片正面依次设置的n型掺杂发射极层、第二遂穿层、n型掺杂Ga2O3层、第二钝化减反层以及正面电极；其中所述n型掺杂Ga2O3层的掺杂浓度为1018cm-3～1020cm-3，所述n型掺杂Ga2O3层的厚度为2nm～200nm。
2.根据权利要求1所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述p型硅片的厚度为50μm～200μm，电阻率为0.1Ω·cm～5Ω·cm。
3.根据权利要求1所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述第一遂穿层和所述第二遂穿层的材料分别选自SiO2、Al2O3和SiC中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述第一遂穿层和所述第二遂穿层的厚度分别为1nm～5nm。
5.根据权利要求1所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述第一钝化减反层和所述第二钝化减反层的材料为氮化硅或氮氧化硅。
6.根据权利要求5所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述第一钝化减反层和所述第二钝化减反层的厚度分别为50nm～200nm。
7.根据权利要求1所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述p型掺杂多晶硅层的厚度为2nm～200nm。
8.根据权利要求1所述的TOPCon光伏电池，其特征在于，所述n型掺杂发射极层是通过扩散工艺形成在所述p型硅片正面的表面，所述n型掺杂发射极层的厚度为0.05μm～1μm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210007310.0A CN114512551B (zh) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210007310.0A CN114512551B (zh) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114512551A CN114512551A (zh) | 2022-05-17 |
| CN114512551B true CN114512551B (zh) | 2024-03-01 |
Family
ID=81550085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210007310.0A Active CN114512551B (zh) | 2022-01-06 | 2022-01-06 | 一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114512551B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117712199A (zh) | 2022-09-08 | 2024-03-15 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及光伏组件 |
| CN117673176A (zh) * | 2022-09-08 | 2024-03-08 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及光伏组件 |
| CN115832069A (zh) * | 2023-02-13 | 2023-03-21 | 通威太阳能(眉山)有限公司 | 钝化接触结构、太阳电池及制备方法和光伏组件 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN210349847U (zh) * | 2019-10-12 | 2020-04-17 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 一种p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3783668B1 (en) * | 2018-06-22 | 2023-08-30 | Jingao Solar Co., Ltd. | Crystalline silicon solar cell and preparation method therefor, and photovoltaic assembly |
| TWI718703B (zh) * | 2019-10-09 | 2021-02-11 | 長生太陽能股份有限公司 | 太陽能電池及其製造方法 |
-
2022
- 2022-01-06 CN CN202210007310.0A patent/CN114512551B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN210349847U (zh) * | 2019-10-12 | 2020-04-17 | 通威太阳能（安徽）有限公司 | 一种p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114512551A (zh) | 2022-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114512551B (zh) | 一种基于p型硅基底的双面TOPCon光伏电池 | |
| US8686283B2 (en) | Solar cell with oxide tunneling junctions | |
| CN210897294U (zh) | 太阳能电池 | |
| WO2019242761A1 (zh) | 晶体硅太阳能电池及其制备方法、光伏组件 | |
| EP3916814B1 (en) | Photovoltaic module, solar cell, and method for producing solar cell | |
| CN110828583B (zh) | 正面局域钝化接触的晶硅太阳电池及其制备方法 | |
| US10084107B2 (en) | Transparent conducting oxide for photovoltaic devices | |
| CN110707159A (zh) | 一种正背面全面积接触钝化的p型晶硅太阳电池及其制备方法 | |
| KR100850641B1 (ko) | 고효율 결정질 실리콘 태양전지 및 그 제조방법 | |
| CN111952417A (zh) | 一种太阳能电池及其制备方法 | |
| JP2015532787A (ja) | 基板内に浅いカウンタードーピング層を含むトンネリング接合太陽電池 | |
| CN114038921B (zh) | 太阳能电池及光伏组件 | |
| US20140096817A1 (en) | Novel hole collectors for silicon photovoltaic cells | |
| CN210575969U (zh) | 一种p型晶体硅太阳能电池 | |
| CN113571590A (zh) | 利用晶体硅对太阳能电池光接收表面进行钝化 | |
| CN112563348B (zh) | 一种隧穿氧化层钝化接触太阳能电池背面电极金属化方法 | |
| CN112820793A (zh) | 太阳能电池及其制备方法 | |
| CN112133763A (zh) | 一种p型晶体硅太阳能电池、生产方法 | |
| US11799040B2 (en) | Solar cell and photovoltaic module | |
| US20180219118A1 (en) | Back contact photovoltaic cells with induced junctions | |
| CN112838132A (zh) | 一种太阳能电池叠层钝化结构及其制备方法 | |
| CN114512552A (zh) | 一种基于n型硅基底的双面TOPCon光伏电池 | |
| CN110718607A (zh) | N型太阳能电池的制作方法 | |
| CN211045452U (zh) | 一种n型电池结构 | |
| CN211670196U (zh) | 双面太阳能电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |