CN115000188A - 一种用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及晶硅异质结太阳电池技术领域，尤其涉及一种用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构。本发明提供了一种用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，包括依次层叠设置的晶硅衬底和界面钝化层；在所述界面钝化层的表面选区设置的取出所述晶硅衬底中的多子的载流子选择性接触表面场层，未设置载流子选择性接触表面场层的区域设置的电学隔离层；在所述载流子选择性接触表面场层和电学隔离层表面设置的透明导电电极层；在所述透明导电电极层的表面设置的栅线状金属电极。所述载流子选择性接触表面场层在电池迎光面上是选区存在的局域接触结构。所述局域接触结构可以很好的提高晶硅异质结太阳电池的短路电流密度。
Description
技术领域
本发明涉及晶硅异质结太阳电池技术领域，尤其涉及一种用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构。
背景技术
太阳能光伏发电是一种潜力巨大的可再生能源利用类型，在世界范围内备受瞩目。光伏发电的核心器件是太阳电池，太阳电池通过半导体光生伏特效应将太阳能转换为电能。至目前，尽管有很多其它类型的太阳电池出现，太阳电池产业仍然由晶硅太阳电池主导，晶硅太阳电池长期占世界太阳电池市场份额的90％以上。但要与常规电价竞争，光伏发电成本仍需下降，进一步提升晶硅太阳电池的转换效率是其中的关键。
基于异质结的钝化载流子选择性接触被认为是提升晶硅太阳电池转换效率的重要途径。通常采用P型掺杂的或功函数比较高的载流子选择性接触层取出晶硅衬底中的空穴，采用N型掺杂的或功函数比较低的载流子选择性接触层取出晶硅衬底中的电子。晶硅衬底中含有的空穴和电子，数量较多的一个称为多子，数量较少的另一个称为少子。取出晶硅衬底中的少子的载流子选择性接触层构成太阳电池的发射极，取出晶硅衬底中的多子的载流子选择性接触层构成太阳电池的高低结表面场。在载流子选择性接触层和晶硅衬底之间一般插入界面钝化层来消除异质结界面上的缺陷。这样的晶硅异质结太阳电池目前主要有三种类型：第一种是基于掺杂硅薄膜层作载流子选择性接触层、本征非晶硅层作界面钝化层的HJT(Heterojunction)或HIT(Heterojunctionwith Intrinsic Thin-layer)电池，通常所称的晶硅异质结太阳电池就是指这类电池；第二种是基于掺杂多晶硅层作载流子选择性接触层、超薄氧化硅层作界面钝化层的TOPCon(Tunneling Oxide PassivatedContacts)电池；第三种是基于高/低功函数类材料作载流子选择性接触层、本征非晶硅或氧化硅层作界面钝化层的无主动掺杂晶硅异质结太阳电池。
高性能的载流子选择性接触层和界面钝化层结合可使晶硅衬底获得优异的钝化效果，从而使太阳电池获得高开路电压。但是，由于这些载流子选择性接触层一般存在较大的光学自吸收效应，当将其制作在太阳电池的迎光面上时，不得不尽可能采用较小的厚度，并在其上制作透明导电电极层以降低电流横向传输时的电阻。以HJT太阳电池为例，在其迎光面上，通常非晶硅钝化层的厚度在5nm左右，掺杂硅薄膜层的厚度不超过10nm，其上制作的透明导电电极层一般是氧化铟锡(ITO)，厚度一般在60～100nm之间。然而，即便如此，这些结构层存在的光学自吸收问题仍然严重，这导致HJT太阳电池的短路电流密度远低于晶硅同质结太阳电池，比如PERC(Passivated Emitter and Rear Cell)电池；TOPCon结构甚至还没能成功的用在晶硅异质结太阳电池的迎光面上。
在晶硅同质结太阳电池的迎光面上，为减少掺杂引起的自吸收损耗和复合增加，从而提高电池的短路电流密度，一种常用的做法是采用选择性发射极结构，即SE(Selective Emitter)结构。SE结构的基本特征是在无金属接触的区域采用较低的掺杂浓度，由于该掺杂层仍然是缺陷很少的晶体硅层，可以适当的增大厚度，通常可达到至少几百纳米，因而尽管掺杂浓度降低，但仍能保持较小的电流横向传输电阻。然而，SE结构在晶硅异质结太阳电池上无法实现，因为上述载流子选择性接触层一般都不是完美的晶体结构，内部含有很多缺陷，这些接触层的厚度越大其内部缺陷所导致的复合就会越大，从而会导致电池性能降低，因而不能通过提升厚度解决掺杂浓度降低所导致的横向电阻增加的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，所述局域接触结构可以很好的提高晶硅异质结太阳电池的短路电流密度。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，包括依次层叠设置的晶硅衬底1和界面钝化层2；在所述界面钝化层2的表面选区设置的取出所述晶硅衬底1中的多子的载流子选择性接触表面场层3，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6。
优选的，在未设置栅线状金属电极6的所述透明导电电极层5的表面设置有光学减反射层7。
优选的，所述晶硅衬底1的电阻率为0.4～4Ω·cm。
优选的，所述界面钝化层2的厚度为1～8nm；
所述界面钝化层2为硅薄膜层、硅氧薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或几种。
优选的，所述载流子选择性接触表面场层3以点状选区的方式设置在所述界面钝化层2的表面；
所述点状选区时，点接触区的直径≤300μm，相邻两点接触区之间的中心间距为1～3mm。
优选的，所述载流子选择性接触表面场层3以线状选区的方式设置在所述界面钝化层2的表面；
所述线状选区时，线接触区的线宽≤300μm，相邻两线接触区之间的中心间距为1～3mm。
优选的，所述晶硅衬底1是P型掺杂的，所述载流子选择性接触表面场层3具有≥5.0eV的功函数；
所述载流子选择性接触表面场层3是P+型掺杂的，为硅薄膜层、硅氧薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或几种；
或所述载流子选择性接触表面场层3是无主动掺杂的，为氧化物层、氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或几种。
优选的，所述晶硅衬底1是N型掺杂的，所述载流子选择性接触表面场层3具有≤4.2eV的功函数；
所述载流子选择性接触表面场层3是N+型掺杂的，为硅薄膜层、硅氧薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或几种；
或所述载流子选择性接触表面场层3是无主动掺杂的，为氧化物层、氟化物层和硫化物层中的一种或几种。
优选的，所述电学隔离层4为氧化硅层、氮化硅层、氧氮化硅层、氧化铝层和硫化锌层中的一种或几种。
优选的，所述光学减反射层7的折射率小于所述透明导电电极层5的折射率。
本发明提供了一种用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，包括依次层叠设置的晶硅衬底1和界面钝化层2；在所述界面钝化层2的表面选区设置的取出所述晶硅衬底1中的多子的载流子选择性接触表面场层3，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6。本发明通过减小载流子选择性接触表面场层在电池迎光面上的面积占比，使更多太阳光进入晶硅衬底中被吸收，有效解决了载流子选择性接触表面场层处于太阳电池迎光面时因其光学自吸收所导致的太阳电池光电流下降的问题。最先在晶硅衬底迎光面上全面积覆盖界面钝化层确保了晶硅衬底迎光表面的钝化性能，可使太阳电池获得高开路电压。所述结构可以保证光生载流子在晶硅衬底中的有效输运，使太阳电池获得高填充因子。同时全面积覆盖的透明导电电极层将局域结构的载流子选择性接触表面场层电连接在一起，使后续的栅线状金属电极无需对准制作在所述的载流子选择性接触表面场层上，有利于低成本制备工艺的开发。电学隔离层也很好的避免了透明导电电极层和晶硅衬底之间的漏电问题。采用本发明的技术方案，可以通过简洁的结构实现提高晶硅异质结太阳电池短路电流密度的目的。
附图说明
图1为本发明用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构(不包括光学减反射层)的示意图；
图2为本发明用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构(包括光学减反射层)的示意图；
图1～2中，1-晶硅衬底，2-界面钝化层，3-载流子选择性接触表面场层，4-电学隔离层，5-透明导电电极层，6-栅线状金属电极，7-光学减反射层。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，包括依次层叠设置的晶硅衬底1和界面钝化层2；在所述界面钝化层2的表面选区设置的取出所述晶硅衬底1中的多子的载流子选择性接触表面场层3，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6。
在本发明中，所述晶硅衬底1为N型掺杂的或P型掺杂的；所述晶硅衬底1的电阻率优选为0.4～4Ω·cm。
在本发明中，所述晶硅衬底1的迎光面的表面结构优选为随机分布的金字塔结构。在本发明中，所述迎光面的表面结构优选通过制绒得到。在本发明中，采用所述迎光面的表面结构可以进一步的降低晶硅衬底迎光面的反射率。
在本发明中，所述界面钝化层2的厚度优选为1～8nm；所述界面钝化层2为硅薄膜层、硅氧薄膜层和硅合金薄膜层中的一种或几种。所述硅合金薄膜层优选包括第ⅣA族的非硅元素。本发明对所述硅薄膜层、硅氧薄膜层和硅合金薄膜层没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的材料来源按需进行配比调节即可。
在本发明中，所述界面钝化层2的设置可以确保晶硅衬底表面不受后续材料层制备工艺过程的影响，有效消除晶硅衬底表面的缺陷态，保证太阳电池获得高开路电压。
在本发明中，所述载流子选择性接触表面场层3优选以点状选区的方式设置在所述界面钝化层2的表面；所述点状选区时，点接触区的直径优选≤300μm，相邻两点接触区之间的中心间距优选为1～3mm。本发明对所述点接触区的排列方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的排列方式即可。
在本发明中，所述载流子选择性接触表面场层3优选以线状选区的方式设置在所述界面钝化层2的表面；所述线状选区时，线接触区的线宽优选≤300μm，相邻两线接触区之间的中心间距优选为1～3mm。本发明对所述线接触区的排列方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的排列方式即可。
在本发明中，所述载流子选择性接触表面场层3的作用是取出晶硅衬底1中的多子，当所述晶硅衬底1是P型掺杂的，其中的多子是空穴时，所述载流子选择性接触表面场层3需要具有较大的功函数，优选的功函数≥5.0eV；当所述晶硅衬底1是N型掺杂的，其中的多子是电子时，所述载流子选择性接触表面场层3需要具有较小的功函数，优选的功函数≤4.2eV；所述载流子选择性接触表面场层3的功函数调节优选通过掺杂来实现或优选通过选择具有不同能带结构的材料组分来实现。
具体的，当所述晶硅衬底1是P型掺杂的时，所述载流子选择性接触表面场层3优选是P+型掺杂的，为硅薄膜层、硅氧薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或几种；本发明对所述硅薄膜层、硅氧薄膜层和硅合金薄膜层没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的材料来源按需进行配比调节即可。或所述载流子选择性接触表面场层3优选是无主动掺杂的，为氧化物层、氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或几种；本发明对所述氧化物层、氮化物层、碳化物层和碳氮化物层没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的材料来源按需进行配比调节即可。
当所述晶硅衬底1是N型掺杂的时，所述载流子选择性接触表面场层3优选是N+型掺杂的，为硅薄膜层、硅氧薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或几种；本发明对所述硅薄膜层、硅氧薄膜层和硅合金薄膜层没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的材料来源按需进行配比调节即可。或所述载流子选择性接触表面场层3优选是无主动掺杂的，为氧化物层、氟化物层和硫化物层中的一种或几种；本发明对所述氧化物层、氟化物层和硫化物层没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的材料来源按需进行配比调节即可。
在本发明中，所述载流子选择性接触表面场层3的厚度优选为5～100nm。
在本发明中，所述载流子选择性接触表面场层3的作用是收集太阳电池产生的光生多子，光生多子可以通过在晶硅衬底1中的传输最终汇集到所述载流子选择性接触表面场层3中。在未设置所述载流子选择性接触表面场层3的区域太阳光能够更好的进入到晶硅衬底1中被吸收，从而提高太阳电池的短路电流密度。
在本发明中，所述电学隔离层4为氧化硅层、氮化硅层、氧氮化硅层、氧化铝层和硫化锌层中的一种或几种。
在本发明中，所述电学隔离层4的作用是防止在不存在所述载流子选择性接触表面场层3的区域产生漏电，还可以具有增强晶硅衬底表面钝化的作用和降低太阳电池迎光面反射率的作用。本发明对所述电学隔离层4的厚度没有特殊的限定，本领域技术人员熟知的按照电学隔离和降低反射率的需要进行调节即可。
在本发明中，所述透明导电电极层5是氧化铟基透明导电氧化物层、氧化锌基透明导电氧化物层、导电化合物层、导电聚合物层、透明金属纳米线层和透明导电石墨烯层中的一种或几种。在本发明中，所述透明导电电极层5可以将所述载流子选择性接触表面场层3收集的光电流汇集到一起，且所述透明导电电极层5的存在还可以使后续的栅线状金属电极6无需对准制备在所述载流子选择性接触表面场层3上，从而有利于开发低成本制备过程；所述透明导电电极层还可以起到太阳电池迎光面减反射的作用。本发明对所述透明导电电极层5的厚度没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的厚度即可。
在本发明中，所述栅线状金属电极6优选为银电极或铜电极。
在本发明中，所述栅线状金属电极6包括细栅和主栅，或所述栅线状金属电极6包括细栅；所述细栅的栅线宽度优选≤50μm，相邻两栅线之间的距离优选为1～4mm。
在本发明中，所述栅线状金属电极6与所述透明导电电极层5相结合起到降低太阳电池串联电阻的作用，并且通过所述栅线状金属电极6，可实现所述电池与其它电池或外回路之间的电连接。
在本发明中，所述透明导电电极层5的未设置栅线状金属电极6的表面优选设置有光学减反射层7(如图2所示)。
在本发明中，所述光学减反射层7的折射率优选小于所述透明导电电极层5的折射率。
在本发明中，所述光学减反射层7优选为氧化物层、氟化物层和有机聚合物层中的一种或几种；本发明对所述氧化物层、氟化物层和有机聚合物层没有特殊的限定，本领域技术人员熟知的按照降低反射率的要求进行调节即可。
在本发明中，所述光学减反射层7起到进一步降低电池迎光面反射率的作用。
下面结合实施例对本发明提供的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
如图1所示，用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构包括：依次层叠设置的晶硅衬底1(N型掺杂，电阻率为0.4Ω·cm)和界面钝化层2(厚度为8nm，非晶硅层)；在所述界面钝化层2的表面点状选区设置的取出所述晶硅衬底1中的电子的载流子选择性接触表面场层3(厚度为15nm，N+掺杂的纳米晶硅层，点接触区的直径为300μm，相邻两点接触区之间的中心间距为3mm)，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4(厚度为15nm，氧化硅层)；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5(氧化铟锡层)；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6(银电极，不含主栅，细栅的栅线宽度为50μm，相邻两栅线的间距为4mm)。
采用本实施例提供的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构可使晶硅异质结太阳电池减少迎光面光损失，获得高短路电流密度，在晶硅衬底迎光面上全面积覆盖界面钝化层确保了晶硅衬底迎光面的钝化性能，可使太阳电池获得高开路电压。通过全面积覆盖的透明导电电极层将选区存在的载流子选择性接触表面场层电连接到一起，使后续的栅线状金属电极无需对准制备在所述载流子选择性接触表面场层上，有利于开发具体的低成本制备工艺。
实施例2
如图1所示，用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构包括：依次层叠设置的晶硅衬底1(表面制绒，P型掺杂(制绒结构为随机分布的金字塔结构)，电阻率为1.5Ω·cm)和界面钝化层2(厚度为1nm，氧化硅层)；在所述界面钝化层2的表面线状选区设置的取出所述晶硅衬底1中的空穴的载流子选择性接触表面场层3(厚度为100nm，P+掺杂多晶硅层，线接触区的线宽为150μm，相邻两线接触区之间的中心间距为2mm)，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4(厚度为15nm，氧化铝层)；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5(氧化锌铝层)；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6(铜电极，含主栅，细栅的栅线宽度为35μm，相邻两栅线的间距为1mm)。
采用本实施例提供的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构可使晶硅异质结太阳电池减少迎光面光损失，获得高短路电流密度，在晶硅衬底迎光面上全面积覆盖界面钝化层确保了晶硅衬底迎光面的钝化性能，可使太阳电池获得高开路电压。通过全面积覆盖的透明导电电极层将选区存在的载流子选择性接触表面场层电连接到一起，使后续的栅线状金属电极无需对准制备在所述载流子选择性接触表面场层上，有利于开发具体的低成本制备工艺。
实施例3
如图1所示，用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构包括：依次层叠设置的晶硅衬底1(N型掺杂，电阻率为4Ω·cm)和界面钝化层2(厚度为4nm，非晶硅氧层)；在所述界面钝化层2的表面线状选区设置的取出所述晶硅衬底1中的电子的载流子选择性接触表面场层3(厚度为5nm，N+掺杂的非晶硅层，线接触区的线宽为50μm，相邻两线接触区之间的中心间距为1mm)，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4(厚度为30nm，氮化硅层)；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5(氧化铟锡层)；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6(银电极，不含主栅，细栅的栅线宽度为40μm，相邻两栅线的间距为2.5mm)。
采用本实施例提供的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构可使晶硅异质结太阳电池减少迎光面光损失，获得高短路电流密度，在晶硅衬底迎光面上全面积覆盖界面钝化层确保了晶硅衬底迎光面的钝化性能，可使太阳电池获得高开路电压。通过全面积覆盖的透明导电电极层将选区存在的载流子选择性接触表面场层电连接到一起，使后续的栅线状金属电极无需对准制备在所述载流子选择性接触表面场层上，有利于开发具体的低成本制备工艺。
实施例4
如图1所示，用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构包括：依次层叠设置的晶硅衬底1(表面制绒的P型掺杂(制绒结构为随机分布的金字塔结构)，电阻率为2Ω·cm)和界面钝化层2(厚度为1.2nm，氧化硅层)；在所述界面钝化层2的表面点状选区设置的取出所述晶硅衬底1中的空穴的载流子选择性接触表面场层3(厚度为50nm，P+掺杂的微晶硅碳层，点接触区的线宽为200μm，相邻两点接触区之间的中心间距为2mm)，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4(厚度为50nm，硫化锌层)；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5(银纳米线层)；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6(银电极，含主栅，细栅的栅线宽度为35μm，相邻两栅线的间距为1mm)。
采用本实施例提供的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构可使晶硅异质结太阳电池减少迎光面光损失，获得高短路电流密度，在晶硅衬底迎光面上全面积覆盖界面钝化层确保了晶硅衬底迎光面的钝化性能，可使太阳电池获得高开路电压。通过全面积覆盖的透明导电电极层将选区存在的载流子选择性接触表面场层电连接到一起，使后续的栅线状金属电极无需对准制备在所述载流子选择性接触表面场层上，有利于开发具体的低成本制备工艺。
实施例5
如图1所示，用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构包括：依次层叠设置的晶硅衬底1(P型掺杂，电阻率为4Ω·cm)和界面钝化层2(厚度为4nm，非晶硅锗层)；在所述界面钝化层2的表面点状选区设置的取出所述晶硅衬底1中的空穴的载流子选择性接触表面场层3(厚度为10nm，氧化钼层，点接触区的线宽为100μm，相邻两点接触区之间的中心间距为1mm)，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4(厚度为10nm，硫化锌层)；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5(PEDOT:PSS层)；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6(银电极，不含主栅，细栅的栅线宽度为35μm，相邻两栅线的间距为1.2mm)。
采用本实施例提供的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构可使晶硅异质结太阳电池减少迎光面光损失，获得高短路电流密度，在晶硅衬底迎光面上全面积覆盖界面钝化层确保了晶硅衬底迎光面的钝化性能，可使太阳电池获得高开路电压。通过全面积覆盖的透明导电电极层将选区存在的载流子选择性接触表面场层电连接到一起，使后续的栅线状金属电极无需对准制备在所述载流子选择性接触表面场层上，有利于开发具体的低成本制备工艺。
实施例6
如图1所示，用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构包括：依次层叠设置的晶硅衬底1(表面制绒的N型掺杂(制绒结构为随机分布的金字塔结构)，电阻率为2Ω·cm)和界面钝化层2(厚度为6nm，非晶纳米硅层)；在所述界面钝化层2的表面线状选区设置的取出所述晶硅衬底1中的电子的载流子选择性接触表面场层3(厚度为12nm，氟化锂层，线接触区的线宽为100μm，相邻两线接触区之间的中心间距为1.5mm)，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4(厚度为20nm，氧氮化硅层)；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5(石墨烯层)；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6(铜电极，含主栅，细栅的栅线宽度为35μm，相邻两栅线的间距为1mm)。
采用本实施例提供的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构可使晶硅异质结太阳电池减少迎光面光损失，获得高短路电流密度，在晶硅衬底迎光面上全面积覆盖界面钝化层确保了晶硅衬底迎光面的钝化性能，可使太阳电池获得高开路电压。通过全面积覆盖的透明导电电极层将选区存在的载流子选择性接触表面场层电连接到一起，使后续的栅线状金属电极无需对准制备在所述载流子选择性接触表面场层上，有利于开发具体的低成本制备工艺。
实施例7
如图1所示，用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构包括：依次层叠设置的晶硅衬底1(N型掺杂，电阻率为0.6Ω·cm)和界面钝化层2(厚度为6nm，非晶硅非晶硅氧复合层)；在所述界面钝化层2的表面线状选区设置的取出所述晶硅衬底1中的电子的载流子选择性接触表面场层3(厚度为15nm，N+掺杂的非晶微晶硅氧复合层，线接触区的线宽为200μm，相邻两线接触区之间的中心间距为2mm)，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4(厚度为20nm，硫化锌层)；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5(氧化锌铝及银纳米线复合层)；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6(银电极，含主栅，细栅的栅线宽度为35μm，相邻两栅线的间距为3mm)。
采用本实施例提供的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构可使晶硅异质结太阳电池减少迎光面光损失，获得高短路电流密度，在晶硅衬底迎光面上全面积覆盖界面钝化层确保了晶硅衬底迎光面的钝化性能，可使太阳电池获得高开路电压。通过全面积覆盖的透明导电电极层将选区存在的载流子选择性接触表面场层电连接到一起，使后续的栅线状金属电极无需对准制备在所述载流子选择性接触表面场层上，有利于开发具体的低成本制备工艺。
实施例8
如图2所示，用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构包括：依次层叠设置的晶硅衬底1(表面制绒的N型掺杂(制绒结构为随机分布的金字塔结构)，电阻率为0.4Ω·cm)和界面钝化层2(厚度为4nm，非晶硅氧层)；在所述界面钝化层2的表面点状选区设置的取出所述晶硅衬底1中的电子的载流子选择性接触表面场层3(厚度为20nm，氧化钛层，点接触区的线宽为200μm，相邻两点接触区之间的中心间距为3mm)，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4(厚度为20nm，硫化锌层)；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5(氧化锌铝层)；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6(银电极，含主栅，细栅的栅线宽度为35μm，相邻两栅线的间距为4mm)；在所述透明导电电极层5的未设置栅线状金属电极6的表面设置的光学减反射层7(氟化镁层)。
采用本实施例提供的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构可使晶硅异质结太阳电池减少迎光面光损失，获得高短路电流密度，在晶硅衬底迎光面上全面积覆盖界面钝化层确保了晶硅衬底迎光面的钝化性能，可使太阳电池获得高开路电压。通过全面积覆盖的透明导电电极层将选区存在的载流子选择性接触表面场层电连接到一起，使后续的栅线状金属电极无需对准制备在所述载流子选择性接触表面场层上，有利于开发具体的低成本制备工艺。
实施例9
如图2所示，用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构包括：依次层叠设置的晶硅衬底1(P型掺杂，电阻率为1Ω·cm)和界面钝化层2(厚度为1.2nm，氧化硅层)；在所述界面钝化层2的表面线状选区设置的取出所述晶硅衬底1中的空穴的载流子选择性接触表面场层3(厚度为50nm，P+掺杂的微晶硅碳层，线接触区的线宽为150μm，相邻两线接触区之间的中心间距为2mm)，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4(厚度为50nm，硫化锌层)；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5(锡酸镉层)；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6(银电极，不含主栅，细栅的栅线宽度为35μm，相邻两栅线的间距为1.5mm)；在所述透明导电电极层5的未设置栅线状金属电极6的表面设置的光学减反射层7(氧化硅层)。
采用本实施例提供的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构可使晶硅异质结太阳电池减少迎光面光损失，获得高短路电流密度，在晶硅衬底迎光面上全面积覆盖界面钝化层确保了晶硅衬底迎光面的钝化性能，可使太阳电池获得高开路电压。通过全面积覆盖的透明导电电极层将选区存在的载流子选择性接触表面场层电连接到一起，使后续的栅线状金属电极无需对准制备在所述载流子选择性接触表面场层上，有利于开发具体的低成本制备工艺。
实施例10
如图2所示，用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构包括：依次层叠设置的晶硅衬底1(表面制绒的P型掺杂(制绒结构为随机分布的金字塔结构)，电阻率为1Ω·cm)和界面钝化层2(厚度为4nm，非晶硅层)；在所述界面钝化层2的表面点状选区设置的取出所述晶硅衬底1中的空穴的载流子选择性接触表面场层3(厚度为15nm，P+掺杂的非晶微晶硅复合层，点接触区的线宽为200μm，相邻两点接触区之间的中心间距为2mm)，未设置载流子选择性接触表面场层3的区域设置的电学隔离层4(厚度为15nm的氧化铝和厚度为35nm的硫化锌复合层)；在所述载流子选择性接触表面场层3和电学隔离层4的表面设置的透明导电电极层5(氧化铟锡层)；在所述透明导电电极层5的表面设置的栅线状金属电极6(铜电极，不含主栅，细栅的栅线宽度为35μm，相邻两栅线的间距为3mm)；在所述透明导电电极层5的未设置栅线状金属电极6的表面设置的光学减反射层7(PDMS层)。
采用本实施例提供的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构可使晶硅异质结太阳电池减少迎光面光损失，获得高短路电流密度，在晶硅衬底迎光面上全面积覆盖界面钝化层确保了晶硅衬底迎光面的钝化性能，可使太阳电池获得高开路电压。通过全面积覆盖的透明导电电极层将选区存在的载流子选择性接触表面场层电连接到一起，使后续的栅线状金属电极无需对准制备在所述载流子选择性接触表面场层上，有利于开发具体的低成本制备工艺。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，其特征在于，包括依次层叠设置的晶硅衬底(1)和界面钝化层(2)；在所述界面钝化层(2)的表面选区设置的取出所述晶硅衬底(1)中的多子的载流子选择性接触表面场层(3)，未设置载流子选择性接触表面场层(3)的区域设置的电学隔离层(4)；在所述载流子选择性接触表面场层(3)和电学隔离层(4)的表面设置的透明导电电极层(5)；在所述透明导电电极层(5)的表面设置的栅线状金属电极(6)。
2.如权利要求1所述的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，其特征在于，在未设置栅线状金属电极(6)的所述透明导电电极层(5)的表面设置有光学减反射层(7)。
3.如权利要求1或2所述的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，其特征在于，所述晶硅衬底(1)的电阻率为0.4～4Ω·cm。
4.如权利要求1或2所述的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，其特征在于，所述界面钝化层2的厚度为1～8nm；
所述界面钝化层2为硅薄膜层、硅氧薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或几种。
5.如权利要求1或2所述的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，其特征在于，所述载流子选择性接触表面场层(3)以点状选区的方式设置在所述界面钝化层2的表面；
所述点状选区时，点接触区的直径≤300μm，相邻两点接触区之间的中心间距为1～3mm。
6.如权利要求1或2所述的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，其特征在于，所述载流子选择性接触表面场层(3)以线状选区的方式设置在所述界面钝化层2的表面；
所述线状选区时，线接触区的线宽≤300μm，相邻两线接触区之间的中心间距为1～3mm。
7.如权利要求1或2所述的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，其特征在于，所述晶硅衬底(1)是P型掺杂的，所述载流子选择性接触表面场层(3)具有≥5.0eV的功函数；
所述载流子选择性接触表面场层(3)是P+型掺杂的，为硅薄膜层、硅氧薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或几种；
或所述载流子选择性接触表面场层(3)是无主动掺杂的，为氧化物层、氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或几种。
8.如权利要求1或2所述的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，其特征在于，所述晶硅衬底(1)是N型掺杂的，所述载流子选择性接触表面场层(3)具有≤4.2eV的功函数；
所述载流子选择性接触表面场层(3)是N+型掺杂的，为硅薄膜层、硅氧薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或几种；或所述载流子选择性接触表面场层(3)是无主动掺杂的，为氧化物层、氟化物层和硫化物层中的一种或几种。
9.如权利要求1或2所述的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，其特征在于，所述电学隔离层(4)为氧化硅层、氮化硅层、氧氮化硅层、氧化铝层和硫化锌层中的一种或几种。
10.如权利要求2所述的用于晶硅异质结太阳电池迎光面的局域接触结构，其特征在于，所述光学减反射层(7)的折射率小于所述透明导电电极层(5)的折射率。
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