CN202259323U - 无栅线n型晶体硅太阳能电池 - Google Patents

无栅线n型晶体硅太阳能电池 Download PDF

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程亮
张黎明
刘鹏
姜言森
张春燕
贾河顺
徐振华
任现坤
王兆光
李玉花
张丽丽
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Abstract

本实用新型属于太阳能电池片技术领域，具体涉及一种无栅线的N型晶体硅太阳能电池，采用透明导电膜取代传统栅线状银电极，从电池片顶层收集光电流。本实用新型中的N型晶体硅太阳能电池的结构，由向阳面依次包括：正面银电极/减反射膜/透明导电膜/a-Si:H薄膜/P++型发射极区/N型晶体硅/N++点背场/背面钝化膜/背面电极。本实用新型大大降低了电池片的电极遮挡损失，减少了电池制作过程中对贵金属银的使用量，降低了N型晶体硅太阳能电池的单瓦生产成本，可以大规模量产。

Description

无栅线N型晶体硅太阳能电池
技术领域
 本实用新型属于太阳能电池片领域，具体涉及一种无栅线N型晶体硅太阳能电池。
背景技术
传统的晶体硅太阳能电池的顶层电极为栅线状电极，除了用于焊接的主栅线外，还有无数条细栅线。这种栅线状电极，含银量高达80%，同时，栅线对光的遮挡也高达6-8%，大大降低了电池片的效率。
近几年，随着贵金属价格的高涨，以及行业对电池片低成本和高效率的要求，目前减少晶体硅对金属银的使用量，降低顶层电极的遮挡损失成为太阳能电池领域研究的热点。现在的太阳电池还存在以下问题：1、非晶硅薄膜的缺陷较多，增加了薄膜体内的载流子复合中心，影响光生电流的收集及传输；2、正面的栅线设计使电池受光面积减少，从而降低短路电流，影响太阳电池最终的转化效率。
发明内容
本实用新型的目的就是为减少晶体硅太阳能电池对金属银的使用量，降低晶体硅太阳能电池的单瓦成本，提高光电转化效率，而设计的一种无栅线的N型晶体硅太阳能电池。
本实用新型的技术方案为：一种无栅线N型晶体硅太阳能电池，所述硅片上表面，设有一层厚度小于100nm的a-Si:H薄膜；所述a-Si:H薄膜外侧依次设有一层厚度大于50nm的透明导电膜和一层厚度小于1000nm的减反射膜。
所述的透明导电膜为ITO或ZnO金属氧化物导电薄膜。
所述的受光面减反射膜为SiO2、Si3N4、Al2O3、Ta2O5或TiO2，折射率为1.5~2.5。
所述的N型晶体硅为单晶硅、太阳能级或金属级多晶硅、带状硅，其厚度为50~300um，掺杂浓度为1×1010～5×1017/cm3。
本实用新型的具体制造步骤为：
（1）N型晶体硅片经过制绒、硼扩散制备P++型发射极区、刻蚀边缘、硼硅玻璃去除；
（2）在去除硼硅玻璃的硅片上表面，先沉积一层厚度小于100nm的a-Si:H薄膜，然后再沉积一层厚度大于50nm的透明导电膜，再沉积一层厚度小于1000nm的减反射膜；
（3）完成正面减反射膜沉积的硅片，进行背面钝化膜沉积；
（4）在沉积有背面钝化膜的硅片上，喷涂或旋涂一层磷源，采用激光剥离部分背面钝化膜，同时形成N++点背场，然后用去离子水清洗掉磷源；
（5）采用蒸镀或者溅射的方法，在硅片的背面制备一层金属电极；
（6）进行正面银电极印刷，烧结得到无栅线N型晶体硅太阳能电池。
本实用新型的有益效果为：由于通过采用透明导电膜取代传统的栅线状银电极，从电池片的顶层收集光电流，降低了电池片对贵金属银的使用量，降低了晶体硅太阳能电池的单瓦成本；将传统晶体硅太阳能电池的光遮挡损失由原来的6-8%降低至3%以下；通过引入富含氢的非晶硅薄膜，解决了透明导电膜钝化效果差的问题，完成晶体硅的表面钝化和体钝化；同时引入了背面N++点背场的方法，实现背面钝化，提高了开路电压。本实用新型工艺控制简单，容易实现大规模量产。
附图说明：
图1为无栅线N型晶体硅太阳能电池的结构示意图；
其中，1-正面银电极，2-减反射膜，3-透明导电膜，4- a-Si:H薄膜，5-P++型发射极区，6-N型晶体硅，7-N++点背场，8-背面钝化膜，9-背面电极。
具体实施方式：
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图来详细解释本实用新型的实施方式。
具体实施例：如图1所示，一种无栅线N型晶体硅太阳能电池，所述硅片上表面，设有一层厚度小于100nm的a-Si:H薄膜；所述a-Si:H薄膜外侧依次设有一层厚度大于50nm的透明导电膜和一层厚度小于1000nm的减反射膜。所述的透明导电膜为ITO或ZnO金属氧化物导电薄膜。所述的受光面减反射膜为SiO2、Si3N4、Al2O3、Ta2O5或TiO2，折射率为1.5~2.5。所述的N型晶体硅为单晶硅、太阳能级或金属级多晶硅、带状硅，其厚度为50~300um，掺杂浓度为1×1010～5×1017/cm3。
本实用新型的具体是通过以下方案制造的：首先，N型晶体硅片经过制绒、硼扩散制备P++型发射极区5、刻蚀边缘、硼硅玻璃去除；采用PECVD在硅片顶层沉积一层厚度为5nm的a-Si:H薄膜4；然后采用磁控溅射的方法沉积一层厚度为150nm的ITO透明导电膜3；最后在沉积一层厚度为85nm的SiNx减反射膜2；将完成SiNx减反射膜2沉积的硅片反转，在硅片的背面沉积一层85nm的SiNx背面钝化膜8；然后在硅片的背面，旋涂一层5w%的磷源溶液，采用波长为532nm的激光剥离部分背面SiNx钝化膜8，同时形成N+点背场7，用去离子水清洗掉磷源；再采用蒸镀的方法，在硅片的背面蒸镀一层2um的铝层作为背面电极9；进行正面银电极1印刷，最后烧结得到无栅线N型晶体硅太阳能电池片。

Claims (4)

1.一种无栅线N型晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述硅片上表面，设有一层厚度小于100nm的a-Si:H薄膜；所述a-Si:H薄膜外侧依次有设有一层厚度大于50nm的透明导电膜和一层厚度小于1000nm的减反射膜。
2.根据权利要求1所述的无栅线N型晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述的透明导电膜为ITO或ZnO金属氧化物导电薄膜。
3.根据权利要求1所述的无栅线N型晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述的受光面减反射膜为SiO2、Si3N4、Al2O3、Ta2O5或TiO2，折射率为1.5~2.5。
4.根据权利要求1所述的无栅线N型晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述的N型晶体硅为单晶硅、太阳能级或金属级多晶硅、带状硅，其厚度为50~300um，掺杂浓度为1×1010～5×1017/cm3。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102938429A (zh) * 2012-12-21 2013-02-20 国电光伏(江苏)有限公司 一种减反射异质结太阳能电池及其制备方法
CN105355708A (zh) * 2015-10-14 2016-02-24 广东爱康太阳能科技有限公司 一种设有Ag透明薄膜的太阳能电池及其制备方法

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