CN202585426U - 一种晶体硅太阳电池 - Google Patents

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班群
康凯
陈刚
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Abstract

本实用新型公开了一种晶体硅太阳电池，其采用P型硅片为硅衬底作为所述太阳电池的基区；所述硅衬底的前表面由内至外依次设有发射极和复合钝化层；所述硅衬底的背表面由内至外依次设有铝背场。采用本实用新型，其结构简单、成本低廉，短波响应能力强，电池的开路电压和短路电流较大，显著提高载流子寿命，改善太阳电池性能。

Description

一种晶体硅太阳电池
技术领域
本实用新型涉及太阳电池技术领域，尤其涉及一种晶体硅太阳电池。 
背景技术
目前工业上晶体硅太阳电池的制作工艺流程为：清洗硅片—>三氯氧磷扩散—>去除磷硅玻璃—>等离子气相沉积氮化硅减反射层—>丝网印刷背面银电极、铝背场—>烘干—>丝网印刷正面银电极—>烧结形成银硅合金的欧姆接触。因此，由此工艺制备而得的晶体硅太阳电池一般只设有氮化硅减反射层作为其钝化层。但是，具有单层氮化硅钝化层的太阳电池，其短波响应能力差，电池的开路电压和短路电流较小，晶体硅太阳电池载流子寿命短、复合较严重，太阳电池性能较差。 
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、成本低廉的晶体硅太阳电池，所述晶体硅太阳电池短波响应能力强，电池的开路电压和短路电流较大，显著提高载流子寿命，改善太阳电池性能。 
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种晶体硅太阳电池，所述晶体硅太阳电池采用P型硅片为硅衬底作为所述太阳电池的基区； 
所述硅衬底的前表面由内至外依次设有发射极和复合钝化层；
所述硅衬底的背表面由内至外依次设有铝背场。
作为上述方案的改进，所述复合钝化层由内至外依次包括非晶硅钝化层以及氮化硅减反射层。 
作为上述方案的改进，所述非晶硅钝化层的厚度为10~35nm； 
所述氮化硅减反射层的厚度为45~75nm，折射率2.00~2.35。
作为上述方案的改进，所述非晶硅钝化层为掺磷的N型薄层。 
作为上述方案的改进，所述发射极为N型发射极。 
作为上述方案的改进，所述硅衬底的前表面还设有银正极； 
所述银正极分别与所述发射极和所述复合钝化层相连。
作为上述方案的改进，所述硅衬底的背表面还设有银背极，所述银背极与所述铝背场相连。 
实施本实用新型的有益效果： 
在晶体硅太阳电池技术领域，与现有技术相比，本实用新型利用等离子化学气相沉积制备微晶硅钝化薄膜的方法，与已有的氮化硅减反射膜匹配，在前表面设有复合钝化层，复合钝化层内至外依次包括非晶硅钝化层以及氮化硅减反射层。本实用新型能有效提高短波响应能力，增加电池的开路电压和短路电流，显著提高载流子寿命，改善太阳电池性能。所制备的电池具有电池转换效率较高的特点，多晶硅太阳电池转换效率可达到17%、单晶硅太阳电池转换效率可达到18.8%。
此外，本实用新型钝化层的厚度、晶化度、掺杂浓度等可以根据硅片的掺杂浓度及杂质分布情况进行调整，可满足不同类型的太阳电池的需要，所制备而得的太阳电池应用范围广。 
附图说明
图1为本实用新型一种晶体硅太阳电池的结构示意图。 
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。 
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种晶体硅太阳电池，所述晶体硅太阳电池采用P型硅片为硅衬底1作为所述太阳电池的基区；所述硅衬底1的前表面由内至外依次设有发射极2和复合钝化层3；所述硅衬底1的背表面由内至外依次设有铝背场4。 
所述复合钝化层3由内至外依次包括非晶硅钝化层31以及氮化硅减反射层32。复合钝化层3能有效提高短波响应能力，增加电池的开路电压和短路电流，显著提高载流子寿命，改善太阳电池性能。所制备的电池具有电池转换效率较高的特点，多晶硅太阳电池转换效率可达到17%、单晶硅太阳电池转换效率可达到18.8%。 
所述非晶硅钝化层31的厚度为10~35nm； 
优选地，所述非晶硅钝化层31的厚度为15~30nm。
所述氮化硅减反射层32的厚度为45~75nm，折射率2.00~2.35。 
优选地，所述氮化硅减反射层32的厚度为50~70nm，折射率2.05~2.25。 
所述非晶硅钝化层31为掺磷的N型薄层。 
需要说明的是，本实用新型钝化层的厚度、晶化度、掺杂浓度等可以根据硅片的掺杂浓度及杂质分布情况进行调整，可满足不同类型的太阳电池的需要，所制备而得的太阳电池应用范围广。 
所述发射极2为N型发射极。 
所述硅衬底1的前表面还设有银正极5； 
所述银正极5分别与所述发射极2和所述复合钝化层3相连。
所述硅衬底1的背表面还设有银背极6，所述银背极6与所述铝背场4相连。 
本实用新型晶体硅太阳电池，将P型硅片为硅衬底1，并在其前表面设有发射极2；然后，将已经去除磷硅玻璃的硅片放入等离子化学气相沉积系统，通过改变硅烷及氨气的流量比控制薄膜掺杂浓度，制备厚度15~30nm的微晶硅薄膜N型钝化层，得到非晶硅钝化层31，再在其上沉积厚度50~70nm的氮化硅减反射层32，从而形成复合钝化层3；最后完成丝网印刷制作银背极6、铝背场4、银正极5，和利用高温烧结炉形成金属与硅材料的合金结，制备成电池。 
以上所述是本实用新型的优选实施方式，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，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。  

Claims (7)

1.一种晶体硅太阳电池，其特征在于，所述晶体硅太阳电池采用P型硅片为硅衬底作为所述太阳电池的基区；
所述硅衬底的前表面由内至外依次设有发射极和复合钝化层；
所述硅衬底的背表面由内至外依次设有铝背场。
2.如权利要求1所述的晶体硅太阳电池，其特征在于，所述复合钝化层由内至外依次包括非晶硅钝化层以及氮化硅减反射层。
3.如权利要求2所述的晶体硅太阳电池，其特征在于，所述非晶硅钝化层的厚度为10~35nm；
所述氮化硅减反射层的厚度为45~75nm，折射率2.00~2.35。
4.如权利要求3所述的晶体硅太阳电池，其特征在于，所述非晶硅钝化层为N型薄层。
5.如权利要求1所述的晶体硅太阳电池，其特征在于，所述发射极为N型发射极。
6.如权利要求1所述的晶体硅太阳电池，其特征在于，所述硅衬底的前表面还设有银正极；
所述银正极分别与所述发射极和所述复合钝化层相连。
7.如权利要求6所述的晶体硅太阳电池，其特征在于，所述硅衬底的背表面还设有银背极，所述银背极与所述铝背场相连。
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