CN203607424U - 一种se太阳能电池 - Google Patents

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童锐
张小刚
储凤舞
杨大谊
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Abstract

本实用新型提供一种SE太阳能电池，包括：第一类型半导体衬底；第二类型轻掺杂层，形成于所述第一类型半导体衬底表面；第二类型重掺杂层，包括若干分立排列的第二类型重掺杂区；所述第二类型重掺杂区形成于所述第二类型轻掺杂层中并深入所述第二类型轻掺杂层下方的第一类型半导体衬底内；若干上电极，形成于所述重掺杂层表面；减反射膜，形成于所述上电极之间的第二类型轻掺杂层表面；下电极，形成于所述第一类型半导体衬底背面；所述上电极与所述第二类型重掺杂层的接触面为蜂窝状绒面结构；所述上电极之间的第二类型轻掺杂层及减反射膜表面为金字塔绒面结构。本实用新型采用蜂窝状/金字塔复合绒面结构，能同时降低接触电阻并提高光吸收。

Description

一种SE太阳能电池
技术领域
本实用新型属于太阳能电池技术领域，涉及一种SE太阳能电池。
背景技术
目前，发展高效电池技术是提高太阳能电池效率的关键。比较成熟的高效电池技术以选择性发射极(selective emitter，SE)电池为主。SE电池是选择性扩散电池，有两个特征：1)在栅线接触区域(栅线下及其附近)形成高掺杂深扩散区；2)在光照区域形成低掺杂浅扩散区。通过对发射区选择性掺杂，在栅线接触区域和其他区域实现不同扩散方阻的效果，降低了串联电阻。其中，金属化区域（栅线接触区）掺杂浓度高，结深大，烧结过程中金属等杂质不易进入耗尽区形成深能级，反向漏电小，并联电阻高；光照区域掺杂浓度低，短波响应好，短路电流高；横向扩散高低结前场作用明显，利于光生载流子收集等优点。
常规电池片制程(以P型硅片为例)包括以下工艺步骤：硅片-制绒-扩散-刻蚀-镀膜-印刷-烧结。现有的几种制作SE电池的方法如下:
(1)常规扩散（轻扩散,高阻值）后在硅片正面沿细栅线进行激光处理，使细栅线区域方阻低于其他区域，其他制程不变，以得到SE电池；
(2)常规制程制绒，扩散（轻扩散，高阻值），刻蚀，镀膜后，沿细栅线区域喷磷浆，再用激光处理进行二次扩散，然后丝网印刷，烧结得到SE电池。
(3)常规制程制绒，扩散，刻蚀，镀膜后，先沿细栅线印刷磷浆，再经过高温在细栅线区域进行二次扩散，然后丝网印刷，烧结得到SE电池。
目前单晶电池制绒采用的是碱制绒技术，形成金字塔结构；多晶电池制绒采用的是酸制绒技术，形成蜂窝状的绒面结构；这两种绒面结构对于印刷烧结时浆料和硅片的接触性来说，多晶的蜂窝状结构和正银浆料的欧姆接触较好，接触电阻（Rs）较低，而单晶金字塔绒面结构的光吸收更好，转换效率更高。二者性能不能兼顾。
因此，提供一种新的SE太阳能电池以同时提高光吸收率和降低接触电阻，综合提高电池性能实属必要。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种SE太阳能电池，用于解决现有技术中的SE太阳能电池光吸收不好、电极接触电阻高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种SE太阳能电池，包括：
第一类型半导体衬底；
第二类型轻掺杂层，形成于所述第一类型半导体衬底表面；
第二类型重掺杂层，包括若干分立排列的第二类型重掺杂区；所述第二类型重掺杂区形成于所述第二类型轻掺杂层中并深入所述第二类型轻掺杂层下方的第一类型半导体衬底内；
若干上电极，形成于所述重掺杂层表面；
减反射膜，形成于所述上电极之间的第二类型轻掺杂层表面；
下电极，形成于所述第一类型半导体衬底背面；
所述上电极与所述第二类型重掺杂层的接触面为蜂窝状绒面结构；所述上电极之间的第二类型轻掺杂层及减反射膜表面为金字塔绒面结构。
可选地，所述第一类型半导体衬底为单晶硅衬底。
可选地，所述第二类型重掺杂区为长条状。
可选地，所述减反射膜为氮化硅层。
可选地，所述第二类型轻掺杂层与所述第一类型半导体衬底之间形成第一PN结，所述第二类型重掺杂层与所述第一类型半导体衬底之间形成第二PN结，所述第二PN结的结深大于所述第一PN结的结深。
可选地，所述上电极的材料包括Ag；所述下电极的材料包括Ag及Al中的一种或多种。
如上所述，本实用新型的SE太阳能电池，具有以下有益效果：本实用新型通过改善SE太阳能电池的绒面结构，形成蜂窝状/金字塔复合绒面结构，从而提高SE太阳能电池的效率。本实用新型的SE太阳能电池中，上电极与半导体衬底的接触面为蜂窝状绒面结构，接触更加良好，接触电阻低，而光照区域表面为金字塔绒面结构，光吸收更好，从整体上提升电池光电转换效率。
附图说明
图1显示为本实用新型的SE太阳能电池的结构示意图。
元件标号说明
1    第一类型半导体衬底
2    蜂窝状绒面结构
3    金字塔绒面结构
4    第二类型轻掺杂层
5    第二类型重掺杂层
6    减反射膜
7    上电极
8    下电极
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本实用新型提供一种SE太阳能电池，请参阅图1，显示为所述SE太阳能电池的结构示意图，包括：
第一类型半导体衬底1；
第二类型轻掺杂层4，形成于所述第一类型半导体衬底1表面；
第二类型重掺杂层5，包括若干分立排列的第二类型重掺杂区；所述第二类型重掺杂区形成于所述第二类型轻掺杂层4中并深入所述第二类型轻掺杂层4下方的第一类型半导体衬底1内；
若干上电极7，形成于所述第二类型重掺杂层5表面；
减反射膜6，形成于所述上电极7之间的第二类型轻掺杂层4表面；
下电极8，形成于所述第一类型半导体衬底1背面；
所述上电极7与所述第二类型重掺杂层5的接触面为蜂窝状绒面结构2；所述上电极7之间的第二类型轻掺杂层4及减反射膜6表面为金字塔绒面结构3。
具体的，所述半导体衬底1优选为单晶硅衬底。所述第一类型指的是掺杂类型，若第一类型定义为P型，则第二类型为N型，若第一类型定义为N型，则第二类型为P型。本实施例中，所述半导体衬底1以P型单晶硅衬底为例进行说明。
本实施例中，所述第二类型轻掺杂层4为磷掺杂，可通过对所述第一类型半导体衬底1进行整面轻掺杂得到，所述第二类型重掺杂层5可以利用轻掺杂过程中形成的磷硅玻璃层为杂质源，并利用激光照射使磷元素被驱入上电极印刷区域实现重掺杂。激光技术制作SE电池在工序上比常规SE电池工序要简单，可实现低成本投入制造高效率电池。
具体的，所述第二类型重掺杂层5包括若干分立的长条状的第二类型重掺杂区，各个第二类型重掺杂去之间可平行排列，当然，其排列方式可根据产品需求进行调整，此处不应过分限制本实用新型的保护范围。
具体的，所述第二类型轻掺杂层4与所述第一类型半导体衬底1之间形成第一PN结，所述第二类型重掺杂层5与所述第一类型半导体衬底1之间形成第二PN结，所述第二PN结的结深大于所述第一PN结的结深。所述第二类型重掺杂层5位于所述上电极7下方，其结深加深有利于降低反向漏电电流，并降低与金属的接触电阻。
具体的，所述下电极8的材料包括Ag及Al中的一种或多种，所述上电极7的材料包括Ag，可采用丝网印刷制作。本实用新型中蜂窝状绒面结构2与金属浆料的欧姆接触较好，有利于降低硅片与所述上电极7之间的接触电阻。而所述上电极7之间的所述金字塔绒面结构3又有利于提高吸光效率。
具体的，所述蜂窝状绒面结构2可通过对所述第一类型半导体衬底1进行酸制绒形成。所述金字塔绒面结构3可在酸制绒后利用石蜡等掩模覆盖上电极印刷区并对硅片进行碱制绒形成，从而形成蜂窝状/金字塔复合绒面结构。绒面结构利用陷光原理减少光的反射，形成对光的二次吸收或多次吸收，在制绒过程中，还可以去除硅片表面的机械损伤层，多孔硅和硅片上残留的金属杂质。由于所述减反射膜6形成于所述轻掺杂层表面，其表面也为金字塔绒面结构。
具体的，所述减反射膜6为氮化硅层，可以在绒面结构的基础上进一步增加光的吸收，提高SE太阳能电池的效率。需要指出的是，所述减反射膜6可以仅形成于所述第二类型轻掺杂层4的金字塔绒面结构上，也可以不仅形成于所述第二类型轻掺杂层4的金字塔绒面结构上，还继续往上电极印刷区域略微延伸，形成于所述第二类型重掺杂区两端，这种情况下，所述减反射膜6两端表面为蜂窝状绒面结构，而所述上电极的纵截面为“T”型，依然可以达到降低接触电阻的作用。
本实用新型的SE太阳能电池具有蜂窝状/金字塔复合绒面结构，不仅可以保证电极区域具有较低的接触电阻，还可以保证光照区域具有良好的光吸收能力，从而在整体上提升SE太阳能电池的效率。
综上所述，本实用新型的SE太阳能电池通过改善绒面结构，形成蜂窝状/金字塔复合绒面结构，从而从整体上提高SE太阳能电池的效率。本实用新型的SE太阳能电池中，上电极与半导体衬底的接触面为蜂窝状绒面结构，接触更加良好，接触电阻低，而光照区域表面为金字塔绒面结构，光吸收更好，电池光电转换效率高。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种SE太阳能电池，包括： 
第一类型半导体衬底； 
第二类型轻掺杂层，形成于所述第一类型半导体衬底表面； 
第二类型重掺杂层，包括若干分立排列的第二类型重掺杂区；所述第二类型重掺杂区形成于所述第二类型轻掺杂层中并深入所述第二类型轻掺杂层下方的第一类型半导体衬底内； 
若干上电极，形成于所述重掺杂层表面； 
减反射膜，形成于所述上电极之间的第二类型轻掺杂层表面； 
下电极，形成于所述第一类型半导体衬底背面； 
其特征在于： 
所述上电极与所述第二类型重掺杂层的接触面为蜂窝状绒面结构；所述上电极之间的第二类型轻掺杂层及减反射膜表面为金字塔绒面结构。 
2.根据权利要求1所述的SE太阳能电池，其特征在于：所述第一类型半导体衬底为单晶硅衬底。 
3.根据权利要求1所述的SE太阳能电池，其特征在于：所述第二类型重掺杂区为长条状。 
4.根据权利要求1所述的SE太阳能电池，其特征在于：所述减反射膜为氮化硅层。 
5.根据权利要求1所述的SE太阳能电池，其特征在于：所述第二类型轻掺杂层与所述第一类型半导体衬底之间形成第一PN结，所述第二类型重掺杂层与所述第一类型半导体衬底之间形成第二PN结，所述第二PN结的结深大于所述第一PN结的结深。 
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