CN204315595U - 一种高效晶硅太阳能电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高效晶硅太阳能电池，包括：背电极、铝背场、P型硅、N型硅、氮化硅膜和正电极；所述氮化硅膜上设有激光掺杂槽，所述激光掺杂槽内掺杂有磷元素；所述激光掺杂槽宽度大于所述正电极宽度，使所述正电极底部处于所述激光掺杂槽之内；所述激光掺杂槽宽度至少比所述正电极宽度宽5μm。采用本实用新型，使硅片表面的磷掺杂浓度呈选择性分布，在栅线以内的区域具有较高的磷掺杂浓度，保证栅线与硅的良好欧姆接触；在栅线以外的区域具有较低的掺杂浓度，提升电池的开路电压和短路电流，从而提升电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种高效晶硅太阳能电池。
背景技术
太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏特效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结（P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对（V-E pair），在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。由于是利用各种势垒的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件，故又称太阳能电池或光伏电池，是太阳能电池阵电源系统的重要组件。
太阳能电池主要有晶硅（Si）电池，三五族半导体电池（GaAs，Cds/Cu2S，Cds/CdTe， Cds/InP，CdTe/Cu2Te），无机电池，有机电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材料为纯度达0.999999、电阻率在10欧·厘米以上的P型单晶硅，包括正面绒面、正面P-N结、正面减反射膜、正背面电极等部分。
如图1所示，传统太阳能电池的P-N结都是采用一次磷掺杂的制作方式，为了提高电池的开路电压和短路电流，只能采取整体提高扩散方阻，降低磷掺杂浓度的方式，但是这种方式使得银栅线以下区域的磷掺杂浓度也同时降低，银栅线与硅不能形成良好的欧姆接触，导致电池的填充因子较低，抑制了电池光电转换效率的提升。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单的高效晶硅太阳能电池。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高效晶硅太阳能电池，包括：背电极、铝背场、P型硅、N型硅、氮化硅膜和正电极；所述氮化硅膜上设有激光掺杂槽，所述激光掺杂槽内掺杂有磷元素；所述激光掺杂槽宽度大于所述正电极宽度，使所述正电极底部处于所述激光掺杂槽之内；所述激光掺杂槽宽度至少比所述正电极宽度宽5μm。
作为上述方案的改进，所述激光掺杂槽图案为线型正电极栅线图案。
作为上述方案的改进，所述线型正电极栅线图案为直线矩形正电极栅线图案。
作为上述方案的改进，所述激光掺杂槽宽度比所述正电极宽度宽10~20μm。
作为上述方案的改进，所述激光掺杂槽宽度为40~80μm。
作为上述方案的改进，所述正电极宽度为30~70μm。
作为上述方案的改进，所述磷源为磷酸溶液。
作为上述方案的改进，所述氮化硅膜的厚度为75-90nm。
实施本实用新型，具有如下有益效果：
本实用新型提供了一种高效晶硅太阳能电池，对涂覆有磷源的氮化硅膜通过激光刻蚀形成激光掺杂槽，同时，将磷掺杂到激光掺杂槽的硅里，使激光掺杂槽具有较高的磷掺杂浓度，保证激光掺杂槽与正电极有良好的欧姆接触。
其中，激光掺杂槽的图案为线型正电极栅线图案，使硅片表面的磷掺杂浓度呈选择性分布，即在栅线以内的区域通过激光掺杂达到较高的磷掺杂浓度，保证栅线与硅的良好欧姆接触；在栅线以外的区域采用高方阻扩散，达到较低的掺杂浓度，提升电池的开路电压和短路电流，从而提升电池的光电转换效率。
附图说明
图1是现有高效晶硅太阳能电池的结构示意图；
图2是本实用新型高效晶硅太阳能电池的结构示意图。
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地详细描述。
如图2所示，本实用新型高效晶硅太阳能电池包括背电极1、铝背场2、P型硅3、N型硅4、氮化硅膜5和正电极6；所述背电极1、铝背场2、P型硅3、N型硅4、氮化硅膜5和正电极6依次相连。
所述氮化硅膜5上涂覆磷源，对涂覆有磷源的氮化硅膜5通过激光刻蚀形成激光掺杂槽7，使磷元素掺杂进所述激光掺杂槽7的硅里；所述正电极6底部处于所述激光掺杂槽7之内。
需要说明的是，采用激光掺杂磷源的方式，在涂覆有磷源的氮化硅膜7上开槽，形成激光掺杂槽7。相应地，通过激光掺杂后，可将磷掺杂到激光掺杂槽7的硅里，使激光掺杂槽7具有较高的磷掺杂浓度，保证激光掺杂槽7与正电极6有良好的欧姆接触。
相应地，所述激光掺杂槽7宽度大于所述正电极6宽度，保证正电极6浆料全部印刷在激光掺杂槽7内，使所述正电极6底部处于所述激光掺杂槽7之内。进一步，所述激光掺杂槽宽度至少比所述正电极宽度宽5μm。
更佳地，所述激光掺杂槽7图案为线型正电极栅线图案。
需要说明的是，所述激光掺杂槽7图案为线型正电极栅线图案，使硅片表面的磷掺杂浓度呈选择性分布，即在栅线以内的区域达到较高的磷掺杂浓度，保证栅线与硅的良好欧姆接触；在栅线以外的区域采用高方阻扩散，达到较低的掺杂浓度，提升电池的开路电压和短路电流，从而提升电池的光电转换效率。
优选地，所述线型正电极栅线图案为直线矩形正电极栅线图案。
需要说明的是，通过丝网印刷方式，在硅片正面的激光掺杂槽内印刷正电极浆料，形成正电极，更易于量产，电极拉力达到行业质检标准。
更佳地，所述激光掺杂槽7宽度比所述正电极6宽度宽10~20μm。具体地，若激光掺杂槽7宽度为40μm，则正电极6的宽度最大为30μm。
更佳地，所述激光掺杂槽7宽度为40~80μm。
更佳地，所述正电极6宽度为30~70μm，保证激光掺杂槽7的宽度与正电极6的宽度精确配合。
更佳地，所述氮化硅膜的厚度为75-90nm，保证达到最佳的减反射效果。
更佳地，所述磷源为磷酸溶液，所述磷酸溶液均匀附着在硅片正面的氮化硅膜5上。优选地，所述磷酸溶液的磷酸浓度为1%~10%，使磷源浓度达到最佳的掺杂效果。所述磷酸溶液通过喷涂方式或旋涂方式均匀附着在硅片正面的氮化硅膜5上。
由上可知，本实用新型提供了一种高效晶硅太阳能电池，采用激光掺杂磷源的方式，在涂覆有磷源的氮化硅膜5上开槽，形成激光掺杂槽7。相应地，通过激光掺杂后，可将磷掺杂到激光掺杂槽7的硅里，使激光掺杂槽7具有较高的磷掺杂浓度，保证激光掺杂槽7与正电极6有良好的欧姆接触。其中，激光掺杂槽7的图案为线型正电极栅线图案，使硅片表面的磷掺杂浓度呈选择性分布，即在栅线以内的区域通过激光掺杂达到较高的磷掺杂浓度，保证栅线与硅的良好欧姆接触；在栅线以外的区域采用高方阻扩散，达到较低的掺杂浓度，提升电池的开路电压和短路电流，从而提升电池的光电转换效率。
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，在不脱离本实用新型原理的前提下，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 (8)
1.一种高效晶硅太阳能电池，其特征在于，包括背电极、铝背场、P型硅、N型硅、氮化硅膜和正电极；
所述氮化硅膜上涂覆磷源，对涂覆有磷源的氮化硅膜通过激光刻蚀形成激光掺杂槽；
所述激光掺杂槽宽度大于所述正电极宽度，使所述正电极底部处于所述激光掺杂槽之内；
所述激光掺杂槽宽度至少比所述正电极宽度宽5μm。
2.如权利要求1所述的高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述激光掺杂槽图案为线型正电极栅线图案。
3.如权利要求2所述的高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述线型正电极栅线图案为直线矩形正电极栅线图案。
4.如权利要求1所述的高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述激光掺杂槽宽度比所述正电极宽度宽10~20μm。
5.如权利要求4所述的高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述激光掺杂槽宽度为40~80μm。
6.如权利要求4所述的高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述正电极宽度为30~70μm。
7.如权利要求1所述的高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述磷源为磷酸溶液。
8.如权利要求1所述的高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述氮化硅膜的厚度为75-90nm。
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2014
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