CN204792817U - 一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池 - Google Patents

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秦崇德
方结彬
石强
黄玉平
何达能
陈刚
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Abstract

本实用新型公开了一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池，包括依次相连的背面Al电极、氧化硅(SiO2)钝化层、P型硅、N层、氧化硅(SiO2)减反射钝化层和栅指电极依次相连，所述氧化硅(SiO2)减反射钝化层设有第一通孔，栅指电极下端伸入第一通孔内与N层相接触，栅指电极下端与N层之间还设有N+层，栅指电极与N+层形成倒金字塔结构，N+层形状大小与栅指电极下端相同；P型硅内设定域、小面积硼扩散P+层，氧化硅(SiO2)钝化层设有第二通孔，背面Al电极上端伸入第二通孔内与P+层相接触。与现有技术相比，本实用新型具有提高了电池的Jsc和大幅提高太阳能电池转换效率的优点。

Description

一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池。
背景技术
太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打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-NJunction)上，形成新的空穴-电子对(V-Epair)，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99.9999％、电阻率在10Ω-cm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。在组件封装为正面受光照面加透光盖片(如高透玻璃及EVA)保护，防止电池受外层空间范爱伦带内高能电子和质子的辐射损伤。
传统晶硅太阳能电池的制造工艺有6道工序，分别为制绒，扩散，去磷硅玻璃和背结，镀膜，丝网印刷，烧结。电池结构设计较简单，导致存在技术问题而无法大幅提升电池的光电转换效率，例如太阳光的能量不能得到很好的利用，形成所谓的“死层”。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于提供一种能大幅提高太阳能电池转换效率的钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池，包括背面Al电极、氧化硅(SiO2)钝化层、P型硅、N层、氧化硅(SiO2)减反射钝化层和栅指电极，所述背面Al电极、氧化硅(SiO2)钝化层、P型硅、N层、氧化硅(SiO2)减反射钝化层和栅指电极依次相连，所述氧化硅(SiO2)减反射钝化层设有第一通孔，栅指电极下端伸入第一通孔内与N层相接触，栅指电极下端与N层之间还设有N+层，栅指电极与N+层形成倒金字塔结构，N+层形状大小与栅指电极下端相同；P型硅内设定域、小面积硼扩散P+层，氧化硅(SiO2)钝化层设有第二通孔，背面Al电极上端伸入第二通孔内与P+层相接触。
作为上述方案的改进，所述P+层嵌入P型硅的下表面。
作为上述方案的改进，所述栅指电极为蒸镀栅指电极。
作为上述方案的改进，所述背面Al电极为蒸镀铝电极。
作为上述方案的改进，所述第一通孔通过光刻方式加工而成。
作为上述方案的改进，所述第二通孔通过光刻方式加工而成。
本实用新型的有益效果为：采用栅指电极与N+层形成倒金字塔结构，具有受光效果优于普通绒面结构，具有反射率低，从而提高了电池的Jsc的优点；采用P型硅内设定域、小面积硼扩散P+层，具有可减少背电极的接触电阻，又增加了硼背场，蒸镀铝的背电极本身又是很好的背反射器，进而提高了电池的转换效率的优点；采用氧化硅(SiO2)减反射钝化层和氧化硅(SiO2)减反射钝化层双面钝化，具有发射极表面钝化降低表面态，同时减少了前表面的少子复合，而背面钝化使反向饱和电流密度下降，同时光谱响应也得到改善，进而大幅提高太阳能电池转换效率的优点。
附图说明
图1为本实用新型一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池结构图。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
具体实施方式
如图1所示的一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池，包括背面Al电极1、氧化硅(SiO2)钝化层2、P型硅3、N层4、氧化硅(SiO2)减反射钝化层5和栅指电极6，所述背面Al电极1、氧化硅(SiO2)钝化层2、P型硅3、N层4、氧化硅(SiO2)减反射钝化层5和栅指电极6依次相连，氧化硅(SiO2)减反射钝化层5设有第一通孔51，栅指电极6下端伸入第一通孔51内与N层4相接触，栅指电极6下端与N层4之间还设有N+层7，栅指电极6与N+层7形成倒金字塔结构，N+层7形状大小与栅指电极6下端相同；P型硅3内设定域、小面积硼扩散P+层8，氧化硅(SiO2)钝化层2设有第二通孔21，背面Al电极1上端伸入第二通孔51内与P+层8相接触。
P+层嵌入P型硅的下表面，栅指电极6为蒸镀栅指电极，背面Al电极1为蒸镀铝电极；第一通孔51和第二通孔21通过光刻方式加工而成。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：采用栅指电极6与N+层7形成倒金字塔结构，具有受光效果优于普通绒面结构，具有反射率低，从而提高了电池的Jsc(Jsc为短路光电流密度,即短路光电流Isc除以电池面积，可得短路光电流密度Jsc)的优点；采用P型硅内设定域、小面积硼扩散P+层8，具有可减少背电极的接触电阻，又增加了硼背场，蒸镀铝的背电极本身又是很好的背反射器，进而提高了电池的转换效率的优点；采用氧化硅(SiO2)减反射钝化层5和氧化硅(SiO2)减反射钝化层2双面钝化，具有发射极表面钝化降低表面态，同时减少了前表面的少子复合，而背面钝化使反向饱和电流密度下降，同时光谱响应也得到改善，进而大幅提高太阳能电池转换效率的优点。
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池，其特征在于：包括背面Al电极、氧化硅(SiO2)钝化层、P型硅、N层、氧化硅(SiO2)减反射钝化层和栅指电极，所述背面Al电极、氧化硅(SiO2)钝化层、P型硅、N层、氧化硅(SiO2)减反射钝化层和栅指电极依次相连，所述氧化硅(SiO2)减反射钝化层设有第一通孔，栅指电极下端伸入第一通孔内与N层相接触，栅指电极下端与N层之间还设有N+层，栅指电极与N+层形成倒金字塔结构，N+层形状大小与栅指电极下端相同；P型硅内设定域、小面积硼扩散P+层，氧化硅(SiO2)钝化层设有第二通孔，背面Al电极上端伸入第二通孔内与P+层相接触。
2.根据权利要求1所述的一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池，其特征在于：所述P+层嵌入P型硅的下表面。
3.根据权利要求1所述的一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池，其特征在于：所述栅指电极为蒸镀栅指电极。
4.根据权利要求1所述的一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池，其特征在于：所述背面Al电极为蒸镀铝电极。
5.根据权利要求1所述的一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池，其特征在于：所述第一通孔通过光刻方式加工而成。
6.根据权利要求1所述的一种钝化发射区背面局部扩散的晶硅太阳能电池，其特征在于：所述第二通孔通过光刻方式加工而成。
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