CN205104495U - 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，其特征在于，包括正电极、N型硅、P型硅衬底、铝背场和背电极，N型硅、P型硅衬底和铝背场自上而下依次层叠式设置，所述P型硅衬底上下表面均为抛光面，N型硅上表面层叠有氧化层和减反膜，氧化层位于N型硅与减反膜之间，氧化层表面为绒面。与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：P型硅衬底上下表面均为抛光面，具有能得到均匀性好的PN结的优点；N型硅上表面层叠有氧化层和减反膜，氧化层位于N型硅与减反膜之间，氧化层表面为绒面，绒面设在氧化层表面而不是直接做在硅表面，具有使硅片正面拥有较低的表面复合速率，有效降低反射率，提升电池的光电转换效率的优点。
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
晶硅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。
晶硅太阳能电池的制备工艺分为制绒、扩散、刻蚀、正面镀膜、丝网印刷、烧结六大工序。其中，制绒的目的是在硅片正面形成凹凸不平的织构化绒面结构，增加太阳光的吸收面积，降低太阳光的反射率。行业内都是采用整面酸法制绒的方式对多晶硅表面制绒，在降低反射率的同时，硅片表面的少子复合也大大增加，制约了电池开路电压和短路电流的提升。由于现有晶硅电池的制造工艺是直接在硅表面制绒，凹凸不平的硅表面带来严重的少子复合，制约了电池开路电压和短路电流的提高；在绒面上进行扩散，也导致很差的方阻均匀性，从而影响电池的光电转换效率。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种高效晶硅太阳能电池，能避免直接在硅表面制绒引起的硅表面复合速率增加和扩散不均匀的问题，提升晶硅太阳能电池的光电效率。
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，包括正电极、N型硅、P型硅衬底、铝背场和背电极，N型硅、P型硅衬底和铝背场自上而下依次层叠式设置，所述P型硅衬底上下表面均为抛光面，N型硅上表面层叠有氧化层和减反膜，氧化层位于N型硅与减反膜之间，氧化层表面为绒面。
作为上述方案的改进，所述氧化层表面为针状绒面。
作为上述方案的改进，所述氧化层为二氧化硅。
作为上述方案的改进，所述减反膜为氮化硅膜。
作为上述方案的改进，所述氮化硅膜的折射率为2.0-2.5。
作为上述方案的改进，所述氮化硅膜的厚度为50nm-200nm。
作为上述方案的改进，所述氮化硅膜由PEVCD设备制成。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：P型硅衬底上下表面均为抛光面，具有能得到均匀性好的PN结的优点；N型硅上表面层叠有氧化层和减反膜，氧化层位于N型硅与减反膜之间，氧化层表面为绒面，绒面设在氧化层表面而不是直接做在硅表面，具有使硅片正面拥有较低的表面复合速率，有效降低反射率，提升电池的光电转换效率的优点。
附图说明
图1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1所示，本实用新型的一种高效晶硅太阳能电池，包括正电极1、N型硅2、P型硅衬底3、铝背场4和背电极5，N型硅2、P型硅衬底3和铝背场4自上而下依次层叠式设置，P型硅衬底3上下表面均为抛光面，N型硅2上表面层叠有氧化层6和减反膜7，氧化层6位于N型硅2与减反膜7之间，氧化层6表面为绒面。
优选地，氧化层6表面为针状绒面，所述氧化层6为二氧化硅。
优选地，减反膜7为氮化硅膜，所述氮化硅膜的折射率为2.0-2.5，具体的氮化硅膜的折射率为2.0、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5，但不限于此。氮化硅膜由PEVCD设备制成。
优选地，氮化硅膜的厚度为50nm-200nm，具体的氮化硅膜的厚度为50nm、75nm、100nm、150nm、175nm、200nm，但不限于此。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：P型硅衬底3上下表面均为抛光面，具有能得到均匀性好的PN结的优点；N型硅2上表面层叠有氧化层6和减反膜7，氧化层6位于N型硅2与减反膜7之间，氧化层6表面为绒面，绒面设在氧化层6表面而不是直接做在硅表面，具有使硅片正面拥有较低的表面复合速率，有效降低反射率，提升电池的光电转换效率的优点。
本实用新型所述的高效晶硅太阳能电池的制备步骤具体如下：
步骤S100：对硅片进行双面抛光；
本步骤采用NaOH溶液对硅片双面抛光，NaOH溶液的浓度为10％-30％。
步骤S101：在硅片正面进行高方阻磷扩散；
本步骤的高方阻磷扩散采用管式三氯氧磷扩散方法对硅片表面掺杂高方阻磷。
步骤S102：去除磷扩散形成的正面磷硅玻璃和周边PN结；
本步骤采用HF、H2SO4和HNO3的混合酸去除磷扩散形成的正面磷硅玻璃和周边PN结。
步骤S103：在硅片正面生长氧化层；
本步骤的硅片正面氧化是采用炉管氧化方式，将硅片放置于扩散炉中通入氮气和氧气，升温至800-900℃后，硅片与氧气反应生成二氧化硅；氧气和氮气的流量分别为500-1000sccm,sccm和5-10slm，sccm指标准毫升/分钟，slm指标准升/分钟，氧气和氮气的混合气体的通气时间为5-30min。
步骤S104：在硅片正面的氧化层上进行RIE制绒；
本步骤中的RIE制绒采用CF4、H2和CHF3混合气体作为刻蚀气体，在硅片表面形成针状绒面。
步骤S105：去除RIE制绒后的损伤层；
本步骤采用HF和HNO3的混合酸对硅片正面进行腐蚀，去除RIE制绒后的损伤层。
步骤S106：在所述硅片正面进行PECVD镀膜，形成氮化硅减反膜；
本步骤采用PECVD的方法沉积氮化硅膜，氮化硅膜的折射率为2.0-2.5，厚度为50nm-200nm。
步骤S107：在硅片背面印刷背电极和铝背场；
步骤S108：在硅片正面印刷正电极浆料形成正电极；
步骤S109：对硅片进行烧结形成太阳能电池。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (7)
1.一种高效晶硅太阳能电池，其特征在于，包括正电极、N型硅、P型硅衬底、铝背场和背电极，N型硅、P型硅衬底和铝背场自上而下依次层叠式设置，其特征在于：所述P型硅衬底上下表面均为抛光面，N型硅上表面层叠有氧化层和减反膜，氧化层位于N型硅与减反膜之间，氧化层表面为绒面。
2.如权利要求1所述一种高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述氧化层表面为针状绒面。
3.如权利要求1所述一种高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述氧化层为二氧化硅。
4.如权利要求1所述一种高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述减反膜为氮化硅膜。
5.如权利要求4所述一种高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述氮化硅膜的折射率为2.0-2.5。
6.如权利要求4所述一种高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述氮化硅膜的厚度为50nm-200nm。
7.如权利要求4所述一种高效晶硅太阳能电池，其特征在于，所述氮化硅膜由PEVCD设备制成。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN109004042A (zh) * | 2017-06-07 | 2018-12-14 | 中国科学院物理研究所 | 垂直型光电子器件及其制造方法 |
| CN110148635A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-08-20 | 北京点域科技有限公司 | 一种降低表面复合减反膜电池的工艺流程 |
| CN114038920A (zh) * | 2021-09-17 | 2022-02-11 | 普乐新能源科技(徐州)有限公司 | 一种超高效的交叉指式背接触异质结太阳电池 |
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