CN205960003U - 具有一致绒面的单晶异质结太阳能电池 - Google Patents

具有一致绒面的单晶异质结太阳能电池 Download PDF

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曾清华
宋广华
王树林
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Abstract

本实用新型公开了一种具有一致绒面的单晶异质结太阳能电池，包括，N型硅片，所述N型硅片的上表面具有一致绒面的陷光结构，下表面为抛光面；所述N型硅片的上表面设有本征非晶硅层、所述本征非晶硅层表面设有P型非晶硅层；所述P型非晶硅层表面设有ITO透明导电层；所述ITO透明导电层上设有金属栅线电极；所述N型硅片的下表面为本征非晶硅层、所述本征非晶硅层表面设有N型非晶硅层；所述N型非晶硅层表面为ITO透明导电层；所述ITO透明导电层上设有金属栅线电极。本实用新型在电池片表面利用了具有一致绒面的陷光结构，这种表面陷光结构的独立单元的一致性极大地提高了后续在表面上成膜的均匀性。

Description

具有一致绒面的单晶异质结太阳能电池
技术领域
本实用新型涉及晶体硅太阳能电池领域，尤其涉及具有一致绒面的单晶异质结太阳能电池。
背景技术
能源危机下光伏产业发展迅速，进一步推广光伏应用的关键是提高太阳能电池片的光电转换效率，降低电池片的制作成本。硅基异质结太阳能电池是目前被广泛研究的高效太阳能电池技术之一，该类电池片是用少子寿命较高的n-型晶体硅作为制作电池片的衬底，其PN结，即发射极是由带宽约为1.7eV的p-非晶硅薄膜与带宽为1.12eV的n-型单晶硅表面相结合，因彼此带宽的差异而形成异质结。为了减少硅片表面对太阳光的反射作用，往往需要在硅片表面制作具有绒面的陷光结构，提高硅片表面对太阳光的吸收，从而提高光电转换效率。
传统单晶硅片采用碱溶液和有机制绒添加剂制作陷光结构，利用碱腐蚀硅各向异性的特点在硅片表面形成具有金字塔绒面的陷光结构。然而，此种方法制作的金字塔绒面存在几个主要问题：其一、金字塔尺寸大小不一，同一硅片内金字塔大小分布范围可以从1um直至10um，尺寸一致性差，影响后续镀膜工艺中薄膜的连续性和均匀性；其二、此种方法需要使用有机制绒添加剂等有机化学品，增加了后续清洗工序的复杂性，且在工艺控制上极大地受到添加剂的影响。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供了具有一致绒面陷光结构的单晶异质结太阳能电池，提高电池转换效率，降低生产成本。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供了具有一致绒面的单晶异质结太阳能电池，包括，N型硅片，所述N型硅片的上表面具有一致绒面的陷光结构，下表面为抛光面；所述N型硅片的上表面设有本征非晶硅层、所述本征非晶硅层表面设有P型非晶硅层；所述P型非晶硅层表面设有ITO透明导电层；所述ITO透明导电层上设有金属栅线电极；所述N型硅片的下表面为本征非晶硅层、所述本征非晶硅层表面设有N型非晶硅层；所述N型非晶硅层表面为ITO透明导电层；所述ITO透明导电层上设有金属栅线电极。
优选的，所述陷光结构可以为通过碱腐蚀形成的倒金字塔结构。
优选的，所述陷光结构可以为通过酸腐蚀形成的碗状结构。
优选的，所述陷光结构的独立单元的尺寸为10-20um。
本实用新型在电池片表面利用了具有一致绒面的陷光结构，这种表面陷光结构的独立单元的一致性极大地提高了后续在表面上成膜的均匀性。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型具有倒金字塔陷光结构太阳能电池示意图。
图2为本实用新型具有碗状型陷光结构太阳能电池示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例一
如图1所示，本实用新型的具有一致绒面的单晶异质结太阳能电池，包括，N型硅片7，所述N型硅片7的上表面具有一致绒面的倒金字塔结构6，下表面面为抛光面；所述N型硅片7的上表面设有本征非晶硅层5、所述本征非晶硅层5表面设有P型非晶硅层3；所述P型非晶硅层3表面设有ITO透明导电层2；所述ITO透明导电层2上设有金属栅线电极1；所述N型硅片7的下表面为本征非晶硅层5、所述本征非晶硅层5表面设有N型非晶硅层4；所述N型非晶硅层4表面为ITO透明导电层2；所述ITO透明导电层2上设有金属栅线电极1。
其中，所述具有一致绒面的倒金字塔结构6制作流程如下：将N型硅片用氨水、双氧水预清洗再经过10％-20％的碱溶液进行抛光处理；在N型硅片正面和背表面各沉积一层SiO2薄膜；在正面SiO2薄膜上涂布光刻胶、曝光、显影后形成光刻胶的独立方格图案，此方格边长为10-20um，方格之间间距<20um；对开口处的SiO2薄膜用2％-5％的HF溶液进行腐蚀后去胶，形成SiO2膜层的独立方格图案；用碱溶液在SiO2独立方格图案上对硅片进行选择性腐蚀，碱溶液质量分数需控制在10％以下；最后用2％-5％ 的HF溶液去除SiO2膜层，形成具有倒金字塔型的陷光结构。独立单元的尺寸较大，在10um以上，有利于提高金属化工艺中栅线与电池片表面的结合力。该陷光结构的形成不需要使用有机制绒添加剂，简化了湿制程工艺。
实施例二
如图2所示，本实用新型的具有一致绒面的单晶异质结太阳能电池，包括，N型硅片7，所述N型硅片7的上表面具有一致绒面的碗状结构8，下表面面为抛光面；所述N型硅片7的上表面设有本征非晶硅层5、所述本征非晶硅层5表面设有P型非晶硅层3；所述P型非晶硅层3表面设有ITO透明导电层2；所述ITO透明导电层2上设有金属栅线电极1；所述N型硅片7的下表面为本征非晶硅层5、所述本征非晶硅层5表面设有N型非晶硅层4；所述N型非晶硅层4表面为ITO透明导电层2；所述ITO透明导电层2上设有金属栅线电极1。
其中，所述碗状结构8制作流程如下：将N型硅片用氨水、双氧水预清洗再经过10％-20％的碱溶液进行抛光处理；在N型硅片正面和背表面分别涂上光刻胶，而对正面光刻胶进行曝光、显影后形成光刻胶的独立方格图案，此方格边长为10-20um，方格之间间距<20um；用硝酸、氢氟酸溶液在方格图案上对硅片进行选择性腐蚀；最后用显影液溶液去除光刻胶，形成具有碗状型的陷光结构。独立单元的尺寸较大，在10um以上，有利于提高金属化工艺中栅线与电池片表面的结合力。该陷光结构的形成不需要使用有机制绒添加剂，简化了湿制程工艺。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新 型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.具有一致绒面的单晶异质结太阳能电池，其特征在于：包括，N型硅片，所述N型硅片的上表面具有一致绒面的陷光结构，下表面为抛光面；所述N型硅片的上表面设有本征非晶硅层、所述本征非晶硅层表面设有P型非晶硅层；所述P型非晶硅层表面设有ITO透明导电层；所述ITO透明导电层上设有金属栅线电极；所述N型硅片的下表面为本征非晶硅层、所述本征非晶硅层表面设有N型非晶硅层；所述N型非晶硅层表面为ITO透明导电层；所述ITO透明导电层上设有金属栅线电极。
2.根据权利要求1所述的具有一致绒面的单晶异质结太阳能电池，其特征在于：所述陷光结构可以为通过碱腐蚀形成的倒金字塔结构。
3.根据权利要求1所述的具有一致绒面的单晶异质结太阳能电池，其特征在于：所述陷光结构可以为通过酸腐蚀形成的碗状结构。
4.根据权利要求1所述的具有一致绒面的单晶异质结太阳能电池，其特征在于：所述陷光结构的独立单元的尺寸为10-20um。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107833929A (zh) * 2017-10-13 2018-03-23 浙江昱辉阳光能源江苏有限公司 一种单面制绒的硅异质结电池及制造方法

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