CN207381411U - 具有多晶硅钝化遂穿复合结的p型双面晶硅电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，包括衬底，衬底采用p型晶体硅片，p型晶体硅片的正面由里到外依次设置n+型晶体硅层、正面钝化减反射层以及穿透正面钝化减反射层并与P型晶体硅片接触的正面金属电极；p型晶体硅片的背面依次设置p++型硅膜层、n++型硅膜层、背面钝化减反射层以及穿透背面钝化减反射层并与n++型硅膜层接触的背面金属电极；本实用新型电池背面采用p++型硅膜层形成钝化接触层，能有效降低金属电极直接接触硅片背面带来的接触区复合；n++型硅膜层既能与p++型硅膜层形成遂穿复合结有效传输光生载流子，又能与金属背电极直接形成良好的欧姆接触，有效解决了p++型硅膜层表面难以采用丝网印刷金属电极形成欧姆接触的问题。

Description

具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池
技术领域
本实用新型涉及一种具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池。
背景技术
常规p型晶体硅电池背面采用铝背场钝化硅片背面和收集多数载流子，由于铝背场具有高缺陷密度的特征，会造成电池背面较高复合速率，从而限制了晶硅电池效率的进一步提升，尤其是硅片厚度日益减薄的情况下。
如图1所示，目前被产业界广泛关注并部分导入量产的PERC电池（PERC，Passivated Emitter and Rear Cell，即钝化发射极与背面的电池）采用介质膜如图1中的背面减反射膜层5钝化硅片如图1中p型晶体硅片1的背表面，然后背面金属电极6局部穿透背面减反射膜层5与p型晶体硅片1背面形成欧姆接触。与常规晶硅电池铝背场相比，p-PERC电池虽能在一定程度上改善背面钝化降低了背面复合，但由于背电极局部穿透仍然存在背面金属电极6与p型晶体硅片1的直接接触，部分破坏了硅片背表面的钝化，并且在背面接触区不可避免会存在较高的载流子复合速率，从而限制了电池开路电压和转换效率的进一步提升；另外，由于背面采用局部接触，钝化区无p+型掺杂形成的背场，因而p-PERC电池无法采用高电阻率的硅片。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，克服p-PERC电池在金属电极直接接触硅片背面导致的接触区复合电流过大的问题，从而提升电池开路电压和转换效率。
本实用新型的技术解决方案是：
一种具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，包括衬底，衬底采用p型晶体硅片，p型晶体硅片的正面由里到外依次设置n+型晶体硅层、正面钝化减反射层以及穿透正面钝化减反射层并与P型晶体硅片接触的正面金属电极；p型晶体硅片的背面依次设置p++型硅膜层、n++型硅膜层、背面钝化减反射层以及穿透背面钝化减反射层并与n++型硅膜层接触的背面金属电极。
进一步地，p型晶体硅片采用p型单晶硅片或p型多晶硅片，p型晶体硅片的电阻率在0.3~10Ωcm、厚度在50~500um。
进一步地，n+型晶体硅层的厚度在0.2~2um，方块电阻在20~200Ω/□。
进一步地，p++型硅膜层采用硼掺杂的非晶硅、非晶氧化硅、微晶硅、微晶氧化硅或多晶硅，且厚度在10nm~10um。
进一步地，p++型硅薄膜层与p型晶体硅层之间附带一层超薄氧化硅层，超薄氧化硅层的厚度在1~3nm。
进一步地，n++型硅薄膜层采用磷掺杂的非晶硅、非晶氧化硅、微晶硅、微晶氧化硅或多晶硅，且厚度在10nm~10um。
进一步地，n++型硅薄膜层与p++型硅薄膜层之间附带一层超薄氧化硅层，超薄氧化硅层厚度在0~3nm。
进一步地，正面钝化减反射层至少包含a-SiNx、a-SiOx、a-SiCx、a-SiCxNy、a-SiNxOy、中的任意一种或多种的组合，正面钝化减反射层的厚度在60~150nm，背面钝化减反射层至少包含a-SiNx、a-SiOx、a-SiCx、a-SiCxNy、a-SiNxOy、a-AlOx中的任意一种或多种的组合，背面钝化减反射层的厚度在60~150nm。
进一步地，正面金属电极为Ag、Ni/Ag、Ni/Cu、Ni/Cu/Sn或Ni/Cu/Ag电极中的任意一种，背面金属电极为Ag、Al、Ni/Ag、Ni/Cu、Ni/Cu/Sn或Ni/Cu/Ag电极中的任意一种。
本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，该种具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，具有以下优势：首先，电池背面采用p++型硅膜层形成钝化接触层，能有效降低金属电极直接接触硅片背面带来的接触区复合；其次，n++型硅膜层既能与p++型硅膜层形成遂穿复合结有效传输载流子，又能与金属电极直接形成良好的欧姆接触，有效解决了p++型硅膜层表面难以采用丝网印刷金属电极形成欧姆接触的问题；再次，背面采用全面积钝化接触，拓宽了硅片电阻率的选择范围。
附图说明
图1是现有的p-PERC晶体硅太阳电池的结构示意图。
图2是本实用新型实施例一种具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池的结构示意图。
其中：1-p型晶体硅片，2- n+型晶体硅层，3-正面钝化减反射层，4-正面金属电极，5-背面钝化减反射层，6-背面金属电极，7- p++型硅膜层，8- n++型硅膜层。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
实施例
一种具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，如图2，包括衬底，衬底采用P型晶体硅片1，P型晶体硅片1的正面由里到外依次设置n+型晶体硅层2、正面钝化减反射层3以及穿透正面钝化减反射层3并与P型晶体硅片1接触的正面金属电极4；P型晶体硅片1的背面依次设置P++型硅膜层7、n++型硅膜层8、背面钝化减反射层5以及穿透背面钝化减反射层5并与n++型硅膜层8接触的背面金属电极6。
通过上述结构，首先，电池背面采用P++型硅膜层7形成钝化接触层，能有效降低金属电极直接接触硅片背面带来的接触区复合；其次，n++型硅膜层8既能与P++型硅膜层7形成遂穿复合结有效传输光生载流子，又能与金属背电极直接形成良好的欧姆接触，有效解决了P++型硅膜层7表面难以采用丝网印刷金属电极形成欧姆接触的问题；再次，背面采用全面积钝化接触，拓宽了硅片电阻率的选择范围。
P型晶体硅片1采用p型单晶硅片或p型多晶硅片，P型晶体硅片1的电阻率在0.3~10Ωcm、厚度在50~500um。P型晶体硅片1用于吸收光子，产生光生载流子。
n+型晶体硅层2的厚度在0.2~2um，方块电阻在20~200Ω/□。该n+型晶体硅层2与p型晶体硅层形成同质n+p发射极，用来分离光生载流子。
P++型硅膜层7采用硼掺杂的非晶硅、非晶氧化硅、微晶硅、微晶氧化硅或多晶硅，且厚度在10nm~10um。p++型硅薄膜层与p型晶体硅层之间可以附带一层超薄氧化硅层，其厚度在1~3nm。该P++型硅膜层7与p型晶体硅层形成pp++型背电场，既能钝化电池背表面，减少背表面复合，同时能与p型晶体硅层形成良好的欧姆接触，收集多数载流子空穴。
n++型硅薄膜层采用磷掺杂的非晶硅、非晶氧化硅、微晶硅、微晶氧化硅或多晶硅，且厚度在10nm~10um。n++型硅薄膜层与p++型硅薄膜层之间附带一层超薄氧化硅层，超薄氧化硅层厚度在0~3nm。该n++型硅膜层8与P++型硅膜层7形成n++p++型遂穿复合结，同时与背面金属电极6形成良好的欧姆接触。
正面钝化减反射层3至少包含a-SiNx、a-SiOx、a-SiCx、a-SiCxNy、a-SiNxOy、中的任意一种或多种的组合，正面钝化减反射层3的厚度在60~150nm，该正面钝化减反射层3要用来减少入射光在硅片正面的反射，同时对n+型晶体硅层2形成良好的表面钝化。
背面钝化减反射层5至少包含a-SiNx、a-SiOx、a-SiCx、a-SiCxNy、a-SiNxOy、a-AlOx中的任意一种或多种的组合，背面钝化减反射层5的厚度在60~150nm。该背面钝化减反射层5要用来减少背面入射光在硅片表面的反射，同时对pp++型背电场形成良好的界面钝化。
正面金属电极4为Ag、Ni/Ag、Ni/Cu、Ni/Cu/Sn或Ni/Cu/Ag电极中的任意一种，正面金属电极4用来收集光生载流子中的电子。背面金属电极6为Ag、Al、Ni/Ag、Ni/Cu、Ni/Cu/Sn或Ni/Cu/Ag电极中的任意一种。背面金属电极6用来收集光生载流子中的空穴。

Claims (9)

1.一种具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，其特征在于：包括衬底，衬底采用p型晶体硅片，p型晶体硅片的正面由里到外依次设置n+型晶体硅层、正面钝化减反射层以及穿透正面钝化减反射层并与P型晶体硅片接触的正面金属电极；p型晶体硅片的背面依次设置p++型硅膜层、n++型硅膜层、背面钝化减反射层以及穿透背面钝化减反射层并与n++型硅膜层接触的背面金属电极。
2.如权利要求1所述的具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，其特征在于：p型晶体硅片采用p型单晶硅片或p型多晶硅片，p型晶体硅片的电阻率在0.3~10Ωcm、厚度在50~500um。
3.如权利要求1所述的具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，其特征在于：n+型晶体硅层的厚度在0.2~2um，方块电阻在20~200Ω/□。
4.如权利要求3所述的具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，其特征在于：p++型硅膜层采用硼掺杂的非晶硅、非晶氧化硅、微晶硅、微晶氧化硅或多晶硅，且厚度在10nm~10um。
5.如权利要求4所述的具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，其特征在于：p++型硅薄膜层与p型晶体硅层之间附带一层超薄氧化硅层，超薄氧化硅层的厚度在1~3nm。
6.如权利要求5所述的具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，其特征在于：n++型硅薄膜层采用磷掺杂的非晶硅、非晶氧化硅、微晶硅、微晶氧化硅或多晶硅，且厚度在10nm~10um。
7.如权利要求1-6任一项所述的具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，其特征在于：n++型硅薄膜层与p++型硅薄膜层之间附带一层超薄氧化硅层，超薄氧化硅层厚度在0~3nm。
8.如权利要求1-6任一项所述的具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，其特征在于：正面钝化减反射层至少包含a-SiNx、a-SiOx、a-SiCx、a-SiCxNy、a-SiNxOy中的任意一种，正面钝化减反射层的厚度在60~150nm，背面钝化减反射层至少包含a-SiNx、a-SiOx、a-SiCx、a-SiCxNy、a-SiNxOy、a-AlOx中的任意一种，背面钝化减反射层的厚度在60~150nm。
9.如权利要求1-6任一项所述的具有多晶硅钝化遂穿复合结的P型双面晶硅电池，其特征在于：正面金属电极为Ag、Ni/Ag、Ni/Cu、Ni/Cu/Sn或Ni/Cu/Ag电极中的任意一种，背面金属电极为Ag、Al、Ni/Ag、Ni/Cu、Ni/Cu/Sn或Ni/Cu/Ag电极中的任意一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109326673A (zh) * 2018-08-10 2019-02-12 浙江正泰太阳能科技有限公司 P型晶体硅perc电池及其制备方法
CN110212057A (zh) * 2019-05-31 2019-09-06 苏州腾晖光伏技术有限公司 一种p型钝化接触晶体硅太阳能电池的制备方法

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