CN207441709U - 一种晶体硅太阳能电池结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶体硅太阳能电池结构，自上而下依次包括正面电极、第一减反射膜、第一掺杂多/微晶硅层、第一隧穿氧化层、晶体硅片、第二隧穿氧化层、第二掺杂多/微晶硅层、第二减反射膜和背面电极；正面电极穿透第一减反射膜与第一掺杂多/微晶硅形成电接触；背面电极穿透第二减反射膜与第二掺杂多/微晶硅形成电接触。本实用新型的电池结构正面和背面可同时发电，提高了光电转换效率。

Description

一种晶体硅太阳能电池结构

技术领域

本实用新型属于太阳能电池技术领域，特别涉及一种晶体硅太阳能电池结构。

背景技术

自1954年第一块太阳能电池在贝尔实验室诞生以来，晶体硅太阳能电池得到了广泛的应用，转换效率不断提升，生产成本持续下降。目前，晶体硅太阳能电池占太阳能电池全球市场总额的80％以上，晶体硅电池片的产线转换效率目前已突破21％，全球年新增装机容量接近70GW且增速明显，与火力发电的度电成本不断缩小，在未来几年有望与之持平。晶体硅太阳能电池作为一种清洁能源在改变能源结构、缓解环境压力等方面的重要作用日益凸显。

晶体硅双面电池可以更有效的利用太阳光，转换效率高，在同等辐照下可以产生更多的电力，比如N-PERT双面电池、P-PERC双面电池等。这些双面电池的钝化膜由于金属电极的存在而非全覆盖，这使得表面钝化电池的少子复合速率不能进一步降低，效率提升受限。且均需经高温热扩散工艺，这对硅片的品质影响较大。

钝化接触是近几年发展起来的一种高效电池技术，该技术可以兼顾良好的钝化和电荷收集。超薄钝化膜上无需开孔，在保证电荷高效传输的基础上，对硅片的表面全覆盖，并提供良好的钝化。钝化接触可以使电荷传输方向由传统的三维变为一维，减少了电荷的传输路径，降低了少子复合的几率，电池的转换效率、收集率、内阻得到了改善。但是常见的钝化接触常使用全覆盖的金属电极，无法形成可双面发电的电池，且金属电极价格昂贵，不利于电池成本的降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶体硅太阳能电池结构，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种晶体硅太阳能电池结构，自上而下依次包括正面电极、第一减反射膜、第一掺杂多/微晶硅层、第一隧穿氧化层、晶体硅片、第二隧穿氧化层、第二掺杂多/微晶硅层、第二减反射膜和背面电极；正面电极穿透第一减反射膜与第一掺杂多/微晶硅形成电接触；背面电极穿透第二减反射膜与第二掺杂多/微晶硅形成电接触。

进一步的，晶体硅片为P型或N型的单晶硅片或多晶硅片。

进一步的，两个隧穿氧化层均为氧化硅、氧化铝、氧化钛、氮氧化硅的一种或多种叠层，厚度为1～3nm。

进一步的，两个减反射膜厚度均为50～100nm，减反射膜可为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化钛、氧化铝薄膜的一种或多种叠层。

进一步的，正反面电极为柱状，正反面电极为银电极、铝电极、镍电极、铜电极、合金电极或金属复合电极。

进一步的，两个掺杂多/微晶硅层的厚度均为10～300nm。

进一步的，第一掺杂多/微晶硅与第二掺杂多/微晶硅中的掺杂剂类型不同。

与现有技术相比，本实用新型有以下技术效果：

本实用新型的电池结构正面和背面可同时发电，提高了光电转换效率。

本实用新型在掺杂多/微晶硅层上制作减反射膜，大大降低了电池表面的光反射，提高了转换效率。

本实用新型电池工艺无需高温热扩散掺杂，节省了原料，降低了能耗，简化了工序。同时避免了高温处理降低硅片的品质。

本实用新型的电极为非全覆盖的栅线状，解决了常见的钝化接触使用全覆盖的金属电极导致的高成本的问题，有效降低成本。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

1、第一减反射膜；2、第一掺杂多/微晶硅层；3、第一隧穿氧化层；4、晶体硅片；5、第二隧穿氧化层；6、第二掺杂多/微晶硅层；7第二减反射膜；8正面电极；9、背面电极。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进一步说明：

请参阅图1，一种晶体硅太阳能电池结构，自上而下依次包括正面电极8、第一减反射膜1、第一掺杂多/微晶硅层2、第一隧穿氧化层3、晶体硅片4、第二隧穿氧化层5、第二掺杂多/微晶硅层6、第二减反射膜7和背面电极9；正面电极8穿透第一减反射膜1与第一掺杂多/微晶硅2形成电接触；背面电极9穿透第二减反射膜7与第二掺杂多/微晶硅6形成电接触。

晶体硅片4为P型或N型的单晶硅片或多晶硅片。

两个隧穿氧化层均为氧化硅、氧化铝、氧化钛、氮氧化硅的一种或多种叠层，厚度为1～3nm。隧穿氧化层通过干紫外臭氧氧化法、臭氧水氧化法、硝酸氧化法、热氧化法、原子层沉积法或气相沉积法制成。

两个减反射膜厚度均为50～100nm，减反射膜可为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化钛、氧化铝薄膜的一种或多种叠层。

正反面电极为柱状，正反面电极为银电极、铝电极、镍电极、铜电极、合金电极或金属复合电极；电极通过印刷、激光转印、喷墨、3D打印、电镀或蒸镀制成。

两个掺杂多/微晶硅层的厚度均为10～300nm；掺杂多/微晶硅层的制作方法包括：

采用LPCVD、气相外延的方法直接形成掺杂多/微晶硅层；

采用PECVD的方法先形成掺杂非晶硅层，随后在100～500℃下进行热处理，使非晶硅层转化为多晶或微晶硅层；

印刷或涂覆掺杂硅粉，之后在100～500℃下进行热处理。

第一掺杂多/微晶硅2与第二掺杂多/微晶硅6中的掺杂剂类型不同。

Claims (7)

1.一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，自上而下依次包括正面电极(8)、第一减反射膜(1)、第一掺杂多/微晶硅层(2)、第一隧穿氧化层(3)、晶体硅片(4)、第二隧穿氧化层(5)、第二掺杂多/微晶硅层(6)、第二减反射膜(7)和背面电极(9)；正面电极(8)穿透第一减反射膜(1)与第一掺杂多/微晶硅层(2)形成电接触；背面电极(9)穿透第二减反射膜(7)与第二掺杂多/微晶硅层(6)形成电接触。

2.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，晶体硅片(4)为P型或N型的单晶硅片或多晶硅片。

3.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，两个隧穿氧化层均为氧化硅、氧化铝、氧化钛、氮氧化硅的一种或多种叠层，厚度为1～3nm。

4.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，两个减反射膜厚度均为50～100nm，减反射膜可为氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化钛、氧化铝薄膜的一种或多种叠层。

5.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，正反面电极为细栅线状，正反面电极为银电极、铝电极、镍电极、铜电极、合金电极或金属复合电极。

6.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，两个掺杂多/微晶硅层的厚度均为10～300nm。

7.根据权利要求1所述的一种晶体硅太阳能电池结构，其特征在于，第一掺杂多/微晶硅层(2)与第二掺杂多/微晶硅层(6)中的掺杂剂类型不同。