CN210956694U

CN210956694U - 背钝化太阳能电池结构

Info

Publication number: CN210956694U
Application number: CN201922195020.XU
Authority: CN
Inventors: 张鹏; 张忠文; 王永谦; 尹丙伟; 王岚; 王璞; 丁蕾; 眭山
Original assignee: Tongwei Solar Meishan Co Ltd
Current assignee: Tongwei Solar Meishan Co Ltd
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-07-07
Anticipated expiration: 2029-12-09

Abstract

本申请提供一种背钝化太阳能电池结构，涉及太阳能电池技术领域。包括：依次设置的正电极、正面减反射层、N型层、P型硅衬底、背面钝化层以及背面背场，正电极延伸至N型层并与N型层连接，P型硅衬底的背面具有局域掺杂阵列，局域掺杂阵列的掺杂线数为130～180根、掺杂线宽为20～80μm，背面背场与局域掺杂阵列形成欧姆接触。其能够提高背钝化太阳能电池的转换效率。

Description

背钝化太阳能电池结构

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种背钝化太阳能电池结构。

背景技术

背钝化太阳能电池与普通太阳能电池相比，其特点是在电池的背面添加了一个钝化层来提高转换效率，这极大地增加了背钝化太阳能电池的竞争力，因此，如何进一步提高背钝化太阳能电池的转换效率是目前太阳能电池的研究重点。

实用新型内容

本申请实施例在于提供一种背钝化太阳能电池结构，其能够提高背钝化太阳能电池的转换效率。

本申请实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种背钝化太阳能电池结构，包括：依次设置的正电极、正面减反射层、N型层、P型硅衬底、背面钝化层以及背面背场，正电极延伸至N型层并与N型层连接，P型硅衬底的背面具有局域掺杂阵列，局域掺杂阵列的掺杂线数为130～180根、掺杂线宽为20～80μm，背面背场与局域掺杂阵列形成欧姆接触。

在上述技术方案中，P型硅衬底的背面具有局域掺杂阵列，且背面背场与局域掺杂阵列形成欧姆接触，控制掺杂线数为130～180根，掺杂线宽为20～80μm，能够使得背钝化太阳能电池具有较高的正面效率和背面效率，从而提升背钝化太阳能电池的转换效率。

在一种可能的实施方案中，局域掺杂阵列的掺杂线数为142～160根，掺杂线宽为30～32μm。

在上述技术方案中，控制局域掺杂阵列的掺杂线数为142～160根，掺杂线宽为30～32μm，能够更好地提升背钝化太阳能电池的背面效率和正面效率。

在一种可能的实施方案中，局域掺杂阵列的掺杂线数为142根，掺杂线宽为30μm。

在上述技术方案中，在掺杂线数为142～160根，掺杂线宽为30～32μm的基础上，控制局域掺杂阵列的掺杂线数为142根，掺杂线宽为30μm，通过减少栅线根数和线宽可以进一步降低背钝化太阳能电池的背面遮光面积，增加光照面积，使电流增加，最终实现更好地提升背钝化太阳能电池的背面效率，增加背钝化太阳能电池的双面率；控制局域掺杂阵列的掺杂线数为142根，还可以进一步减小背面钝化层的开模面积，增加电池钝化效果，增加电池开路电压，提升背钝化太阳能电池的正面效率。

在一种可能的实施方案中，局域掺杂阵列为第三主族元素掺杂阵列。

在上述技术方案中，第三主族元素以掺杂介质的形式对P型硅衬底中的硅进行掺杂，能够增加背钝化太阳能电池的背表面场强度，减少局部掺杂阵列区域的复合速率，以提高开路电压和填充因子，最终提升背钝化太阳能电池的转换效率。

在一种可能的实施方案中，局域掺杂阵列为硼掺杂阵列。

在上述技术方案中，以硼掺杂的方式形成局域掺杂阵列，能够更好地提升背钝化太阳能电池的转换效率。

在一种可能的实施方案中，背面背场为铝背场。

在上述技术方案中，铝背场不仅具有良好的导电性，且能够与N型层和P型硅衬底形成的半导体材料形成良好的欧姆接触，起到提高光电转换效率的作用。

在一种可能的实施方案中，背面钝化层包括氧化铝层和背面氮化硅层，氧化铝层靠近P型硅衬底设置。

在上述技术方案中，氧化铝层和氮化硅层可提升电池背面发射率，提升长波段光的二次吸收，且氧化铝可以有效地钝化表面缺陷，降低表面态密度，从而降低背表面的复合。

在一种可能的实施方案中，正面减反射层为正面氮化硅层。

在上述技术方案中，以氮化硅层作为正面减反射层，能够更有效地减少光的反射损失，提高背钝化太阳能电池的效率。

在一种可能的实施方案中，正电极为银电极。

在上述技术方案中，以银电极作为正电极，银电极具有良好的导电性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的背钝化太阳能电池结构。

图标：10-背钝化太阳能电池结构；11-正电极；12-正面减反射层；13-N型层；14-P型硅衬底；141-局域掺杂阵列；15-钝化层；151-氧化铝层；152-背面氮化硅层；16-背面背场。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例提供一种背钝化太阳能电池结构10，请参照图1，背钝化太阳能电池结构10包括：依次设置的正电极11、正面减反射层12、N型层13、P型硅衬底14、背面钝化层15以及背面背场16，正电极11延伸至N型层13并与N型层13连接，P型硅衬底14的背面具有局域掺杂阵列141，局域掺杂阵列141的掺杂线数为130～180根、掺杂线宽为20～80μm，背面背场16与局域掺杂阵列141形成欧姆接触。

其中，N型层13是在P型硅衬底14的正面进行磷掺杂得到。示例性地，正面减反射层12可通过等离子增强化学气相沉积的方式形成于N型层13的表面。示例性地，正面减反射层12为正面氮化硅层，以氮化硅层作为正面减反射层12，能够更有效地减少光的反射损失，提高背钝化太阳能电池的效率。

示例性地，N型层13和正面减反射层12均设置为凹凸不平的绒面结构，其制作方法包括以下步骤：先对P型硅衬底14正面进行制绒处理形成绒面，再对P型硅衬底14的正面进行磷掺杂，然后在N型层13的表面形成正面减反射层12。该种设置能够减少光在表面的反射，提高背钝化太阳能电池的效率。

在一种可能的实施方案中，正电极11为银电极。示例性地，可通过丝网印刷的方法在正面减反射层12表面印刷上银浆，银浆受热后玻璃相烧穿正面减反射层12和N型层13接触形成正电极11。示例性地，正电极11的栅线对应设置于N型层13和正面减反射层12的凹部区域。

示例性地，背面钝化层15的制作可以采用原子沉积的方法形成于P型硅衬底14的背面。

在一种可能的实施方案中，背面钝化层15包括氧化铝层151和背面氮化硅层152，氧化铝层151靠近P型硅衬底14设置。氧化铝层151和背面氮化硅层152可提升电池背面发射率，提升长波段光的二次吸收，且氧化铝可以有效的钝化表面缺陷，降低表面态密度，从而降低背表面的复合。可选地，钝化层15也可以单独地为氧化铝层151。

在一种可能的实施方案中，局域掺杂阵列141由以下方式制成：对钝化层15进行激光开槽露出P型硅衬底14的部分背面，在P型硅衬底14背面对应开槽的部分印刷掺杂浆料，并利用激光掺杂的方式将掺杂介质掺杂到P型硅衬底14的背面，形成局域掺杂阵列141。

在P型硅衬底14的部分背面形成局域掺杂阵列141后，再进行背面背场16的制作。示例性地，背面背场16为铝背场，铝背场不仅具有良好的导电性，且能够与N型层13和P型硅衬底14形成的半导体材料形成良好的欧姆接触，起到提高光电转换效率的作用。示例性地，可通过丝网印刷的方法将铝浆沉积到钝化层15的远离P型硅衬底14的表面和激光开的槽中，从而形成与局域掺杂阵列141欧姆接触背面背场16。

P型硅衬底14的背面具有局域掺杂阵列141，且背面背场16与局域掺杂阵列141形成欧姆接触，控制掺杂线数为130～180根，掺杂线宽为20～80μm，能够使得背钝化太阳能电池具有较高的正面效率和背面效率，从而提升背钝化太阳能电池的转换效率。需要说明的是，本申请实施例中的掺杂线数指的是局域掺杂阵列141中的掺杂点的个数，掺杂线宽指的是每个掺杂点的宽度。

示例性地，局域掺杂阵列141的掺杂线数为130根、132根、135根、138根、140根、142根、145根、147根、150根、153根、155根、158根、160根、163根、165根、168根、170根、172根、175根和180根中的任一者或者任意两者之间的范围。

示例性地，局域掺杂阵列141的掺杂线宽为20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm和80μm中的任一者或者任意两者之间的范围。

在一种可能的实施方案中，控制局域掺杂阵列141的掺杂线数为140～145根，掺杂线宽为27～32μm，能够更好地提升背钝化太阳能电池的背面效率和正面效率。示例性地，局域掺杂阵列141的掺杂线数为142根，掺杂线宽为30μm。在掺杂线数为142～160根，掺杂线宽为30～32μm的基础上，控制局域掺杂阵列141的掺杂线数为142根，掺杂线宽为30μm，通过减少栅线根数和线宽可以进一步降低背钝化太阳能电池的背面遮光面积，增加光照面积，使电流增加，最终实现更好地提升背钝化太阳能电池的背面效率，增加背钝化太阳能电池的双面率，使得双面率达到75％以上；控制局域掺杂阵列141的掺杂线数为142根，还可以进一步减小背面钝化层15的开模面积，增加电池钝化效果，增加电池开路电压，提升背钝化太阳能电池的正面效率。

另外，可选地，局域掺杂阵列141为第三主族元素掺杂阵列。示例性地，局域掺杂阵列141为硼掺杂阵列。可以理解的是，局域掺杂阵列141也可以是镓掺杂阵列、铟掺杂阵列或者是铊掺杂阵列。当然，局域掺杂阵列141也可以是硼、镓、铟和铊元素中的任意两种、任意三种或者是四种的组合掺杂。

综上，本申请实施例的背钝化太阳能电池结构10中，P型硅衬底14的背面具有局域掺杂阵列141，且背面背场16与局域掺杂阵列141形成欧姆接触，控制掺杂线数为130～180根，掺杂线宽为20～80μm，能够有效地降低电池背面遮光面积，增加光照面积，使电流增加，提升背钝化太阳能电池的背面效率。另外，控制掺杂线数为130～180根能够增加电池钝化效果，增加电池开路电压，提升背钝化太阳能电池的正面效率。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种背钝化太阳能电池结构，包括：依次设置的正电极、正面减反射层、N型层、P型硅衬底、背面钝化层以及背面背场，所述正电极延伸至所述N型层并与所述N型层连接；其特征在于，

所述P型硅衬底的背面具有局域掺杂阵列，所述局域掺杂阵列的掺杂线数为130～180根、掺杂线宽为20～80μm，所述背面背场与所述局域掺杂阵列形成欧姆接触。

2.根据权利要求1所述的背钝化太阳能电池结构，其特征在于，所述局域掺杂阵列的掺杂线数为142～160根，掺杂线宽为30～32μm。

3.根据权利要求2所述的背钝化太阳能电池结构，其特征在于，所述局域掺杂阵列的掺杂线数为142根，掺杂线宽为30μm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的背钝化太阳能电池结构，其特征在于，所述局域掺杂阵列为第三主族元素掺杂阵列。

5.根据权利要求4所述的背钝化太阳能电池结构，其特征在于，所述局域掺杂阵列为硼掺杂阵列。

6.根据权利要求1～3任一项所述的背钝化太阳能电池结构，其特征在于，所述背面背场为铝背场。

7.根据权利要求1～3任一项所述的背钝化太阳能电池结构，其特征在于，所述背面钝化层包括氧化铝层和背面氮化硅层，所述氧化铝层靠近所述P型硅衬底设置。

8.根据权利要求1～3任一项所述的背钝化太阳能电池结构，其特征在于，所述正面减反射层为正面氮化硅层。

9.根据权利要求1～3任一项所述的背钝化太阳能电池结构，其特征在于，所述正电极为银电极。