一種n型矽太陽能電池的製作方法

2023-09-10 09:01:00

專利名稱：一種n型矽太陽能電池的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種太陽能電池，具體涉及一種N型矽太陽能電池。
背景技術：
常規的化石燃料日益消耗殆盡，在所有的可持續能源中，太陽能無疑是一種最清潔、最普遍和最有潛力的替代能源。目前，在所有的太陽能電池中，矽太陽能電池是得到大範圍商業推廣的太陽能電池之一，這是由於矽材料在地殼中有著極為豐富的儲量，同時矽太陽能電池相比其他類型的太陽能電池有著優異的電學性能和機械性能，矽太陽能電池在光伏領域佔據著重要的地位。因此，研發高性價比的矽太陽能電池已經成為各國光伏企業的主要研究方向之一。現有的矽太陽能電池主要包括矽片基底，矽片基底的正面設有發射結層，與基底構成PN結結構，發射結層的表面設有絨面結構，絨面結構上依次鈍化層和減反層，減反層上設有正電極，矽片基底的背面設有負電極。其中，矽片基底目前主要包括P型和N型兩種矽片。和以P型矽片為基底製造的太陽能電池相比，由於N型矽片中沒有B-O複合對，以N 型矽片為基底製造的太陽能電池沒有明顯的光衰減現象；並且N型矽片的少子壽命高於P 型矽片，因此N型矽太陽能電池得到了越來越多的關注。目前，以絲網印刷方法工業化生產的常規N型矽太陽能電池的平均光電轉換效率在18. 5 19%之間，雖然與常規P型矽太陽能電池If 18. 5%的轉換效率相比有一定的優勢， 但是由於摻雜原子分凝係數的差異，N型矽片的製造成本要高於P型矽片，相應地，N型矽太陽能電池的製造成本也要高於P型矽太陽能電池。從成本與效率平衡的角度考慮，N型矽太陽能電池並不優於P型矽太陽能電池。因此，開發更高光電轉換效率的N型矽太陽能電池，以增強其市場競爭力，是研發人員的當務之急。
發明內容本實用新型的目的是提供一種具有較高光電轉換效率的N型矽太陽能電池。為達到上述發明目的，本實用新型採用的技術方案是一種N型矽太陽能電池，包括N型矽片基底，矽片基底的正面設有包含多孔矽絨面結構的P型發射結層。上文中，所述包含多孔矽絨面結構是指絨面結構具有多孔矽的結構。該絨面結構可以是金字塔絨面結構或其他常見的絨面結構。上述技術方案中，所述P型發射結層包括P型高濃度擴散區域和P型低濃度擴散區域。當然也可以是P型均勻擴散區域。上述技術方案中，所述矽片基底的背面設有包含絨面結構的N型發射結層，絨面結構上設有減反層，減反層上設有負電極。上述技術方案中，所述N型發射結層包括N型高濃度擴散區域和N型低濃度擴散區域。當然也可以是N型均勻擴散區域。上述技術方案中，所述P型發射結層的絨面結構上依次設有鈍化層和減反層，減反層上設有正電極，矽片基底的背面設有負電極。由於上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有的優點是1、本實用新型設計得到了一種新的N型矽太陽能電池，在矽片基底的正面設有包含多孔矽絨面結構的P型發射結層，由於多孔矽具有光致發光效應，可以在相同入射光的情況下激發更多的電子-空穴對，從而大大提高電池的光電轉換效率；然而，多孔矽表面的載流子複合速率高，因此在絨面結構層上設置鈍化層，使包含多孔矽的P型表面仍然維持極低的表面複合速率，保證多孔矽的光致發光效應可以有效地提高電池的光電轉換效率； 實驗證明本實用新型的電池的平均光電轉換效率在20%以上，具有顯著的效果。2、本實用新型的結構合理，且易於製備，成本較低，具有良好的可操作性、實用性， 適於推廣應用。

圖1是本實用新型實施例一的結構示意圖。其中1、矽片基底；2、P型發射結層；4、鈍化層；5、減反射層；6、正電極；7、N型發射結層；9、負電極。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述實施例一參見圖1所示，一種N型矽太陽能電池，包括N型矽片基底1，矽片基底的正面設有 P型發射結層2，該P型發射結層包含有多孔矽絨面結構，該絨面結構為金字塔結構；P型發射結層的絨面結構上依次設有SiA鈍化層4和減反層5，減反層上設有金屬正電極6 ；所述矽片基底的背面設有包含絨面結構的N型發射結層7，N型發射結層上設有減反層5，減反層上設有金屬負電極9。上述N型矽太陽能電池的光電轉換效率為20%以上。上述N型矽太陽能電池可以按下述方法製備第一步，先將N型矽片進行化學清洗；第二步，在N型矽片的正面和背面形成金字塔絨面結構；第三步，在N型矽片的背面形成腐蝕阻擋層；第四步，在N型矽片正面的金字塔絨面結構形成多孔矽結構，得到包含多孔矽的絨面結構；第五步，去除N型矽片背面的腐蝕阻擋層；在N型矽片的正面進行硼擴散，形成P 型發射結層；第六步，在N形矽片的背面進行磷擴散，形成N型發射結層；第七步，在N型矽片正面生成SiO2鈍化層；第八步，在N型矽片正面和背面沉積生成SiNx減反射層；第九步，絲網印刷正面、背面金屬電極；電極燒結形成歐姆接觸；從而得到本實用新型的多孔矽表面N型矽太陽能電池。實施例二[0032]一種N型矽太陽能電池，包括N型矽片基底，矽片基底的正面設有P型發射結層， 該P型發射結層包含有多孔矽絨面結構，該絨面結構為金字塔結構；P型發射結層的絨面結構上依次設有SiO2鈍化層和減反層，減反層上設有金屬正電極；所述矽片基底的背面設有背電場層，背電場層上附設金屬負電極。上述N型矽太陽能電池的光電轉換效率為20%以上。上述N型矽太陽能電池可以按下述方法製備第一步，先將N型矽片進行化學清洗；第二步，在N型矽片的正面形成金字塔絨面結構；第三步，在N型矽片的背面形成腐蝕阻擋層；第四步，在N型矽片正面的金字塔結構形成多孔矽，得到包含多孔矽的金字塔絨面結構；第五步，去除N型矽片背面的腐蝕阻擋層；在N型矽片的正面進行硼擴散，形成P 型發射結層；第六步，在N形矽片的背面進行磷擴散，形成背電場；第七步，在N型矽片正面沉積生成SW2鈍化層；第八步，在N型矽片正面沉積生成SiNx減反射層；第九步，絲網印刷正面、背面金屬電極；電極燒結形成歐姆接觸；從而得到所述N 型矽太陽能電池。
權利要求1.一種N型矽太陽能電池，包括N型矽片基底(1)，其特徵在於矽片基底的正面設有包含多孔矽絨面結構的P型發射結層O)。
2.根據權利要求1所述的N型矽太陽能電池，其特徵在於所述P型發射結層包括P型高濃度擴散區域和P型低濃度擴散區域。
3.根據權利要求1所述的N型矽太陽能電池，其特徵在於所述矽片基底的背面設有包含絨面結構的N型發射結層(7)，絨面結構上設有減反層，減反層上設有負電極。
4.根據權利要求3所述的N型矽太陽能電池，其特徵在於所述N型發射結層包括N型高濃度擴散區域和N型低濃度擴散區域。
5.根據權利要求1所述的N型矽太陽能電池，其特徵在於所述P型發射結層的絨面結構上依次設有鈍化層(4)和減反層(5)，減反層上設有正電極(6)，矽片基底的背面設有負電極(9)。
專利摘要本實用新型公開了一種N型矽太陽能電池，包括N型矽片基底，矽片基底的正面設有包含多孔矽絨面結構的P型發射結層。本實用新型的N型矽太陽能電池的平均光電轉換效率在20%以上，具有顯著的效果。
文檔編號H01L31/0352GK202145453SQ20112025115
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月15日 優先權日2011年7月15日
發明者楊智, 王栩生, 章靈軍 申請人:蘇州阿特斯陽光電力科技有限公司, 阿特斯(中國)投資有限公司