具有點接觸結構的太陽電池器件結構及其製備方法
2023-07-14 12:23:11 3
具有點接觸結構的太陽電池器件結構及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種具有點接觸結構的太陽電池器件結構及其製備方法，具有點接觸結構的太陽電池器件結構具有襯底、發射極和背電極，發射極與襯底之間以點接觸結構構成歐姆連接，發射極的其餘部分和襯底之間設置有本徵非晶矽層，背電極與襯底之間也以點接觸結構構成歐姆連接，背電極的其餘部分與襯底之間也設置有本徵非晶矽層。本發明能夠保持具有較好鈍化效果的前提下，降低串聯電阻，提髙電池的填充因子，從而增加太陽電池的轉換效率。
【專利說明】具有點接觸結構的太陽電池器件結構及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有點接觸結構的太陽電池器件結構及其製備方法，屬於太陽能製造【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，以N型晶體矽作為襯底製作異質結太陽能電池器件，一般使用本徵的非晶矽薄膜鈍化晶體矽(襯底)的上下表面，同時加上重摻雜的p-a-S1:H形成發射極和n-a-S1:H形成背電極(BSF)。由於本徵層處於未摻雜狀態，因此相對於摻雜的非晶娃薄膜來說電阻很大，勢必增加太陽電池的串聯電阻，會降低最終太陽能電池的填充因子。但若沒有本徵層鈍化矽片表面，直接沉積摻雜的發射極或背電極，則由於表面複合嚴重，電池的開路電壓降低，進而使得整體太陽電池的轉換效率降低。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種具有點接觸結構的太陽電池器件結構，它能夠保持具有較好鈍化效果的前提下，降低串聯電阻，提髙電池的填充因子，從而增加太陽電池的轉換效率。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是:一種具有點接觸結構的太陽電池器件結構，它具有襯底、發射極和背電極，發射極與襯底之間以點接觸結構構成歐姆連接，發射極的其餘部分和襯底之間設置有本徵非晶矽層，背電極與襯底之間也以點接觸結構構成歐姆連接，背電極的其餘部分與襯底之間也設置有本徵非晶矽層。
[0005]進一步，該具有點接觸結構的太陽電池器件結構還包括正面透明導電膜層、背面透明導電膜層、正面金屬柵極和背面金屬柵極，正面透明導電膜層沉積在發射極的上表面上，正面金屬柵極設置在正面透明導電膜層的上表面上，背面透明導電膜層沉積在背電極的下表面上，背面金屬柵極設置在背面透明導電膜層的下表面上，發射極在位於正面金屬柵極的正下方相應的部位與與襯底之間以點接觸結構構成歐姆連接，背電極在位於背面金屬柵極的正上方相應的部位與襯底之間也以點接觸結構構成歐姆連接。
[0006]進一步，所述的襯底為N型晶體矽，所述的發射極為p-a-S1:H，所述的背電極為n_a_S1:H0
[0007]進一步，所述的襯底為P型晶體矽，所述的發射極為n-a-S1:H，所述的背電極為p_a_S1:H0
[0008]進一步，所述的正面透明導電膜層和/或背面透明導電膜層為TCO膜。
[0009]進一步，所述的正面金屬柵極和/或背面金屬柵極為銀柵極。
[0010]進一步，所述的點接觸結構的點的寬度30微米?100微米。
[0011]所述的本徵非晶娃層的厚度為3nm?15nm,所述的發射極的厚度為3nm?20nm,所述的背電極的厚度為3nm?20nm。
[0012]本發明還提供一種具有點接觸結構的太陽電池器件結構的製備方法，該方法的步驟如下:
[0013](a)提供一經過前置處理後的襯底；
[0014](b)在襯底的背面施加點狀掩體，然後在其背面的其餘部分沉積本徵非晶矽層；
[0015](c)在襯底的正面施加點狀掩體，然後在其正面的其餘部分沉積本徵非晶層；
[0016](d)去除兩面的點狀掩體，再分別沉積背電極和發射極，使背電極與襯底之間以點接觸結構形成歐姆連接，發射極與襯底之間也以點接觸結構構成歐姆連接。
[0017]採用了上述技術方案後，本太陽電池器件結構，由於保持了本徵非晶矽層的存在，可以鈍化襯底表面，不降低開路電壓；同時，在上表面柵線下方的發射極和下表面柵線上方的背電極直接以點接觸方式與襯底表面接觸，可以降低本徵非晶矽層的體電阻，從而降低電池的串聯電阻，增加電池的填充因子，從而提髙太陽電池的光電轉換效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的具有點接觸結構的太陽電池器件結構的工藝流程的結構圖；
[0019]圖2為本發明的具有點接觸結構的太陽電池器件結構的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例並結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明。
[0021]實施例一
[0022]如圖1所示，一種具有點接觸結構的太陽電池器件結構，它具有襯底1、發射極2和背電極3，發射極2與襯底I之間以點接觸結構構成歐姆連接，發射極2的其餘部分和襯底I之間設置有本徵非晶矽層4，背電極3與襯底I之間也以點接觸結構構成歐姆連接，背電極3的其餘部分與襯底I之間也設置有本徵非晶矽層4。
[0023]如圖1所示，該具有點接觸結構的太陽電池器件結構還包括正面透明導電膜層5、背面透明導電膜層6、正面金屬柵極7和背面金屬柵極8，正面透明導電膜層5沉積在發射極2的上表面上，正面金屬柵極7設置在正面透明導電膜層5的上表面上，背面透明導電膜層6沉積在背電極3的下表面上，背面金屬柵極8設置在背面透明導電膜層6的下表面上，發射極2上在位於正面金屬柵極7的正下方相應的部位與與襯底I之間以點接觸結構構成歐姆連接，背電極3上在位於背面金屬柵極8的正上方相應的部位與襯底I之間也以點接觸結構構成歐姆連接。
[0024]襯底I為N型晶體矽，發射極2為p-a-Si:H,背電極3為n_a_S1:H。
[0025]正面透明導電膜層5和/或背面透明導電膜層6為TCO膜。
[0026]正面金屬柵極7和/或背面金屬柵極8為銀柵極。
[0027]點接觸結構的點的寬度30微米?100微米。
[0028]所述的本徵非晶娃層4的厚度為3nm?15nm,發射極2的厚度為3nm?20nm,背電極3的厚度為3nm?20nm。
[0029]如圖1、2所示，該具有點接觸結構的太陽電池器件結構的製備方法，的步驟如下:
[0030](a)提供一經過前置處理後的襯底I ;前置處理依次包括:制絨、RCA清洗、HF酸液dip處理，襯底I的厚度為200微米。
[0031](b)在襯底I的背面施加點狀掩體，然後在其背面的其餘部分通過PECVD法沉積本徵非晶矽層4，鈍化襯底I表面，減小表面複合速率；其中，點狀掩體的寬度為30微米?100微米；
[0032](c)在襯底I的正面施加點狀掩體，然後在其正面的其餘部分通過PECVD法沉積本徵非晶層4，鈍化襯底I表面，減小表面複合速率；其中，點狀掩體的寬度為30微米?100微米；
[0033](d)去除兩面的點狀掩體，再分別沉積背電極3和發射極2，使背電極3與襯底I之間以點接觸結構構成歐姆連接，發射極2與襯底I之間也以點接觸結構構成歐姆連接。
[0034]上述主體電池結構完成後，再通過濺射或蒸鍍等方法，在上述異質結結構的上、下表面分別沉積正面透明導電膜層5和背面透明導電膜層；再用低溫銀漿料在發射極2和背電極3部分進行絲網印刷工序，經過低溫燒結(< 250°C )工藝分別得到正面金屬柵極7和背面金屬柵極8，完成電池的製作。
[0035]本太陽電池器件結構簡單，工藝流程與常規的PECVD沉積a-Si:H基本一致，只需在PECVD最後的本徵層工藝部分，加一個點狀掩體，基本不額外增加成本，工藝簡單並且實用。
[0036]實施例二
[0037]本實施例的具有點接觸結構的太陽電池器件結構的結構與實施例一中的結構基本相同，不同的是:襯底I為P型晶體矽，發射極2為n-a-S1:H，背電極3為p_a_S1:H。本實施例的製備方法與實施例一中的製備方法相同。
[0038]以上所述的具體實施例，對本發明解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種具有點接觸結構的太陽電池器件結構，其特徵在於，它具有襯底(I)、發射極(2)和背電極(3)，發射極(2)與襯底(I)之間以點接觸結構構成歐姆連接，發射極(2)的其餘部分和襯底(I)之間設置有本徵非晶矽層(4)，背電極(3)與襯底(I)之間也以點接觸結構構成歐姆連接，背電極(3)的其餘部分與襯底(I)之間也設置有本徵非晶矽層(4)。
2.根據權利要求1所述的具有點接觸結構的太陽電池器件結構，其特徵在於:還包括正面透明導電膜層(5)、背面透明導電膜層(6)、正面金屬柵極(7)和背面金屬柵極(8)，正面透明導電膜層(5)沉積在發射極(2)的上表面上，正面金屬柵極(7)設置在正面透明導電膜層(5)的上表面上，背面透明導電膜層(6)沉積在背電極(3)的下表面上，背面金屬柵極(8)設置在背面透明導電膜層￠)的下表面上，發射極(2)上在位於正面金屬柵極(7)的正下方相應的部位與襯底(I)之間以點接觸結構構成歐姆連接，背電極(3)上在位於背面金屬柵極(8)的正上方相應的部位與襯底(I)之間也以點接觸結構構成歐姆連接。
3.根據權利要求2所述的具有點接觸結構的太陽電池器件結構，其特徵在於:所述的襯底⑴為N型晶體矽，所述的發射極⑵為p-a-S1:H，所述的背電極(3)為n-a-S1:H。
4.根據權利要求2所述的具有點接觸結構的太陽電池器件結構，其特徵在於:所述的襯底⑴為P型晶體矽，所述的發射極⑵為n-a-S1:H，所述的背電極(3)為p_a_S1:H。
5.根據權利要求2或3或4所述的具有點接觸結構的太陽電池器件結構，其特徵在於:所述的正面透明導電膜層(5)和/或背面透明導電膜層(6)為TCO膜。
6.根據權利要求2或3或4所述的具有點接觸結構的太陽電池器件結構，其特徵在於:所述的正面金屬柵極(7)和/或背面金屬柵極(8)為銀柵極。
7.根據權利要求1至4中任一項所述的具有點接觸結構的太陽電池器件結構，其特徵在於:所述的點接觸結構的點的寬度30微米?100微米。
8.根據權利要求1至4中任一項所述的具有點接觸結構的太陽電池器件結構，其特徵在於:所述的本徵非晶娃層(4)的厚度為3nm?15nm,所述的發射極(2)的厚度為3nm?20nm,所述的背電極(3)的厚度為3nm?20nm。
9.一種如權利要求1至8中任一項所述的具有點接觸結構的太陽電池器件結構的製備方法，其特徵在於該方法的步驟如下: (a)提供一經過前置處理後的襯底(I)； (b)在襯底(I)的背面施加點狀掩體，然後在其背面的其餘部分沉積本徵非晶矽層(4)； (c)在襯底(I)的正面施加點狀掩體，然後在其正面的其餘部分沉積本徵非晶層(4)； (d)去除兩面的點狀掩體，再分別沉積背電極(3)和發射極(2)，使背電極(3)與襯底(I)之間以點接觸結構構成歐姆連接，發射極(2)與襯底(I)之間也以點接觸結構構成歐姆連接。
【文檔編號】H01L31/18GK104393066SQ201410712128
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】包健 申請人:常州天合光能有限公司