一種p型雙面太陽電池的製作方法
2023-05-18 14:39:36 3
一種p型雙面太陽電池的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種P型雙面太陽電池，由受光面到背光面結構依次為：正面電極、正面減反射層、正面發射極層、P型矽基底、背面發射極層或合金共熔層、背面減反射層、背面電極b或背面電極a，其中，背面發射極層與合金共熔層有間隔。本太陽電池可以在現有產線基礎上進行升級，提高太陽電池效率3%以上。
【專利說明】一種P型雙面太陽電池
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種晶矽太陽電池，具體涉及一種P型雙面晶矽太陽電池。
【背景技術】
[0002]從現在太陽電池發展環境上來說，隨著太陽電池的發展，設備折舊和效率提升是越來越多的生產企業必須關注的重點問題，在不改變現有設備或者經過設備改造的方法提高現有產線的效率、提高產能是企業生存發展的動力；特別是現在大量太陽電池生產設備閒置，設備的整合和再利用也是減少固定資產浪費、提高企業競爭的一種方法。
[0003]從技術上來說，傳統晶矽雙面受光太陽電池採用兩次擴散在太陽電池的兩個表面分別形成PN結，不但要在在兩個不同的設備進行不同的工藝操作，增加機臺；並且在進行第二次擴散的同時要保護第一次擴散的表面不受汙染，需要更多的操作工藝才能取得預期的效果。由於工藝本身的局限性，晶矽雙面太陽電池還不能大量應用於生產。即使被看好的Sanyo雙面HIT太陽電池也要在太陽電池的背面至少沉積兩層薄膜。這些工藝流程一般比較複雜，對設備以要求都很高。
[0004]本實用新型就是針對以上存在的問題，實現太陽電池產品由單面太陽電池向雙面太陽電池的轉變，提高太陽光的利用率。
【發明內容】
[0005]本實用新型的目的就是針對上述存在的缺陷而提供的一種P型晶矽雙面太陽電池，該電池結構製備工藝簡單，可以明顯的提高太陽電池的光吸收率，增加太陽電池的閉路電流，達到提聞效率的目的。
[0006]本實用新型的一種P型雙面太陽電池技術方案為，由受光面到背光面結構依次為:正面電極、正面減反射層、正面發射極層、P型矽基底、背面發射極層或合金共熔層、背面減反射層、背面電極b或背面電極a，其中，背面發射極層與合金共熔層有間隔。
[0007]背面電極b穿透背面減反射層與背面發射極層連接，背面電極a穿透背面減反射層與基底之間形成合金共熔層。
[0008]正面電極穿透正面減反射層與正面發射極層連接。
[0009]正面發射極層的厚度為50_1000nm。
[0010]正面減反射層的厚度為40_150nm，由一層以上薄膜組成。
[0011]背面發射極層或合金共熔層的厚度為50-1000nm。
[0012]背面減反射層的厚度為40_150nm，由一層以上薄膜組成。
[0013]背面發射極層和合金共熔層之間的間隔距離為0.01-10000 μ m。
[0014]上述P型雙面太陽電池的製作方法為，依次包括以下步驟:
[0015]①晶矽表面制絨；
[0016]②在晶矽的背面局部印刷遮擋層；
[0017]③雙面硼擴散；[0018]④去除遮擋層和硼矽玻璃層；
[0019]⑤雙面減反射膜製備；
[0020]⑥絲網印刷及燒結。
[0021]步驟②中在晶矽背面用絲網印刷、噴塗或旋塗方法形成局部遮擋層。
[0022]步驟②中遮擋層為石蠟和/或氧化矽。
[0023]步驟③的太陽電池的兩個表面都要充分暴露在擴散氣氛中，這樣在沒有遮擋層的部分形成太陽電池的N型層。
[0024]步驟④中去除遮擋層用HF、HCl和HNO3混合液進行化學腐蝕。
[0025]步驟⑤的減反射膜為氮化矽、氧化矽、氧化鋁中的一種或者幾種。
[0026]步驟⑥中，正面絲網印刷Ag電極。
[0027]步驟⑥中，在步驟②的遮擋層位置絲網印刷背面電極a。
[0028]步驟⑥中，在遮擋層之外的位置印刷背面電極b。
[0029]步驟⑥中，背面電極a為Ag或Al電極，背面電極b為Ag電極。
[0030]本實用新型的P型雙面太陽電池有益效果為:與傳統晶矽太陽電池製作方法比較，該電池製備工藝簡單，一次性擴散就可以實現雙面受光晶矽太陽電池，增加太陽電池的PN結面積，提高發電效率，而且可以減少邊緣隔離工藝。該結構太陽電池經PClD軟體模擬，得到的太陽電池主要參數為:短路電流53.4mA/cm2，效率22.3% (傳統多晶太陽電池短路電流36 mA/cm2左右，效率17.3%)，經過產線升級和設備改造，可以大幅提高太電池的效率。
[0031]經過產線小量實驗，得到如下結果:短路電流可以提高到45mA/cm2，效率可以達到20.2%，相對提高效率3%以上，相信經過工藝優化，可以提高到更高的效率。
[0032]【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1所示為本實用新型P型雙面太陽電池的結構示意圖。
[0034]圖中，1.正面減反射層，2.正面電極，3.正面發射極層，4.基底，5.合金共熔層，
6.背面電極a，7.背面減反射層，8背面發射極層，9.背面電極b。
[0035]【具體實施方式】
[0036]為了更好地理解本實用新型，下面結合附圖來詳細說明本實用新型的技術方案，但是本實用新型並不局限於此。
[0037]實施例1
[0038]本實用新型的一種P型雙面太陽電池，由受光面到背光面結構依次為:正面電極2、正面減反射層1、正面發射極層3、P型矽基底4、背面發射極層8或合金共熔層5、背面減反射層7、背面電極b9或背面電極a6，其中，背面發射極層8與合金共熔層5有間隔。
[0039]背面電極b9穿透背面減反射層7與背面發射極層8連接，背面電極a6穿透背面減反射層7與基底4之間形成合金共熔層5。
[0040]正面電極2穿透正面減反射層I與正面發射極層3連接。
[0041]正面發射極層3的厚度為80nm ;正面減反射層I的厚度為85nm，由一層SiNx:H薄膜組成；
[0042]背面發射極層8或合金共熔層5的厚度為SOnm ;背面減反射層的厚度為lOOnm，由一層SiNx:H薄膜組成；。
[0043]背面發射極層8和合金共熔層5之間的間隔距離為0.1 μ m。[0044]上述P型雙面太陽電池的製作方法，依次包括以下步驟:
[0045]①在P型基底4的晶娃表面制續；
[0046]②在晶矽的背面用絲網印刷、噴塗或旋塗方法印刷3條相互平行的寬度為1.5mm的條狀遮擋層，條狀遮擋層之間的間隔為3.1mm，遮擋層為石蠟；
[0047]③雙面硼擴散，晶矽的兩個表面都要充分暴露在擴散氣氛中，這樣在沒有遮擋層的部分形成太陽電池的正面發射極層3和背面發射極層8。
[0048]④去除遮擋層和硼矽玻璃層；去除遮擋層用HF、HC1和順03混合液進行化學腐蝕。
[0049]⑤正面減反射層I和背面減反射層7製備在上表面用PECVD形成50nmSi02和75nmSiNx:H雙層正面減反射層1，在太陽電池的背面用PECVD或原子層沉積(ALD)沉積5nmAl2O3和PECVD沉積80nm SiNx:H雙層背面減反射層。
[0050]⑥絲網印刷及燒結，正面絲網印刷Ag I電極作為正面電極2 ;在去除了遮擋層的原遮擋層位置上方絲網印刷Ag或Al，燒結後形成合金共熔層5和合金共熔層上方的背面電極a6 ;在背面的遮擋層之外的位置平行於背面電極a6印刷Ag，燒結後形成背面電極b9。
[0051]對於單晶太陽電池，該結構太陽電池經PClD軟體模擬，得到的太陽電池主要參數為:短路電流53.4mA/cm2,效率24.3% (傳統單晶太陽電池短路電流38 mA/cm2左右，效率19%)，經過產線升級和設備改造，可以大幅提高太電池的效率。
[0052]經過產線小量實驗，得到如下結果:短路電流可以提高到49mA/cm2，效率可以達到22.1%，相對提高效率3%以上，如表1所示。相信經過工藝優化，可以提高到更高的效率。
[0053]表1實施例1與傳統P型單晶太陽電池電性能比較表
[0054]`
【權利要求】
1.一種P型雙面太陽電池，其特徵在於，由受光面到背光面結構依次為:正面電極、正面減反射層、正面發射極層、P型矽基底、背面發射極層或合金共熔層、背面減反射層、背面電極b或背面電極a，其中，背面發射極層與合金共熔層有間隔。
2.根據權利要求1所述的一種P型雙面太陽電池，其特徵在於，背面電極b穿透背面減反射層與背面發射極層連接，背面電極a穿透背面減反射層與基底之間形成合金共熔層。
3.根據權利要求1所述的一種P型雙面太陽電池，其特徵在於，正面電極穿透正面減反射層與正面發射極層連接。
4.根據權利要求1所述的一種P型雙面太陽電池，其特徵在於，正面發射極層的厚度為50_1000nm。
5.根據權利要求1所述的一種P型雙面太陽電池，其特徵在於，正面減反射層的厚度為40-150nm,由一層以上薄膜組成。
6.根據權利要求1所述的一種P型雙面太陽電池，其特徵在於，背面發射極層或合金共熔層的厚度為50-1000nm。
7.根據權利要求1所述的一種P型雙面太陽電池，其特徵在於，背面減反射層的厚度為40-150nm,由一層以上薄膜組成。
8.根據權利要求1所述的一種P型雙面太陽電池，其特徵在於，背面發射極層和合金共熔層之間的間隔距離為0.01-10000 μ m0
【文檔編號】H01L31/0224GK203589044SQ201320619822
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月9日 優先權日:2013年10月9日
【發明者】賈河順, 姜言森, 方亮, 任現坤, 徐振華, 張春豔, 馬繼磊 申請人:山東力諾太陽能電力股份有限公司