[发明专利]全背电极异质结太阳能电池

说明书

技术领域

本发明是关于一种异质结太阳能电池，且特别是关于一种全背电极异质结太阳能电池(back-contact hetero junction solar cell)。

背景技术

目前高效率太阳能电池是未来产业的趋势，因为高效率太阳能电池不仅仅是提升单位面积的发电瓦数，还可降低成本，更深一层的含意是可以提升模块发电的附加价值。

目前世界上效率最高的太阳能电池模块是SunPower的内交指背接触式(Interdigitated Back-Contact，IBC)的全背结模块，其电池效率可以超过24％以上，就市场上而言，因为上述高效率太阳能电池制造流程太繁琐，制程所花的成本很高，所以模块的制造成本高出传统硅晶模块5成以上。

另一种高效率太阳能电池是使用异质结的太阳能电池。异质结太阳能电池一般是在硅晶片上成长非晶硅(a-Si)的钝化层与非晶硅电极，其具有极低的表面复合速率，因此拥有很高的开路电压。结合上述两项电池的优点，把电池电极制作到背面，并使用钝化能力很好的非晶硅层，将可以使电池转换效率更往上提升，例如美国专利US 7,199,395所提出的全背电极异质结太阳能电池。

然而，这种全背电极结构却存在元件结能带差过大，导致造成的电阻过高的问题，电池转换使效率始终都是不如预期。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种全背电极异质结太阳能电池，能改善异质结全背电极结构效率受限的因素。

本发明提出一种全背电极异质结太阳能电池，包括一第一导电型硅基板、一第一非晶半导体层、一第二非晶半导体层、一第一导电型半导体层、一第二导电型半导体层以及一第二导电型掺杂区。第一非晶半导体层位在第一导电型硅基板的受光面上，其中第一非晶半导体层为本质半导体层或第一导电型半导体层。第二非晶半导体层位在第一导电型硅基板的非受光面上，其中第二非晶半导体层为本质半导体层。第一导电型半导体层与第二导电型半导体层分别位在第一导电型硅基板的第二非晶半导体层上。至于第二导电型掺杂区则位在第二导电型半导体层下方的第一导电型硅基板内并与第二非晶半导体层接触。

在本发明的一实施例中，上述第二导电型掺杂区例如p型掺杂区。

在本发明的一实施例中，上述第二导电型掺杂区的掺杂浓度在1e18cm^-3～1e21cm^-3之间。

在本发明的一实施例中，上述第二导电型掺杂区的结深度在0.001μm～10μm之间。

在本发明的一实施例中，上述第一导电型半导体层与第二导电型半导体层互相隔离或者部分重叠。

在本发明的一实施例中，上述第一与第二非晶半导体层的材料包括非晶硅(amorphous silicon)、非晶碳化硅(amorphous Silicon carbide)、非晶硅锗(amorphous silicon Germanium)等半导体材料。

在本发明的一实施例中，上述第一导电型半导体层与第二导电型半导体层的材料包括非晶硅(amorphous silicon)、非晶碳化硅(amorphous Silicon carbide)、非晶硅锗(amorphous silicon Germanium)、微晶硅(micro-crystal silicon)、微晶碳化硅(micro-crystal Silicon carbide)、微晶硅锗(micro-crystal silicon Germanium)等半导体材料。

在本发明的一实施例中，上述太阳能电池还可包括一抗反射层，位在第一非晶半导体层上。

在本发明的一实施例中，上述太阳能电池还可包括第一与第二电极，分别与第一和第二导电型半导体层接触。

在本发明的一实施例中，上述第一电极完全覆盖或部分覆盖第一导电型半导体层。

在本发明的一实施例中，上述第二电极完全覆盖或部分覆盖第二导电型半导体层。

在本发明的一实施例中，上述第一与第二电极至少包括一透明导电氧化物(TCO)层与一金属层。

在本发明的一实施例中，上述太阳能电池还可包括一绝缘层，位在第一导电型半导体层与第二导电型半导体层之间的第二非晶半导体层上。上述绝缘层的材料包括高分子材料、二氧化硅、氮化硅或其他不导电的介电材料。

基于上述，本发明的太阳能电池可以同时提升开路电压、短路电流与降低模块封装后的输出损失，还能凭借降低结电阻，使太阳能电池转换效率更往上跃升。