[发明专利]一种埋栅结构异质结太阳电池

说明书

技术领域

    本发明涉及半导体太阳电池技术领域，特别是一种埋栅异质结太阳电池结构。

背景技术

    目前，传统晶体硅太阳电池在生产中采用了高温制作工艺，如扩散900℃以上，高温烧结850℃以上等耗能多，成本高。随着光伏产业技术的发展，寻找新技术新方法降低太阳电池生产成本和提高转换效率，是太阳电池发展方向。

传统的异质结太阳电池的栅线是直接印刷在太阳电池的受光面上的，减少太阳电池受光面栅线的遮光面积是提高太阳电池转化效率的重要方向。但传统生产中，采用丝网印刷的方法进一步减少遮光面积，提高栅线的高宽比的问题没有得到很好的解决。采用低温薄膜制备技术生产异质结太阳电池是一个新的研究方向，它降低了能耗，并且生产工艺简单，易于商业化而且有利于降低制造成本。然而，氢化非晶硅的光电导在光照下的衰减问题始终没有得到很好的解决。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅结构简单合理，而且能提高光吸收能力的高效低成本异质结太阳电池。

本发明为解决上述技术问题，提供了一种埋栅结构异质结太阳电池，包括N型单晶硅（n c-Si）衬底、电池正极、电池负极、透明导电薄膜（TCO）以及在所述N型单晶硅衬底正面（主要受光面）和背面制备形成的若干膜层；所述的在N型单晶硅衬底正面制备形成的膜层包括P型氢化纳米硅（p nc-Si:H）膜层和P型重掺杂氢化纳米碳化硅（p⁺ nc-SiC:H）膜层，并形成p⁺/p高低结；所述N型单晶硅衬底正面和背面的最外层均制备形成一层透明导电薄膜；所述N型单晶硅衬底正面上设有凹槽，所述的电池正极设置于凹槽内；所述的电池负极设置于所述N型单晶硅衬底背面。

作为一种优选，所述的在N型单晶硅衬底正面制备形成的膜层依次为本征氢化纳米硅（i nc-Si:H）膜层、P型氢化纳米硅膜层和P型重掺杂氢化纳米碳化硅膜层，并在所述P型重掺杂氢化纳米碳化硅膜层上制备形成一层透明导电薄膜，从表到里形成TCO/p⁺ nc-SiC:H/p nc-Si:H/i nc-Si:H/n c-Si的结构；所述的在N型单晶硅衬底背面制备形成的膜层依次为本征氢化纳米硅膜层和N型氢化纳米硅（n⁺ nc-Si:H）膜层，并在所述N型氢化纳米硅膜层上制备形成一层透明导电薄膜，从表到里形成TCO/n⁺nc-Si:H/ i nc-Si:H/n c-Si的结构。

作为一种优选，所述的电池正极和电池负极分别制作在位于所述N型单晶硅衬底正面和背面最外层的透明导电薄膜上；所述的电池正极采用化学镀制作于所述N型单晶硅衬底正面上所设的凹槽内，所述的电池负极采用印刷方式制作于所述N型单晶硅衬底背面。

作为进一步的优选，所述的N型单晶硅衬底厚度为150-250μm，掺杂浓度为1×10¹⁵-1×10¹⁷/cm³，电导率为0.3-12Ω·cm；所述的本征氢化纳米硅膜层厚度为1-5nm；所述的P型氢化纳米硅膜层厚度为2-10nm，掺杂浓度为1×10¹⁸-1×10¹⁹/cm³；所述的P型重掺杂氢化纳米碳化硅膜层厚度为2-10nm，掺杂浓度为1×10¹⁹-5×10²⁰/cm³；所述的N型氢化纳米硅膜层厚度为5-15nm，掺杂浓度为1×10¹⁸-5×10²⁰/cm³；所述的透明导电薄膜厚度为60-120nm；凹槽宽度为30-40μm，深度为15-25μm。

作为进一步的优选，所述的N型单晶硅衬底正面刻槽方法包括激光刻槽、机械刻槽或等离子体刻槽；所述的透明导电薄膜的制作方法包括APCVD、磁控溅射、离子束溅射、热蒸发或离子束蒸发；在所述N型单晶硅衬底正面和背面制备形成膜层的制备方法包括射频溅射、PECVD或HWCVD。