[实用新型]背发射极对称异质结太阳电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种背发射极对称异质结太阳电池。

背景技术

传统异质结太阳电池的发射极位于感光面，从而造成对光的吸收损失。随着薄膜/晶体硅异质结太阳电池技术的发展，对光的管理和载流子输运成为研究热点。光的管理研发方向主要是减小感光面掺杂层对光的吸收损失，目前国内外的主要思想是拓宽掺杂层带隙，并且制备高质量的发射极薄膜材料；载流子输运的研究热点在于电池内部内建势分布的方向和P-N的布局的设计，后者成为该领域的设计难点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种背发射极对称异质结太阳电池，减少受光面对光的吸收，减少载流子扩散长度，提升载流子的收集效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种背发射极对称异质结太阳电池，包括硅衬底，在硅衬底的受光面上具有彼此隔离并且交替分布的相反导电类型半导体薄膜，在硅衬底的背光面上具有彼此隔离并且交替分布的相反导电类型的半导体薄膜，背光面上与硅衬底导电类型相反的半导体薄膜与硅衬底形成异质结背发射极，在背光面上的相反导电类型的半导体薄膜上制作各自的金属电极，分别收集电子和空穴，形成异质结背发射极的半导体薄膜与受光面上相同导电类型的半导体薄膜在硅衬底两侧对应设置，并且形成异质结背发射极的半导体薄膜的掺杂浓度大于受光面上相同导电类型的半导体薄膜的掺杂浓度。

采用相反导电类型的半导体薄膜共面交替存在，在衬底内部形成横向内建势。此外，形成异质结背发射极的半导体薄膜和受光面上相同导电类型的半导体薄膜形成高低结结构，提高了载流子收集效率。多个交替异质结的存在将衬底分为多个耗尽区，并且提供不同区域不同方向的内建势，大幅度减小了载流子在衬底的扩散长度，减小了输运过程中的复合损失，提高电池整体性能。

为进一步提高电池性能，进一步限定，受光面的相反导电类型半导体薄膜与硅衬底之间具有钝化层，在受光面的相反导电类型半导体薄膜的表面具有减反层，在背光面的相反导电类型半导体薄膜与硅衬底之间具有钝化层，在背光面的相反导电类型半导体薄膜的表面具有透明导电薄膜。

硅衬底为N型硅衬底，受光面的相反导电类型半导体薄膜分别是重掺杂N+型半导体薄膜和轻掺杂P-型半导体薄膜，背光面的相反导电类型半导体薄膜分别是重掺杂N+型半导体薄膜和重掺杂P+型半导体薄膜。

N型硅衬底为单晶硅片，或者为多晶硅。

硅衬底两侧的钝化层为非晶态硅基钝化层，或者为微晶态硅基钝化层，或者为纳晶态硅基钝化层。

优选，硅衬底两侧的钝化层为本征氢化非晶硅薄膜，或者为氧化硅和本征氢化非晶硅薄膜组成的复合层薄膜。

进一步限定，减反层为氮化硅薄膜，或者氧化硅和氮化硅组成的复合层薄膜。

进一步限定，透明导电薄膜为掺锡氧化铟薄膜，或者为掺钨氧化铟薄膜。

本实用新型的有益效果是：1、该背发射极对称异质结太阳电池，消除了电极遮光产生的电流损失。有效降低了窗口层对光的吸收，增加了电池对入射光的利用率。2、N型硅衬底的受光面采用N⁺型和P^-型半导体层替代传统P⁺型半导体层，有效降低了窗口层对光的吸收，增加了电池对入射光的利用率。3、共面交替对称异质结结构在衬底内部形成的非均匀内建势，将电池衬底分成多区域基区，有助于内部载流子的侧向输送，大幅度减小了载流子扩散长度，提升了载流子的收集效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明；

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的内部势场分布示意图；

图中，1.硅衬底，2.本征氢化非晶硅薄膜，3.重掺杂N+型半导体薄膜，4.轻掺杂P-型半导体薄膜，5.重掺杂P+型半导体薄膜，6.减反层，7.透明导电薄膜，8.金属电极。

具体实施方式

如图1和2所示，一种背发射极对称异质结太阳电池，包括硅衬底1，在硅衬底1的受光面上具有钝化层，在该钝化层上具有彼此隔离并且交替分布的相反导电类型半导体薄膜，在该相反导电类型半导体薄膜的表面具有减反层6。