[实用新型]一种低光衰太阳能电池结构

说明书

技术领域

本实用新型属于晶体硅太阳能电池制造领域，涉及一种可以降低光致衰减现象的晶体硅太阳能电池，具体地说是一种低光衰太阳能电池结构。

背景技术

晶体硅太阳电池是最重要的光伏器件,近年来一直是硅材料研究界和光伏产业界的重点关注领域。众所周知,常规的晶体硅太阳电池都是基于p型掺硼硅晶体制造的,但这种电池存在着光衰减现象,也就是指电池在服役过程中转换效率会发生迅速衰减的现象。该现象已经成为制约高效太阳电池发展的一个重要瓶颈。目前光衰减现象的性质和机理还未完全清楚,它是当前国际上晶体硅太阳电池材料和器件方向的研究热点之一。

光衰问题可以通过减少硼含量或者降低氧浓度的方法来解决。目前业内的方法主要有采用磁控直拉单晶硅，虽然可以显著降低氧的浓度，但是会造成成本明显增加。也可以采用改变掺杂剂的方法替代硼，例如可以使用掺镓的硅片制备太阳能电池，也可以使用掺磷的硅片制备太阳能电池。因此开发一种具有低衰减的太阳电池对太阳电池及组件的应用具有十分重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种低光衰太阳能电池结构，本实用新型采用有氧掺磷技术制备N型硅片，并以此N型硅做衬底形成n+np+结构的N型背结前接触太阳能电池；该技术中的N型太阳能电池片采用掺硼铝浆推结技术在N型太阳能级硅片衬底上形成背部p+发射极，前表面采用磷扩散的方式形成n+前表面场，电池片的效率明显提高，完全达到了低光衰的目的。

为了解决以上技术问题，本实用新型提供一种低光衰太阳能电池结构，包括：用于支撑的N型晶硅基体；覆盖在所述N型晶硅基体上表面的n+前表面场；沉积在所述n+前表面场上的减反钝化膜；附着在N型晶硅基体下表面的p+发射结；沉积在p+发射结下表面的钝化膜；栅线分布在N型晶硅基体上方的银电极且银电极的下表面穿过减反钝化膜及n+前表面场并与N型晶硅基体的上表面接触；附着在钝化膜下表面的铝背场，铝背场的上表面延伸出凸台且所述凸台栅线分布，所述凸台穿过钝化膜并嵌入p+发射结内。

本实用新型采用掺磷的N型晶体硅材料作为衬底，形成n+np+结构的背结前接触太阳能电池，N型硅做衬底，其少子寿命比普通的P型材料少子寿命更长，电池片的转换效率更有优势；采用磷扩散的方式在硅片表面形成n+前表面场(FSF)；且在电池的前表面场和氮化硅膜SiN_x之间增加一层热氧化SiO₂膜；在N型晶硅基体上丝网印刷含硼铝浆，随后在高温下推进形成Al-p+发射结；采用Al推进的方式形成PN结后，利用热氧化和PECVD法形成SiO₂/SiN_x叠成钝化膜。

本实用新型进一步限定的技术方案是：

前述减反钝化膜为SiN_x膜，在n+前表面场和SiN_x膜之间增加一层SiO₂膜，SiO₂膜厚度为3-6nm；；N型晶硅基体为硅片，硅片表面与n+前表面场间的掺杂浓度为1×10¹⁹-5×10¹⁹cm^-3，形成的PN结结深为0.5μm；钝化膜包括叠加在一起的SiN_x膜和SiO₂膜，SiO₂膜连接p+发射结，其厚度为5-10nm，SiN_x膜的厚度为80-100nm。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用掺磷的N型硅材料作为基底，利用碱溶液对硅片进行腐蚀形成金字塔结构，再通过磷扩散在其前表面形成n+结构，作为电池的前表面场(FSF)，在衬底的前表面利用热氧化和等离子体化学气相沉积法形成SiO₂/SiN_x减反钝化膜。在衬底的背表面丝网印刷含硼铝浆，利用高温推进的方式形成p+发射结，之后对发射结进行钝化；同时在p+发射结表面形成一层厚度为5-10nm的SiO₂氧化层，在氧化层上沉积一层厚度为80-100nm的SiN_x钝化膜，以此形成双层叠成钝化膜；最后在电池的背面印刷铝导电层，对电池片进一步钝化，从而获得光衰更低的晶体硅太阳能电池。

本实用新型产品在持续工作时，光照时间的增长不会对其造成明显的负面影响，也就是其光致衰减现象不明显，因此可以很大程度上提高电池的光电转换效率。

附图说明