[发明专利]一种IBC电池及其制备方法

说明书

本发明涉及一种N型晶硅衬底的IBC电池及其制备方法。以具有表面随机分布有倒四棱锥组的N型晶硅片作为衬底，在背面局部区域形成p‑n结，在背面进行局域同导电类型掺杂，形成N+和P+层，在电池正面依次形成氧化硅层、氮化硅层，在电池背面形成氧化硅层，在N型晶硅衬底背面的N+和P+区域分别印刷金属正负电极、烧结得到本发明的IBC电池。本发明通过在正表面制备随机分布有倒四棱锥组的绒面，增加了光的吸收，易于钝化，提高了电池效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池及其制备方法，特别涉及IBC电池及其制备方法。

背景技术

太阳电池是光伏发电系统的核心器件，其发展水平直接决定了光伏发电的发展水平，提高太阳电池转换效率是长期以来人们一直努力解决的问题。

N型叉指背结背接触(Interdigitated Back Contact，IBC)太阳电池是转换效率最高的电池结构之一。由于IBC硅太阳电池在光吸收、电极收集效率及电极接触特性方面的性能均优于传统P型晶硅太阳电池，其已成为晶硅电池领域的研究热点，该电池的受光面无任何金属电极遮挡，从而有效增加了电池片的短路电流，使电池片的能量转化效率得到提高。

美国Sunpower公司可进行IBC太阳电池的大规模生产，目前产业化IBC电池的转换效率可达到22％。2014年，Sunpower公司宣布在实验室研制的大面积(125×125mm²)IBC太阳电池转换效率达到25％。目前，被认可最高的硅基单结太阳能电池同样是采用的IBC结合HIT的方法制备而得。

为进一步提高IBC硅太阳电池的转换效率，必须对IBC硅太阳电池的结构参数和工艺条件进行精细的设计和优化。

国内对于IBC电池起步晚些，但也进行了广泛的研究。

CN201210171007.0公开一种基于N型衬底的IBC太阳电池的制备方法，使用激光掺杂的方法来制备发射极，具体包括以下步骤：

(1)对晶体硅衬底进行表面织构化处理并进行化学清洗，然后在正背两面制备介质膜，使硅衬底表面具有亲水性；

(2)在涂有磷源的晶体硅背表面利用激光扫描的方法制备局部N+重掺杂结构，并清洗干燥处理；

(3)在涂有硼源的晶体硅背表面利用激光扫描的方法制备局部P+重掺杂结构，并清洗干燥处理；

(4)在涂有磷源的晶体硅正表面利用全激光扫描的方法制备N+轻掺杂结构；

(5)去除硅衬底正背两面的介质膜，并清洗干燥处理；

(6)在硅衬底两面制备钝化膜；

(7)在硅衬底两面制备减反射膜；

(8)在硅衬底背面制作电池正、负电极；并烧结。

CN201310606634.7公开一种IBC太阳能电池电极的形成方法，其特征是，所述方法包括在钝化的IBC太阳能电池上，用浆料在背面对正极的细栅电极进行第一次印刷、烘干；用浆料在背面对负极的细栅电极进行第一次印刷、烘干；最后印刷主栅电极或者同时应刷主栅电极并对正负极的细栅电极同时进行二次应刷、烘干、烧结固化即可。

CN201610823459.0公开一种IBC电池制备方法，包括如下步骤：

1)制绒：选取N型单晶硅衬底材料，去除硅衬底材料表面的损伤层，然后对其进行表面结构化处理，在其表面形成绒面；

2)沉积扩散掩膜层：对制绒后的硅衬底双面沉积SiO₂，在硅衬底的上下表面形成扩散掩膜层；

3)背面P+定义区域制作：去除背面p+定义区域上面的扩散掩膜SiO2；