[发明专利]一种多晶掺镓背钝化太阳电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多晶掺镓背钝化太阳电池及制备方法。此多晶掺镓背钝化太阳电池，包括：掺杂有镓元素的多晶掺镓硅基底，以及在其上的发射极和背表面场，置于发射极表面的钝化及减反射正面减反射膜/钝化膜和置于基底背表面的背面钝化膜，置于正面减反射膜/钝化膜表面的导电材料组成的正面电极，置于背面钝化膜表面的导电材料组成的背面电极。一种多晶掺镓太阳电池的制备方法，包括：在掺镓的硅片上完成表面织构化，发射极制备，绝缘处理，正表面钝化减反射膜及背表面钝化膜制备，背面钝化膜局域开膜以及金属化过程。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种多晶掺镓背钝化太阳电池及其制备方法。

背景技术

目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。

目前使用的p型太阳电池基底，一般为掺杂有硼元素的硅片。但是采用掺杂有硼元素的多晶硅作为基底的太阳电池一起电池效率在太阳光照下会发生一定的衰减。这种衰减称之为光衰(LID)。目前光伏产业中的掺硼多晶硅片制成的背钝化太阳电池的效率衰减在3～10％之间。这种电池的光致衰减产生的本质原因和掺杂基底中的代替位硼原子和多晶硅中间隙态的氧原子在光注入的情况下会形成硼氧复合体。而硼氧复合体是深能级复合中心，这样会降低少数载流子的寿命，从而降低少数载流子的扩散长度，导致太阳电池的效率降低。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种多晶掺镓背钝化太阳电池及其制备方法，可以解决上述问题，降低由于硼氧复合体造成的光致衰减。

本发明的技术解决方案是：

一种多晶掺镓背钝化太阳电池，由正面至背面依次包括：正面电极、正面减反射膜/钝化膜、发射极、多晶掺镓硅基底、背面钝化膜和背面电极；所述的背面电极包括背面铝电极和背面银电极。

所述的多晶掺镓硅基底中掺杂有镓，镓元素的掺杂浓度为1×10¹³～1×10¹⁷个原子/立方厘米。

所述的多晶掺镓硅基底还掺杂有硼元素，硼元素的掺杂浓度为1×10¹³～1×10¹⁷个原子/立方厘米。

所述的正面电极是由导电材料通过烧结局部或全部穿透正面减反射膜/钝化膜或通过在正面减反射膜/钝化膜上的局部开膜区域与发射极形成直接接触。

所述的铝背场电极设置在多晶硅基底的背面，背面银电极设置在铝背场电极上；背面钝化膜开设有局部开膜区域，铝电极通过局部开膜区域与多晶掺镓硅基底的背面形成接触。

所述的铝电极和多晶掺镓硅基底之间包含一层掺杂成分为铝的硅基空穴掺杂层，空穴掺杂层的厚度为1～15um。

所述的空穴掺杂层中还掺杂有硼，硼元素掺杂浓度为5×10¹⁶～1×10²¹个原子/立方厘米。

所述的空穴掺杂层和铝电极之间还包括一层铝硅合金层，铝硅合金层厚度为1～5um。

所述的正面减反射膜/钝化膜为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝和碳化硅薄膜中的一种或多种叠层构成；正面减反射膜/钝化膜的折射率为1.5～2.5，厚度50～100nm。

一种所述的多晶掺镓背钝化太阳电池的制备方法，包括以下步骤：

1)对掺镓的多晶掺镓硅基底进行表面织构化及清洗；

2)在多晶掺镓硅基底正面进行制备发射极；

3)对多晶掺镓硅基底进行边缘绝缘处理；