[发明专利]一种钝化进光层的局域发射极晶体硅双面太阳电池结构

说明书

一种钝化进光层的局域发射极晶体硅双面太阳电池结构，以n型晶体硅片作为基底，其发射极面分为发射极‑导电区域和钝化‑进光区域：发射极‑导电区域由基底向外依次由本征非晶硅钝化层、重掺杂p型非晶硅层、金属栅线I构成，钝化‑进光区域由基底向外依次由TiO₂钝化层I、钝化减反射层I构成；背电场面分为钝化‑进光区域和背电场‑导电区域：钝化‑进光区域由基底向外依次为重掺杂n型晶体硅层II、钝化减反射层II；背电场‑导电区域由基底向外依次为重掺杂n型晶体硅层II、金属栅线II。本发明在保持晶体硅太阳电池双面进光的特性前提下，同时获得高开路电压和高短路电流的特性，最大程度的提高晶体硅太阳电池的发电能力。

技术领域

本发明属于太阳电池和半导体器件领域。涉及太阳电池的制备技术。

背景技术

对于地面用太阳电池，双面进光的结构实际发电量高于同等标称功率的单面进光太阳电池的认识已经被行业普遍接受。目前主流的双面进光太阳电池均是以n型晶体硅片为基底的。一种是基于pn同质结结构的n-PERT结构，特点是短路电流大，开路电压低；另一类是以基于pn异质结结构的，以HIT结构为代表，特点是短路电流小，开路电压高。如何提高前者的开路电压和提高后者的短路电流一直是业内的难点，也是努力的方向。如能结合二者的特点，发明一种新的结构，同时获得高短路电流、高开路电压的优点，有望进一步提高双面晶体硅太阳电池的性能。南昌大学以前的一项发明是在此方向上的一个进步（中国发明专利，No. 201510776929.8），其结构称为HAC-D结构，意思是该结构结合了HAC（heterojunction of amorphous silicon and crystalline silicon）异质结和扩散制备的同质结(Diffused homojunction of crystalline silicon)。相比于HIT结构可获得更高的短路电流，并可保证HIT结构高开路电压的特点。但该结构仍有进步空间，本发明就是对HAC-D结构的进一步改进。相比于HAC-D结构可进一步提高太阳电池的电流和开路电压，降低串联电阻，并减少贵重的透明导电氧化物（TCO）的用量。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种钝化进光层的局域发射极晶体硅双面太阳电池结构，结合pn同质结高短路电流和pn异质结高开路电压的优点，合理配置器件构成，以进一步提高晶体硅双面太阳电池（双面进光）的发电效率，减少贵重原材料的消耗。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的一种钝化进光层的局域发射极晶体硅双面太阳电池结构，以n型晶体硅片（6）作为基底，其发射极面分为发射极-导电区域和钝化-进光区域：发射极-导电区域由基底向外依次由本征非晶硅钝化层（3）、重掺杂p型非晶硅层（2）、金属栅线I（1）构成，钝化-进光区域由基底向外依次由TiO₂钝化层I（5）、钝化减反射层I（4）构成。这两个区域交叉分布且不重叠。

为提高金属栅线I（1）与重掺杂p型非晶硅层（2）之间的接触导电性，优选在二者之间插入一过渡TCO层。

本发明所述的钝化减反射层I（4）优选氮化硅。

本发明所述的发射极与TiO₂钝化层I（5）之间优选进行绝缘处理。

进一步地，为提高器件的性能，所述的TiO₂钝化层I（5）的厚度优选1-300nm。

所述的一种钝化进光层的局域发射极晶体硅双面太阳电池结构，背电场面分为钝化-进光区域和背电场-导电区域：钝化-进光区域由基底向外依次为重掺杂n型晶体硅层II（7）、钝化减反射层II（8）；背电场-导电区域由基底向外依次为重掺杂n型晶体硅层II（7）、金属栅线II（9）。这两个区域交叉分布且不重叠。

其中，钝化减反射层II（8）优选氮化硅。