[实用新型]一种单晶掺镓太阳电池

说明书

本实用新型公开了一种单晶掺镓太阳电池。包括：掺杂有镓的单晶硅基底，以及在其受光面上的发射极，置于发射极表面的正面减反射膜/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，导电材料在金属化热处理中局部穿透正面减反射膜/钝化膜材料或通过在正面减反射膜/钝化膜上的局部开膜区域和发射极形成直接接触，以及置于基底背面的背面电极，其中背面电极由两部分组成，设置在背表面的铝电极，以及作为光伏组件焊接点的银电极。此太阳电池的制备方法包括，在掺镓的硅基底上进行表面织构化，并在电池的正面制备发射极，在正面制备钝化及减反射膜，以及在电池的正面和反面制备电极，以及金属化热处理过程。

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种单晶掺镓太阳电池。

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单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单晶硅片制成的太阳电池的效率衰减1.5～7％，衰减程度大小取决于硼元素的掺杂浓度、氧含量、电池结构。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单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，并且影响电池的长期可靠性。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种单晶掺镓太阳电池，可以解决上述问题，降低由于硼氧复合体造成的光致衰减。

本实用新型的技术解决方案是：

一种单晶掺镓太阳电池，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、单晶掺镓硅基底和背面电极；所述的背面电极包括铝电极和背面银电极。

所述的正面电极通过局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单晶掺镓硅基底的背面，背面银电极设置在铝背场电极上；铝电极和背面银电极均与单晶掺镓硅基底背面接触。

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

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。

相对于现有技术，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型包括掺杂有镓的单晶硅基底，以及在其受光面上的发射极，置于发射极表面的正面减反射膜/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，导电材料高温烧结局部穿透正面减反射膜/钝化膜材料或通过在正面减反射膜/钝化膜上的局部开膜区域和半导体形成直接接触，以及置于基底背面的背面电极，采用单晶掺镓硅作为太阳电池的基底材料，制备了单晶掺镓太阳电池，掺镓能够减少掺杂基底中的代替位硼原子和单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，这样会增加少数载流子的寿命，从而增加少数载流子的扩散长度，导致太阳电池的效率增加，并且保证电池的长期可靠性。该电池结构可以降低或基本抑制单晶硅太阳电池的光衰，能将单晶硅太阳电池的光衰控制在1％以内。

进一步，在硅基底中也可以有一定量的硼元素，在此情况下也会对光衰有一定抑制效果，但抑制效果会略差于仅掺镓的硅片。