[实用新型]一种叉指背接触异质结单晶硅电池

说明书

本实用新型公开了一种叉指背接触异质结单晶硅电池，包括：一N型单晶硅基体，N型单晶硅基体具有相对的一正面和一背面；设于N型单晶硅基体正面的掺杂N⁺层和正面N型非晶硅层；间隔设于N型单晶硅基体背面的P型非晶硅层和背面N型非晶硅层。本实用新型的叉指背接触异质结单晶硅电池，减薄常规背接触异质结N型单晶硅电池正面N型非晶硅层的厚度，并在非晶硅氧合金层下设置轻掺杂的N⁺层，既可减少N型非晶硅层的光吸收、光损失，又可利用N⁺层实现部分场钝化功能，提高了电池的光电转换效率；同时N⁺层还可提供光生载流子的横向低阻导电通道，从而降低串联电阻损耗，提高电池的短路电流、填充因子和转换效率。

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池技术领域，具体地，涉及一种叉指背接触异质结单晶硅电池。

背景技术

晶体硅太阳电池具有转换效率高、工作稳定性好、工作寿命长和制造技术成熟等特点，是目前太阳能光伏市场的主力军。相对掺硼的P型单晶硅材料，掺磷的N型单晶硅材料中硼含量极低，由硼氧对导致的光致衰减可以忽略，N型硅材料中的一些金属杂质对少子空穴的捕获能力低于P型材料中的杂质对少子电子的捕获能力，在相同掺杂浓度下N型硅比P型硅具有更高的少数载流子寿命。这些特性使得N型硅电池具有潜在的长寿命和高效率的优势，N型硅电池太阳电池已成为未来高效率晶体硅太阳电池的发展方向。

基于N型单晶硅衬底的叉指背接触(Interdigitated Back Contact，简称IBC)电池，正面没有任何电极分布，发射极和基极交叉排列于电池背面，分别收集晶体硅光伏效应产生的光生载流子，由于电池正面没有金属电极栅线遮挡产生的光学损失，可有效增加电池片的短路电流，提高转换效率。非晶硅(a-Si:H)/N型单晶硅(c-Si)异质结(Hetero-junction with Intrinsic Thin-layer，简称HIT)电池借助本征非晶硅(i-a-Si:H)良好的表面钝化作用，通过在P型非晶硅或N型非晶硅与单晶硅基底之间插入一层极薄的本征非晶硅，可钝化单晶硅表面的缺陷，大幅降低界面态和单晶硅的表面复合，从而提高少数载流子寿命，获得较高的开路电压。

N型硅背接触异质结太阳电池(以下简称：HIBC电池)是异质结电池和叉指背接触电池的耦合电池，利用非晶硅优越的表面钝化性能，并结合IBC结构正面没有金属遮挡的结构优势，兼容了两种电池的优良特性，具有良好的光学和电学性能，制程温度低、稳定性好；电池正面无栅线遮光，确保了电池具有高的短路电流(Isc)；电池正反两面均有高质量的氢化非晶硅钝化层，保证了电池有高的开路电压(Voc)。

通常，叉指背接触异质结N型单晶硅电池的正面由内向外采用N型单晶硅基体、本征非晶硅、N型非晶硅、减反射层依次叠加的结构，这种结构的优点是本征非晶硅提供了优异的化学钝化性能，N型非晶硅实现了场钝化；缺点是正面光生载流子产生率高，而非晶硅层吸收光产生的光生载流子寿命非常短，难以形成有效的光生电流，从而降低了短路电流密度，造成短波效应下降和光学损失增多；再者，为了减少因非晶硅层的光吸收而引起的电池短路电流密度下降，设计、制造背接触异质结N型单晶硅电池时必须优化、控制电池正面N型非晶硅和本征非晶硅层的厚度，而又给实现优异钝化性能以及进一步提升电池的转换效率带来困难。

实用新型内容

为解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种叉指背接触异质结单晶硅电池，以降低现有技术中电池正面的光损失，提高电池的光电转换效率。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

本实用新型提供了一种叉指背接触异质结单晶硅电池，包括：

一N型单晶硅基体，所述N型单晶硅基体具有相对的一正面和一背面；

设于所述N型单晶硅基体正面的掺杂N⁺层和正面N型非晶硅层；