一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池及其制作方法，包括正面導(dǎo)電電極、減反射膜層、n++發(fā)射極、p硅基底、p+背面電場(chǎng)、背場(chǎng)和背面電極，在所述減反射膜層上設(shè)有透明導(dǎo)電膜層。其步驟如下：選取p型晶體硅片，進(jìn)行表面織構(gòu)化；進(jìn)行磷輕擴(kuò)散形成n+層；進(jìn)行背面刻蝕，并去除硅片上的磷硅玻璃；在n+層上沉積減反射膜；在減反射膜上進(jìn)行局部開(kāi)膜；在已開(kāi)膜的減反射膜上制備透明導(dǎo)電膜層；在背面印刷背面電極和背面場(chǎng)；經(jīng)燒結(jié)形成背面金屬與硅片之間的歐姆接觸；在透明導(dǎo)電膜層上制備導(dǎo)電電極，完成太陽(yáng)電池的制備。本發(fā)明在減反射層上疊加了透明導(dǎo)電膜層，能使復(fù)合膜層的減反射效果更佳，提升太陽(yáng)電池的短路電流，提高電池效率。
【專利說(shuō)明】
一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池及其制作方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)電池及其制作方法，具體涉及一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池及其制作方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)晶體硅太陽(yáng)電池從正面到背面依次由正面發(fā)射極金屬電極、減反射層、織構(gòu)化結(jié)構(gòu)、發(fā)射極、硅片基區(qū)、背面電場(chǎng)、背面金屬電極和背面場(chǎng)等組成。其中處于太陽(yáng)電池正面的發(fā)射區(qū)金屬電極為柵線結(jié)構(gòu)，用以收集太陽(yáng)電池各處產(chǎn)生的電流，一般由絲網(wǎng)印刷銀漿后燒結(jié)而成。采用絲網(wǎng)印刷銀漿制備正面金屬電極存在多種弊端，從技術(shù)角度而言:一是正面金屬電極與硅片表面的電學(xué)接觸面積較大，這除了增加了遮擋面積之外還增加了硅片表面的載流子復(fù)合；二是柵線高寬比較小，制備的太陽(yáng)電池串聯(lián)電阻較高，這兩方面影響了太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)換效率。從成本角度而言:銀漿是貴金屬，其價(jià)格一直居高不下，在電池生產(chǎn)的非硅成本中占據(jù)了主導(dǎo)因素。目前，光伏工作者都無(wú)法完全解決正面金屬電極問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池及其制作方法，在減反射層上疊加了透明導(dǎo)電膜層，能使復(fù)合膜層的減反射效果更佳，提升太陽(yáng)電池的短路電流，提高電池效率。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池，包括正面導(dǎo)電電極、減反射膜層、η++發(fā)射極、P硅基底、ρ+背面電場(chǎng)、背場(chǎng)和背面電極，在所述減反射膜層上設(shè)有透明導(dǎo)電膜層。
[0005]作為一種優(yōu)先，所述正面導(dǎo)電電極的材料為銀、銅、鎳或鋁。
[0006]上述一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池的制作方法，包括如下步驟:
(1)選取P型晶體硅片，進(jìn)行表面織構(gòu)化:采用質(zhì)量百分含量為2.5%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行表面織構(gòu)化25min，控制溫度為80°C，形成金字塔減反射結(jié)構(gòu)；
(2)進(jìn)行磷輕擴(kuò)散形成η+層:采用三氯氧磷液態(tài)源，在管式擴(kuò)散爐中進(jìn)行擴(kuò)散，使恒溫區(qū)的溫度為810°C，擴(kuò)散時(shí)間為30min，擴(kuò)散方阻控制在70 Ω/ □，結(jié)深為0.25 μ m ;
(3)進(jìn)行背面刻蝕，并去除硅片上的磷硅玻璃:將硅片背面接觸化學(xué)溶液進(jìn)行單面拋光，所述溶液為質(zhì)量百分含量為20%的氫氧化鉀溶液，控制溫度為70°C，時(shí)間為1min ;然后采用質(zhì)量百分含量為5%的HF溶液去除硅片上的PSG ；
(4)在η+層上沉積減反射膜:利用管式PECVD設(shè)備在硅片正面沉積SiNx作為鈍化減反射膜，SiNx的厚度為80nm，折射率為2 ；
(5)在減反射膜上進(jìn)行局部開(kāi)膜:采用飛秒激光對(duì)減反射膜進(jìn)行局部開(kāi)膜處理，開(kāi)膜的形狀為連續(xù)的或不連續(xù)的柵線；
(6)在已開(kāi)膜的減反射膜上制備透明導(dǎo)電膜層:采用磁控濺射的方法在減反射膜上制備透明導(dǎo)電膜層，所述透明導(dǎo)電膜層厚度為50nm ；
(7)在背面印刷背面電極和背面場(chǎng):在硅片背面絲網(wǎng)印刷銀漿作為背面電極，烘干后再印刷鋁漿作為背面場(chǎng)，然后再烘干；
(8)經(jīng)燒結(jié)形成背面金屬與硅片之間的歐姆接觸:在鏈?zhǔn)綗Y(jié)爐中進(jìn)行一次燒結(jié)，燒結(jié)的峰值溫度為750°C，帶速為610mm/min ；
(9)在透明導(dǎo)電膜層上制備導(dǎo)電電極，完成太陽(yáng)電池的制備:采用磁控濺射的方法在透明導(dǎo)電膜層上制備材料為銀、銅、鎳或鋁的導(dǎo)電電極。
[0007]作為一種優(yōu)選，所述步驟(5)在減反射膜上進(jìn)行局部開(kāi)膜的形狀為連續(xù)的柵線，柵線長(zhǎng)度為123mm,線寬為60 μ m,間距為1.8mm。
[0008]作為一種優(yōu)選，所述步驟(9)在透明導(dǎo)電膜層上制備材料為銅的導(dǎo)電電極，圖形為柵線形狀，柵線長(zhǎng)度為123mm，線寬為1.5mm,間距為52mm。本發(fā)明是在按傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)晶體硅太陽(yáng)電池制作時(shí)，在正面沉積減反射層后，在減反射層上進(jìn)行局部開(kāi)膜處理，然后在減反射層上制備透明導(dǎo)電膜層，使透明導(dǎo)電膜層在減反射層上局部開(kāi)膜的區(qū)域與發(fā)射極局部接觸，最后在透明導(dǎo)電膜層表面構(gòu)成導(dǎo)電電極，導(dǎo)電電極可以是更為便宜的非銀電極，而電池的背面結(jié)構(gòu)保持不變。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:由于在減反射層上疊加了透明導(dǎo)電膜層，能使復(fù)合膜層的減反射效果更佳，提升太陽(yáng)電池的短路電流，提高電池效率。太陽(yáng)電池電流的搜集由透明導(dǎo)電膜層在減反射層上局部開(kāi)膜的區(qū)域與發(fā)射極形成局部接觸搜集，然后再由透明導(dǎo)電膜層導(dǎo)出，整個(gè)透明導(dǎo)電膜層都參與了導(dǎo)電，因此大大降低了太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻，提高電池效率，且降低了太陽(yáng)電池的串聯(lián)電阻，因此可以將電極之間的距離設(shè)計(jì)得更大，大大降低了電極的遮擋面積，提高了光的吸收；并且由于金屬并沒(méi)有與硅片直接接觸，而是覆蓋在透明導(dǎo)電膜層上，因此杜絕了硅片與電極之間的復(fù)合，提高了太陽(yáng)電池的開(kāi)路電壓。在透明導(dǎo)電膜層表面的導(dǎo)電電極可以采用非銀電極，以代替銀電極，大大降低了太陽(yáng)電池的制造成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1:如附圖1所示，一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池，包括正面導(dǎo)電電極1、減反射膜層3、n++發(fā)射極4、p硅基底5、p+背面電場(chǎng)6、背場(chǎng)7和背面電極8，在所述減反射膜層3上設(shè)有透明導(dǎo)電膜層2。其中正面導(dǎo)電電極I的材料為銀。
[0013]實(shí)施例2:另一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池，其中正面導(dǎo)電電極I的材料為銅。其它與實(shí)施例I相同。
[0014]實(shí)施例3:又一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池，其中正面導(dǎo)電電極I的材料為鎳。其它與實(shí)施例I相同。
[0015]實(shí)施例4:再一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池，其中正面導(dǎo)電電極I的材料為鋁。其它與實(shí)施例I相同。
[0016]實(shí)施例5:—種制作如權(quán)利要求1所述的一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池的制作方法，包括如下步驟:
(1)選取P型晶體硅片，進(jìn)行表面織構(gòu)化:采用溫度為80°c的質(zhì)量百分含量為2.5%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行表面織構(gòu)化25min，形成金字塔減反射結(jié)構(gòu)；
(2)進(jìn)行磷輕擴(kuò)散形成η+層:采用三氯氧磷液態(tài)源，在管式擴(kuò)散爐中進(jìn)行擴(kuò)散，使恒溫區(qū)的溫度為810°C，擴(kuò)散時(shí)間為30min，擴(kuò)散方阻控制在70 Ω/ □，結(jié)深為0.25 μ m ;
(3)進(jìn)行背面刻蝕，并去除硅片上的磷硅玻璃:將硅片背面接觸化學(xué)溶液進(jìn)行單面拋光，溶液為質(zhì)量百分含量為20%的氫氧化鉀溶液，溫度為70°C的，處理時(shí)間為1min ;然后采用質(zhì)量百分含量為5%的HF溶液去除硅片上的PSG ；
(4)在η+層上沉積減反射膜:利用管式PECVD設(shè)備在硅片正面沉積SiNx作為鈍化減反射膜，SiNx的厚度為80nm，折射率為2 ；
(5)在減反射膜上進(jìn)行局部開(kāi)膜:采用飛秒激光對(duì)減反射膜進(jìn)行局部開(kāi)膜處理，開(kāi)膜的形狀為連續(xù)的柵線，柵線長(zhǎng)度為123mm，線寬為60 μ m，間距為1.8mm。
[0017](6)在已開(kāi)膜的減反射膜上制備透明導(dǎo)電膜層:采用磁控濺射的方法在減反射膜上制備透明導(dǎo)電膜層，所述透明導(dǎo)電膜層厚度為50nm;
(7)在背面印刷背面電極和背面場(chǎng):在硅片背面絲網(wǎng)印刷銀漿作為背面電極，烘干后再印刷鋁漿作為背面場(chǎng)，然后再烘干；
(8)經(jīng)燒結(jié)形成背面金屬與硅片之間的歐姆接觸:在鏈?zhǔn)綗Y(jié)爐中進(jìn)行一次燒結(jié)，燒結(jié)的峰值溫度為750°C，帶速為610mm/min。
[0018](9)在透明導(dǎo)電膜層上制備導(dǎo)電電極，完成太陽(yáng)電池的制備:采用磁控濺射的方法在透明導(dǎo)電膜層上制備銅電極，圖形為柵線形狀，柵線長(zhǎng)度為123mm，線寬為1.5mm，間距為52mm0
【權(quán)利要求】
1.一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池，包括正面導(dǎo)電電極(I)、減反射膜層(3)、η++發(fā)射極(4)、P硅基底(5)、ρ+背面電場(chǎng)(6)、背場(chǎng)(7)和背面電極(8)，其特征在于:在所述減反射膜層(3)上設(shè)有透明導(dǎo)電膜層(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池，其特征在于:所述正面導(dǎo)電電極(I)的材料為銀、銅、鎳或招。
3.一種制作如權(quán)利要求1所述的新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)選取P型晶體硅片，進(jìn)行表面織構(gòu)化:采用質(zhì)量百分含量為2.5%的氫氧化鈉溶液進(jìn)行表面織構(gòu)化25min，控制溫度為80°C，形成金字塔減反射結(jié)構(gòu)； (2)進(jìn)行磷輕擴(kuò)散形成η+層:采用三氯氧磷液態(tài)源，在管式擴(kuò)散爐中進(jìn)行擴(kuò)散，使恒溫區(qū)的溫度為810°C，擴(kuò)散時(shí)間為30min，擴(kuò)散方阻控制在70 Ω / □，結(jié)深為0.25 μ m ; (3)進(jìn)行背面刻蝕，并去除硅片上的磷硅玻璃:將硅片背面接觸化學(xué)溶液進(jìn)行單面拋光，所述溶液為質(zhì)量百分含量為20%的氫氧化鉀溶液，控制溫度為70°C，時(shí)間為1min ;然后采用質(zhì)量百分含量為5%的HF溶液去除硅片上的PSG ； (4)在η+層上沉積減反射膜:利用管式PECVD設(shè)備在硅片正面沉積SiNx作為鈍化減反射膜，SiNx的厚度為80nm，折射率為2 ； (5)在減反射膜上進(jìn)行局部開(kāi)膜:采用飛秒激光對(duì)減反射膜進(jìn)行局部開(kāi)膜處理，開(kāi)膜的形狀為連續(xù)的或不連續(xù)的柵線； (6)在已開(kāi)膜的減反射膜上制備透明導(dǎo)電膜層:采用磁控濺射的方法在減反射膜上制備透明導(dǎo)電膜層，所述透明導(dǎo)電膜層厚度為50nm ； (7)在背面印刷背面電極和背面場(chǎng):在硅片背面絲網(wǎng)印刷銀漿作為背面電極，烘干后再印刷鋁漿作為背面場(chǎng)，然后再烘干； (8)經(jīng)燒結(jié)形成背面金屬與硅片之間的歐姆接觸:在鏈?zhǔn)綗Y(jié)爐中進(jìn)行一次燒結(jié)，燒結(jié)的峰值溫度為750°C，帶速為610mm/min ； (9)在透明導(dǎo)電膜層上制備導(dǎo)電電極，完成太陽(yáng)電池的制備:采用磁控濺射的方法在透明導(dǎo)電膜層上制備材料為銀、銅、鎳或鋁的導(dǎo)電電極。
4.如權(quán)利要求3所述的新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池的方法，其特征在于，所述步驟(5)在減反射膜上進(jìn)行局部開(kāi)膜的形狀為連續(xù)的柵線，柵線長(zhǎng)度為123mm，線寬為60 μ m，間距為1.8mm。
5.如權(quán)利要求3所述的新型結(jié)構(gòu)太陽(yáng)電池的方法，其特征在于，所述步驟(9)在透明導(dǎo)電膜層上制備材料為銅的導(dǎo)電電極，圖形為柵線形狀，柵線長(zhǎng)度為123mm，線寬為1.5mm，間距為52謹(jǐn)。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK104377253SQ201410447706
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】金井升, 蔣方丹, 金浩, 郭俊華, 陳康平 申請(qǐng)人:浙江晶科能源有限公司, 晶科能源有限公司