專利名稱：基于n型硅襯底背接觸式hit太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶硅太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于N型硅襯底背接觸式 HIT太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法。
背景技術(shù)：
太陽能產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展需求一種工藝流程簡(jiǎn)單，光電轉(zhuǎn)化效率高的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)來降低發(fā)電成本，達(dá)到與市電同價(jià)或低于市電電價(jià)的目標(biāo)。
當(dāng)前常規(guī)晶硅電池隨著產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，轉(zhuǎn)換效率提升和成本降低等各方面都有了較大的進(jìn)步，但其結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點(diǎn)限制了其效率的進(jìn)一步提高。于是，業(yè)界出現(xiàn)了多種解決方案，包括選擇性發(fā)射極太陽能電池、背接觸式太陽能電池、HIT電池等。同時(shí)新的技術(shù)，如激光技術(shù)、LIP技術(shù)、光刻技術(shù)等的出現(xiàn)也為太陽能電池進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換效率提升和成本降低提供了可能。
在目前的高效太陽電池領(lǐng)域中，三洋電機(jī)發(fā)展的HIT電池以其高效和穩(wěn)定的性能一直是太陽電池領(lǐng)域研究和發(fā)展的熱點(diǎn)，該電池的結(jié)構(gòu)不但效率比較高，而且可以減少晶硅材料的厚度使更薄的晶硅太陽電池的發(fā)展成為可能。但是其在正面需要印刷金屬電極， 顯著地降低了太陽光的利用效率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述存在的缺陷而提供的一種基于N型硅襯底背接觸式 HIT太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法，本發(fā)明結(jié)合常規(guī)晶硅太陽電池和薄膜太陽電池的制備方法， 并且相對(duì)于傳統(tǒng)HIT電池，不但制備過程簡(jiǎn)單，降低金屬電極的使用量，而且避免常規(guī)太陽電池正面電極遮光的問題，提高了太陽電池的效率。
本發(fā)明的一種基于N型硅襯底背接觸式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)技術(shù)方案為，其結(jié)構(gòu)為 N型硅襯底受光面由內(nèi)而外依次為受光面η型非晶或微晶硅層、減反射層；背光面由內(nèi)而外依次為本征非晶或微晶硅層，P型非晶或微晶硅層和背光面η型非晶或微晶硅層之間有間隔且交替排列于本征非晶或微晶硅層上，P型非晶或微晶硅層和背光面η型非晶或微晶硅層上均覆蓋有透明導(dǎo)電薄膜，金屬電極位于透明導(dǎo)電薄膜上。
本征非晶或微晶硅層、背光面P型非晶或微晶硅層、背光面η型非晶或微晶硅層、 透明導(dǎo)電薄膜、受光面η型非晶或微晶硅、減反射層厚度范圍為f5000nm。
P型非晶或微晶硅層、受光面η型非晶或微晶硅層、背光面η型非晶或微晶硅層、本征非晶或微晶娃層以及透明導(dǎo)電薄膜的厚度優(yōu)選為12nm、12nm、12nm、10nm和15nm。
P型非晶或微晶硅層和背光面η型非晶或微晶硅層的間隔為O. Of lOOOOum。
P型非晶或微晶硅層和背光面η型非晶或微晶硅層的間隔優(yōu)選為20um。
一種上述基于N型硅襯底背接觸式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟(I)在制絨后的N型硅襯底受光面沉積受光面η型非晶或微晶硅層；(2)在背光面沉積本征非晶或微晶硅層；(3)在受光面沉積減反射層；(4)在背光面間隔進(jìn)行P型非晶或微晶硅摻雜；(5)在背光面的P型非晶或微晶硅摻雜之外的其他區(qū)域進(jìn)行η型非晶或微晶硅摻雜；(6)在背光面進(jìn)行透明導(dǎo)電薄膜制備；(7)在背光面的P型非晶或微晶硅摻雜與背光面η型非晶或微晶硅摻雜區(qū)之間進(jìn)行鐳射切割，使得P型非晶或微晶硅層與背光面η型非晶或微晶硅層分離開；(8)在背光面P型非晶或微晶硅層與背光面η型非晶或微晶硅層的透明導(dǎo)電膜上分別進(jìn)行金屬電極制備。
其中，金屬電極制備采用印刷、濺射或噴墨中的一種方法。金屬電極材料可以采用金屬、金屬合金、無機(jī)金屬等。
進(jìn)行P型非晶或微晶硅摻雜，以及在背光面的P型非晶或微晶硅摻雜之外的其他區(qū)域進(jìn)行η型非晶或微晶硅摻雜采用帶掩膜版的離子注入法。
在不影響太陽電池結(jié)構(gòu)的情況下，制備步驟可以做一定的調(diào)整，可以先把受光面結(jié)構(gòu)制備完畢后再制備背光面結(jié)構(gòu)，或者受光面制備一步或多步后然后進(jìn)行背光面一步或多步的制備。
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明結(jié)合常規(guī)晶硅太陽電池和薄膜太陽電池的制備方法，并且相對(duì)于傳統(tǒng)HIT電池，不但制備過程簡(jiǎn)單，降低金屬電極的使用量，而且避免常規(guī)太陽電池正面電極遮光的問題，提高了太陽電池的效率。
應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案，已經(jīng)做出效率為23. 55%的太陽電池，其主要參數(shù)如表I所示，將近達(dá)到三洋電機(jī)雙面HIT太陽電池24. 7%的效率，在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化，可超過 24. 7%的效率。


圖I所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為本發(fā)明的流程圖。
圖中，I. N型硅襯底；2.本征非晶或微晶硅層；3. P型非晶或微晶硅層；4.背光面η 型非晶或微晶硅層；5.透明導(dǎo)電薄膜；6.金屬電極；7.受光面η型非晶或微晶硅；8.減反射層。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本發(fā)明并不局限于此。
實(shí)施例I參照說明書附1，Ν型硅襯底I受光面由內(nèi)而外依次為受光面η型非晶或微晶硅層 7、減反射層8 ;背光面由內(nèi)而外依次為本征非晶或微晶硅層2，P型非晶或微晶硅層3和背光面η型非晶或微晶硅層4之間有間隔且交替排列于本征非晶或微晶硅層2上，P型非晶或微晶硅層3和背光面η型非晶或微晶硅層4上均覆蓋有透明導(dǎo)電薄膜5，金屬電極6位于透明導(dǎo)電薄膜5上。
P型非晶或微晶硅層3、受光面η型非晶或微晶硅層7、背光面η型非晶或微晶硅層4、本征非晶或微晶娃層2以及透明導(dǎo)電薄膜5的厚度優(yōu)選為12nm、12nm、12nm、10nm和415nm。
P型非晶或微晶硅層3和背光面η型非晶或微晶硅層4的間隔優(yōu)選為20um。
一種上述基于N型硅襯底背接觸式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，包括以下步驟(1)在制絨后的N型硅襯底I受光面沉積受光面η型非晶或微晶硅層7；(2)在背光面沉積本征非晶或微晶硅層2；(3)在受光面沉積減反射層8；(4)在背光面間隔進(jìn)行P型非晶或微晶硅摻雜；(5)在背光面的P型非晶或微晶硅摻雜之外的其他區(qū)域進(jìn)行η型非晶或微晶硅摻雜；(6)在背光面進(jìn)行透明導(dǎo)電薄膜5制備；(7)在背光面的P型非晶或微晶硅摻雜與背光面η型非晶或微晶硅摻雜區(qū)之間進(jìn)行鐳射切割，使得P型非晶或微晶硅層3與背光面η型非晶或微晶硅層4分離開；(8)在背光面P型非晶或微晶硅層3與背光面η型非晶或微晶硅層4的透明導(dǎo)電膜5 上分別進(jìn)行金屬電極6制備，在結(jié)構(gòu)中采用金屬電極銀。
進(jìn)行P型非晶或微晶硅摻雜，以及在背光面的P型非晶或微晶硅摻雜之外的其他區(qū)域進(jìn)行η型非晶或微晶硅摻雜采用帶掩膜版的離子注入法。
應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案，已經(jīng)做出效率為23. 55%的太陽電池，其主要參數(shù)如表I所示，將近達(dá)到三洋電機(jī)雙面HIT太陽電池24. 7%的效率，在實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化，可超過 24. 7%的效率
權(quán)利要求
1.一種基于N型硅襯底背接觸式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，其結(jié)構(gòu)為N型硅襯底受光面由內(nèi)而外依次為受光面η型非晶或微晶硅層、減反射層；背光面由內(nèi)而外依次為本征非晶或微晶硅層，P型非晶或微晶硅層和背光面η型非晶或微晶硅層之間有間隔且交替排列于本征非晶或微晶硅層上，P型非晶或微晶硅層和背光面η型非晶或微晶硅層上均覆蓋有透明導(dǎo)電薄膜，金屬電極位于透明導(dǎo)電薄膜上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于N型硅襯底背接觸式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，本征非晶或微晶硅層、背光面P型非晶或微晶硅層、背光面η型非晶或微晶硅層、透明導(dǎo)電薄膜、受光面η型非晶或微晶硅、減反射層厚度范圍為f5000nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于N型硅襯底背接觸式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，P型非晶或微晶硅層、受光面η型非晶或微晶硅層、背光面η型非晶或微晶硅層、本征非晶或微晶娃層以及透明導(dǎo)電薄膜的厚度分別為12nm、12nm、12nm、10nm和15nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于N型硅襯底背接觸式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，P型非晶或微晶硅層和背光面η型非晶或微晶硅層的間隔為O. Of lOOOOum。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于N型硅襯底背接觸式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，P型非晶或微晶硅層和背光面η型非晶或微晶硅層的間隔為20um。
6.—種如權(quán)利要求1-5任一所述基于N型娃襯底背接觸式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)在制絨后的N型硅襯底受光面沉積受光面η型非晶或微晶硅層； (2)在背光面沉積本征非晶或微晶硅層； (3)在受光面沉積減反射層； (4)在背光面間隔進(jìn)行P型非晶或微晶硅摻雜； (5)在背光面的P型非晶或微晶硅摻雜之外的其他區(qū)域進(jìn)行η型非晶或微晶硅摻雜； (6)在背光面進(jìn)行透明導(dǎo)電薄膜制備； (7)在背光面的P型非晶或微晶硅摻雜與背光面η型非晶或微晶硅摻雜區(qū)之間進(jìn)行鐳射切割，使得P型非晶或微晶硅層與背光面η型非晶或微晶硅層分離開； (8)在背光面P型非晶或微晶硅層與背光面η型非晶或微晶硅層的透明導(dǎo)電膜上分別進(jìn)行金屬電極制備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述制備方法，其特征在于，進(jìn)行P型非晶或微晶硅摻雜，以及在背光面的P型非晶或微晶硅摻雜之外的其他區(qū)域進(jìn)行η型非晶或微晶硅摻雜采用帶掩膜版的離子注入法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于N型硅襯底背接觸式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)和制備方法，其結(jié)構(gòu)為N型硅襯底受光面由內(nèi)而外依次為受光面n型非晶或微晶硅層、減反射層；背光面由內(nèi)而外依次為本征非晶或微晶硅層，p型非晶或微晶硅層和背光面n型非晶或微晶硅層之間有間隔且交替排列于本征非晶或微晶硅層上，p型非晶或微晶硅層和背光面n型非晶或微晶硅層上均覆蓋有透明導(dǎo)電薄膜，金屬電極位于透明導(dǎo)電薄膜上。本發(fā)明結(jié)合常規(guī)晶硅太陽電池和薄膜太陽電池的制備方法，并且相對(duì)于傳統(tǒng)HIT電池，不但制備過程簡(jiǎn)單，降低金屬電極的使用量，而且避免常規(guī)太陽電池正面電極遮光的問題，提高了太陽電池的效率。
文檔編號(hào)H01L31/0747GK102931269SQ20121049791
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者賈河順, 姜言森, 程亮, 任現(xiàn)坤, 張春艷, 孫繼峰, 馬繼磊, 徐振華 申請(qǐng)人:山東力諾太陽能電力股份有限公司