專利名稱：N型硅襯底背接觸型式hit太陽電池結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽能電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種N型硅襯底背接觸型式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)。
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)容本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)上述存在的缺陷而提供的一種基于N型硅襯底的背面接觸型式HIT太陽電池的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型相對(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。本實(shí)用新型的一種N型硅襯底背接觸型式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)技術(shù)方案為，N型硅襯底受光面由內(nèi)到外依次為η+型晶硅層、減反射層的疊層結(jié)構(gòu)#型硅襯底背光面最內(nèi)層為η+型晶硅層，在背光面η+型晶硅層沉積的薄膜分為兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間相互交替并有間隔互相分開；其中一部分為透明導(dǎo)電薄膜和電極的疊層結(jié)構(gòu)，另一部分由內(nèi)到外依次為本征非晶或微晶硅層、P型非晶或微晶硅層、透明導(dǎo)電薄膜和電極的疊層結(jié)構(gòu)。本征非晶或微晶硅層，P型非晶或微晶硅層，透明導(dǎo)電薄膜，η+型晶硅層和減反射層的厚度范圍為f5000nm。本征非晶或微晶硅層，P型非晶或微晶硅，透明導(dǎo)電薄膜，η+型晶硅層，減反射層的厚度分別優(yōu)選為 IOnm, 12nm, 15nm, 200nm, 80nmon+型晶硅層沉積的薄膜分為兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間的間隔距離為0.01 10000 μ m。η+型晶硅層沉積的薄膜分為兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間的間隔為距離優(yōu)選為40 μ m0N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:[0012]( I)在制絨后的N型硅襯底進(jìn)行P離子雙面擴(kuò)散；(2)在受光面沉積減反射層；(3)在背光面通過化學(xué)氣相沉積在η+型晶硅層上依次沉積本征非晶或微晶硅層和P型非晶或微晶硅層；(4)以相同間隔清除本征非晶或微晶硅層和P型非晶或微晶硅層疊層結(jié)構(gòu)；(5)在背光面進(jìn)行透明導(dǎo)電薄膜制備；(6)在背光面進(jìn)行鐳射切割，切除本征非晶或微晶硅層和P型非晶或微晶硅層疊層結(jié)構(gòu)與η+型晶硅層連接部分的透明導(dǎo)電薄膜；(7)在背光面進(jìn)行金屬電極制備，在背光面η+型晶硅層沉積的薄膜形成兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間相互交替并有間隔互相分開；其中一部分為透明導(dǎo)電薄膜和電極的疊層結(jié)構(gòu)，另一部分由內(nèi)到外依次為本征非晶或微晶硅層、P型非晶或微晶硅層、透明導(dǎo)電薄膜和電極的疊層結(jié)構(gòu)。清除本征非晶或微晶硅層和P型非晶或微晶硅層疊層結(jié)構(gòu)的方法為:a在需要清除的疊層部分之外絲網(wǎng)印刷一層保護(hù)層，b化學(xué)腐蝕去除未受保護(hù)部分的疊層結(jié)構(gòu)，c去除保護(hù)層。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型硅襯底進(jìn)行P離子雙面擴(kuò)散；(2)在受光面沉積減反射層；(3)在背光面通過帶掩膜版的離子注入法在η+型晶硅層上依次制備本征非晶或微晶硅層和P型非晶或微晶硅層，本征非晶或微晶硅層和P型非晶或微晶硅層疊層結(jié)構(gòu)有間隔排列；(4)在背光面進(jìn)行透明導(dǎo)電薄膜制備；(5)在背光面進(jìn)行鐳射切割，切除本征非晶或微晶硅層和P型非晶或微晶硅層疊層結(jié)構(gòu)與η+型晶硅層連接部分的透明導(dǎo)電薄膜；(6)在背光面進(jìn)行金屬電極制備，在背光面η+型晶硅層沉積的薄膜形成兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間相互交替并有間隔互相分開；其中一部分為透明導(dǎo)電薄膜和電極的疊層結(jié)構(gòu)，另一部分由內(nèi)到外依次為本征非晶或微晶硅層、P型非晶或微晶硅層、透明導(dǎo)電薄膜和電極的疊層結(jié)構(gòu)。受光區(qū)的金屬電極的制備可以采用印刷、濺射、噴墨的方法，金屬電極材料可以采
用金屬、金屬合金、無機(jī)金屬等。在不影響太陽電池結(jié)構(gòu)的情況下，制備步驟除了步驟(I)外可以做一定的調(diào)整，例如先把受光面結(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。本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型的一種N型硅襯底背接觸型式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)技術(shù)方案為，N型硅襯底受光面由內(nèi)到外依次為η+型晶硅層、減反射層的疊層結(jié)構(gòu)；N型硅襯底背光面最內(nèi)層為η+型晶硅層，在背光面η+型晶硅層沉積的薄膜分為兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間相互交替并有間隔互相分開；其中一部分為透明導(dǎo)電薄膜和電極的疊層結(jié)構(gòu)，另一部分由內(nèi)到外依次為本征非晶或微晶硅層、P型非晶或微晶硅層、透明導(dǎo)電薄膜和電極的疊層結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型結(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。采用本實(shí)用新型技術(shù)方案做出的太陽能電池效率為23.25%，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1是本實(shí)用新型的N型硅襯底背接觸型式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.N型硅襯底；2.本征非晶或微晶硅層；4.P型非晶或微晶硅層；5.透明導(dǎo)電薄膜；6.金屬電極；7.η+型晶娃層；8.減反射層。
具體實(shí)施方式
:為了更好地理解本實(shí)用新型，
以下結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，但是本實(shí)用新型并不局限于此。實(shí)施例1本實(shí)用新型的一種N型硅襯底I背接觸型式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)為，N型硅襯底I受光面由內(nèi)到外依次為η+型晶硅層7、減反射層8的疊層結(jié)構(gòu)#型硅襯底I背光面最內(nèi)層為η+型晶硅層7，在背光面η+型晶硅層7沉積的薄膜分為兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間相互交替并有間隔互相分開；其中一部分為透明導(dǎo)電薄膜5和電極的疊層結(jié)構(gòu)，另一部分由內(nèi)到外依次為本征非晶或微晶硅層2、ρ型非晶或微晶硅層4、透明導(dǎo)電薄膜5和電極的疊層結(jié)構(gòu)。本征非晶或微晶硅層2，P型非晶或微晶硅4，透明導(dǎo)電薄膜5，η+型晶硅層7，減反射層8的厚度分別優(yōu)選為IOnm, 12nm, 15nm, 200nm, 80nm。n+型晶硅層7沉積的薄膜分為兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間的間隔為距離為40 μ m。N型硅襯底I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I進(jìn)行P離子雙面擴(kuò)散；(2)在受光面沉積減反射層8 ；(3)在背光面通過化學(xué)氣相沉積在η+型晶硅層7上依次沉積本征非晶或微晶硅層2和P型非晶或微晶娃層4 ；(4)以相同間隔清除本征非晶或微晶硅層2和P型非晶或微晶硅層4疊層結(jié)構(gòu)；(5)在背光面進(jìn)行透明導(dǎo)電薄膜5制備；(6)在背光面進(jìn)行鐳射切割，切除本征非晶或微晶硅層2和P型非晶或微晶硅層4疊層結(jié)構(gòu)與η+型晶硅層7連接部分的透明導(dǎo)電薄膜5 ；(7)在背光面進(jìn)行金屬電極6制備，在背光面η+型晶硅層7沉積的薄膜形成兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間相互交替并有間隔互相分開；其中一部分為透明導(dǎo)電薄膜5和電極的疊層結(jié)構(gòu)，另一部分由內(nèi)到外依次為本征非晶或微晶硅層2、ρ型非晶或微晶硅層4、透明導(dǎo)電薄膜5和電極的疊層結(jié)構(gòu)。清除本征非晶或微晶硅層2和P型非晶或微晶硅層4疊層結(jié)構(gòu)的方法為:a在需要清除的疊層部分之外絲網(wǎng)印刷一層保護(hù)層，b化學(xué)腐蝕去除未受保護(hù)部分的疊層結(jié)構(gòu)，c去除保護(hù)層。受光區(qū)的金屬電極6的制備可以采用絲網(wǎng)印刷印制銀漿。在不影響太陽電池結(jié)構(gòu)的情況下，制備步驟除了步驟(I)外可以做一定的調(diào)整，例如先把受光面結(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。采用本實(shí)用新型技術(shù)方案做出的太陽能電池效率為23.25%，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N型硅襯底背接觸型式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，N型硅襯底受光面由內(nèi)到外依次為η+型晶硅層、減反射層的疊層結(jié)構(gòu)；Ν型硅襯底背光面最內(nèi)層為η+型晶硅層，在背光面η+型晶硅層沉積的薄膜分為兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間相互交替并有間隔互相分開；其中一部分為透明導(dǎo)電薄膜和電極的疊層結(jié)構(gòu)，另一部分由內(nèi)到外依次為本征非晶或微晶硅層、P型非晶或微晶硅層、透明導(dǎo)電薄膜和電極的疊層結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述N型硅襯底背接觸型式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，本征非晶或微晶硅層，P型非晶或微晶硅層，透明導(dǎo)電薄膜，η+型晶硅層和減反射層的厚度范圍為 I 5000nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述N型硅襯底背接觸型式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，本征非晶或微晶硅層，P型非晶或微晶硅，透明導(dǎo)電薄膜，η+型晶硅層，減反射層的厚度分別為IOnm,12nm,15nm,200nm,80nmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述N型硅襯底背接觸型式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，η+型晶硅層沉積的薄膜分為兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間的間隔距離為0.0Γ10000 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述N型硅襯底背接觸型式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)，其特征在于，η+型晶硅層沉積 的薄膜分為兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間的間隔為距離40 μ m。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種N型硅襯底背接觸型式HIT太陽電池結(jié)構(gòu)，N型硅襯底受光面由內(nèi)到外依次為n+型晶硅層、減反射層的疊層結(jié)構(gòu)；N型硅襯底背光面最內(nèi)層為n+型晶硅層，在背光面n+型晶硅層沉積的薄膜分為兩種結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)之間相互交替并有間隔互相分開；其中一部分為透明導(dǎo)電薄膜和電極的疊層結(jié)構(gòu)，另一部分由內(nèi)到外依次為本征非晶或微晶硅層、p型非晶或微晶硅層、透明導(dǎo)電薄膜和電極的疊層結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型相對(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)H01L31/0224GK203055964SQ201220643649
公開日2013年7月10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