本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有多層抗反射鍍膜(anti-reflection coating，ARC)的鈍化發(fā)射極背面電池(passivated emitter and rear cell，PERC)。

背景技術(shù)：

太陽(yáng)能電池是通過入射光線照射半導(dǎo)體基板，在其PN接面處產(chǎn)生電子空穴對(duì)，在電子空穴對(duì)再結(jié)合之前，分別經(jīng)由電池正面(或受光面)及背面電極收集，如此產(chǎn)生光電流。

已知鈍化發(fā)射極背面電池(PERC)是利用形成在太陽(yáng)能電池背面的鈍化層(通常是薄氧化鋁層)來降低電子-空穴對(duì)的再結(jié)合(recombination)，并且可配合抗反射鍍膜(ARC)將光線反射回太陽(yáng)能電池中，以提升電池效率。

目前所述技術(shù)領(lǐng)域仍需要一種改良的抗反射鍍膜結(jié)構(gòu)，配合形成在太陽(yáng)能電池背面的鈍化層(passivation layer)，應(yīng)用于鈍化發(fā)射極背面電池，進(jìn)一步產(chǎn)生更高的電池效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種太陽(yáng)能電池，包含有一半導(dǎo)體基板，具有一第一表面以及一第二表面；一摻雜發(fā)射極層，位于所述第一表面上；至少一正面抗反射鍍膜，設(shè)置于所述第一表面上；一正面電極，設(shè)置于所述抗反射層上，并穿透所述抗反射層與所述摻雜發(fā)射極層接觸；一鈍化層，設(shè)置于所述第二表面；一第一背面抗反射鍍膜，設(shè)置于所述鈍化層上；一第二背面抗反射鍍膜，設(shè)置于所述第一背面抗反射鍍膜上；一第三背面抗反射鍍膜，設(shè)置于所述第二背面抗反射鍍膜上；以及一背面電極，設(shè)置于所述第三背面抗反射鍍膜上，其中所述第一背面抗反射鍍膜的折射率小于2.1，而所述第二 背面抗反射鍍膜的折射率大于或等于2.1，且所述第二背面抗反射鍍膜的折射率大于所述第三背面抗反射鍍膜的折射率。

為讓本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特列舉較佳實(shí)施方式，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。然而如下的較佳實(shí)施方式與圖式僅供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。

附圖說明

圖1是依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所繪示的太陽(yáng)能電池橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明太陽(yáng)能電池的背面電極一實(shí)施例。

圖3是本發(fā)明太陽(yáng)能電池的背面電極另一實(shí)施例。

圖4是本發(fā)明太陽(yáng)能電池的背面電極另一實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

請(qǐng)參閱圖1，其為依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所繪示的太陽(yáng)能電池橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明太陽(yáng)能電池1包含一半導(dǎo)體基板100，半導(dǎo)體基板100具有一第一表面100a以及一相對(duì)于第一表面100a的第二表面100b。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述半導(dǎo)體基板100可以是N型或P型的單結(jié)晶硅基板或多結(jié)晶硅基板，但不限于此。第一表面100a以及一第二表面100b上可具有表面粗糙化處理后形成的凹凸結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述第一表面100a上可另包含一N型或P型摻雜發(fā)射極層(emitter layer)22、一氧化層23，例如二氧化硅，以及至少一層正面抗反射鍍膜24。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，摻雜發(fā)射極層22與半導(dǎo)體基板100的電性相反。例如，所述半導(dǎo)體基板100是P型單結(jié)晶硅基板，摻雜發(fā)射極層22則為N型。摻雜發(fā)射極層22可以是一般摻雜發(fā)射極層或選擇性摻雜發(fā)射極層(selective emitter layer)。氧化層23的厚度介于5至10納米(nm)，優(yōu)選為7納米，可以提高單結(jié)晶硅基板表面鈍化，減少電位誘發(fā)衰減(Potential Induced Degradation，PID)。在其他實(shí)施例中，半導(dǎo)體基板100為多結(jié)晶硅基板時(shí)，摻雜發(fā)射極層22可以不設(shè)置一氧化層23。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述正面抗 反射鍍膜24可以包含氮化硅，但不限于此。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述第一表面100a上可另包含至少一正面電極30，例如，通過網(wǎng)版印刷(screen printing)方式，將導(dǎo)電材料設(shè)置于太陽(yáng)能電池1的第一表面100a上，再經(jīng)燒結(jié)而形成正面電極30。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述正面電極30經(jīng)燒結(jié)后，可穿透正面抗反射鍍膜24，而與摻雜發(fā)射極層22接觸，在其他實(shí)施例中，正面抗反射鍍膜24為一種圖案化的抗反射鍍膜，導(dǎo)電材料可通過正面抗反射鍍膜24的圖案而與摻雜發(fā)射極層22接觸，再經(jīng)燒結(jié)而形成正面電極30，前述正面抗反射鍍膜24的圖案是指一穿透正面抗反射鍍膜24的開口。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，所述第二表面100b上包含一背面電極40以及一背面接觸電極44。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，背面電極40包含鋁金屬，背面接觸電極44包含銀、鋁或其他導(dǎo)電金屬，但不限于此。在背面電極40與半導(dǎo)體基板100之間設(shè)有一鈍化層52，例如氧化鋁(AlOx)層，厚度介于1至20納米(nm)，折射率(n)介于1.6至1.7之間。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，鈍化層52包含有至少一第一開口以暴露出部分的所述第二表面100b，而所述含鋁金屬的背面電極40延伸至第一開口內(nèi)，并于第一開口內(nèi)形成鋁硅合金層42，在鋁硅合金層42與半導(dǎo)體基板100的交界處形成一區(qū)域背向表面電場(chǎng)(local back surface field，local BSF)43，前述第一開口可以是連續(xù)線狀開口、虛線狀開口或點(diǎn)狀開口，但不限于此。

本發(fā)明的主要技術(shù)特征在于背面電極40與鈍化層52之間的多層抗反射鍍膜結(jié)構(gòu)60。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，多層抗反射鍍膜結(jié)構(gòu)60包括一第一背面抗反射鍍膜61、一第二背面抗反射鍍膜62以及一第三背面抗反射鍍膜63，其中第一背面抗反射鍍膜61是直接形成在鈍化層52上，并與鈍化層52直接接觸，第二背面抗反射鍍膜62直接形成在第一背面抗反射鍍膜61上，并與第一背面抗反射鍍膜61直接接觸，而第三背面抗反射鍍膜63直接形成在第二背面抗反射鍍膜62上，并與第二背面抗反射鍍膜62直接接觸。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，背面電極40直接形成在第三背面抗反射鍍膜63上，并與第三背面抗反射鍍膜63直接接觸。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，第一背面抗反射鍍膜61具有相對(duì)于前述第一開口的一第二開口，第二背面抗反射鍍膜62具有一相對(duì)于前述第二開口的一第三開 口。背面電極40是通過所述第一開口、第二開口、第三開口與第四開口而與半導(dǎo)體基板100接觸，并于第一開口內(nèi)形成鋁硅合金層42。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，第一背面抗反射鍍膜61的折射率小于第二背面抗反射鍍膜62的折射率。舉例來說，第一背面抗反射鍍膜61可以是厚度介于20至70納米的氮化硅(SiNx)層，折射率小于2.1，例如介于1.95至2.1之間，而第二背面抗反射鍍膜62可以是厚度介于5至10納米的氮化硅層，折射率大于或等于2.1，例如介于2.1至2.35之間。第三背面抗反射鍍膜63可以是厚度約45至145納米的氮化硅層，折射率須小于第二背面抗反射鍍膜62，例如折射率小于2.1，優(yōu)選為2.01。在前述多層抗反射鍍膜結(jié)構(gòu)60中，由于第二背面抗反射鍍膜62的折射率大于第三背面抗反射鍍膜63，因此部分由第一表面100a入射的光可在第二背面抗反射鍍膜62與第三背面抗反射鍍膜63的界面被反射，故可提高第一表面100a入射的光的利用率，同時(shí)為避免第二背面抗反射鍍膜62吸收過多的光導(dǎo)致光利用率下降，第二背面抗反射鍍膜62的厚度以介于5至10納米為佳，例如5納米﹑6納米﹑7納米﹑8納米﹑9納米或10納米，較佳為7納米。并且為了避免背面電極40穿透第三背面抗反射鍍膜63而使第一背面抗反射鍍膜61、第二背面抗反射鍍膜62或鈍化層52受損，第三背面抗反射鍍膜63的厚度至少為45納米，較佳為45至145納米之間，例如50納米﹑60納米﹑70納米﹑80納米﹑90納米﹑100納米﹑110納米﹑120納米﹑130納米或140納米。

根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例，第一背面抗反射鍍膜61可以是厚度介于20至70納米的氮氧化硅層，例如20納米﹑30納米﹑40納米﹑50納米﹑60納米或70納米，折射率小于2.1，例如介于1.5至1.9之間，優(yōu)選為1.7。第二背面抗反射鍍膜62可以是厚度約5納米的氮化硅層，折射率需大于或等于2.1，例如2.1至2.35，優(yōu)選為2.15。第三背面抗反射鍍膜63可以是厚度約45至145納米的氮化硅層，折射率須小于第二背面抗反射鍍膜62，例如折射率小于2.1，優(yōu)選為2.01。

請(qǐng)參閱圖2至圖4，其例示本發(fā)明太陽(yáng)能電池的背面電極。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，背面電極40可以全面覆蓋第二表面100b，如圖2所示。或者，背面電極40可以僅部分覆蓋第二表面100b，如圖3所示。在另一實(shí)施例中，太陽(yáng)能電池的背面電極40為多數(shù)條狀結(jié)構(gòu)并覆蓋于部分第二表面100b，允 許光線通過未被背面電極40或背面接觸電極44覆蓋的區(qū)域而進(jìn)入太陽(yáng)能電池，如圖4所示。

本發(fā)明通過背面電極40與鈍化層52之間的多層抗反射鍍膜結(jié)構(gòu)60，而能夠在太陽(yáng)能電池的背面達(dá)到更佳的反射效果，增加內(nèi)部光反射的結(jié)果，可以提升電池效率。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。