本發(fā)明涉及太陽能電池
技術領域：
，具體涉及一種背接觸異質結太陽能電池及其制作方法。
背景技術：
：太陽能資源取之不盡，用之不竭，光伏電池將太陽能轉化為電能輸出，是一種綠色能源技術。目前，以晶體硅為太陽能吸收主體的晶硅太陽能光伏電池，由于具有高轉換效率和低制造成本的優(yōu)勢，在光伏市場上占主導地位。背接觸異質結(interdigitatedbackcontactheterojunction)單晶硅太陽能光伏電池，簡稱ibh電池，是晶體硅光伏電池的一種。ibh電池結合了背接觸和異質結兩種技術，能量轉換效率遠高于其他普通晶硅電池。ibh電池通常以n型單晶硅為襯底，單晶硅襯底1’正面通常有第二鈍化層5’和減反層6’，襯底背面在第一鈍化層2’上形成叉指狀交叉排列的p型和n型非晶硅(即載流子收集層)，然后在p型和n型非晶硅上形成金屬柵線電極4’，請參照圖1。一般采用光刻技術和掩膜鍍膜技術來獲得襯底背面叉指狀排列的載流子收集層，無論是光刻還是掩膜鍍膜，都是設法將不需要鍍膜的區(qū)域蓋住，只在需要鍍膜的區(qū)域形成鍍膜，缺點在于需要兩次定位，而且兩次定位之間需要嚴格的匹配，否則會造成p型和n型非晶硅的排列混亂，造成電池效率降低。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的主要目的是提供一種背接觸異質結太陽能電池及其制作方法，旨在解決現(xiàn)有技術中難以獲得排列良好的載流子收集層的缺陷。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的背接觸異質結太陽能電池包括單晶硅襯底，所述單晶硅襯底背面上依次設置有第一鈍化層和載流子收集層，所述載流子收集層包括設置在所述第一鈍化層上的第一層和設置在所述第一層上的第二層；所述第一層由n型非晶硅和p型非晶硅間隔設置形成；所述第二層為設置在所述第一層的n型非晶硅上的p型非晶硅，或者所述第二層為設置在所述第一層的p型非晶硅上的n型非晶硅。優(yōu)選地，所述第一層上的n型非晶硅和p型非晶硅之間沒有間隙。優(yōu)選地，所述第一層和所述第二層之間設置有導電薄膜。優(yōu)選地，所述n型非晶硅和所述p型非晶硅的厚度為5-500nm。優(yōu)選地，還包括設置在所述載流子收集層上的金屬柵線電極，且所述金屬柵線電極形成在與所述第二層半導體類型一致的非晶硅上，形成物理上的正負極，從而引出光伏效應產生的電流。優(yōu)選地，還包括設置在所述單晶硅襯底正面上的第二鈍化層和設置在所述第二鈍化層上的減反層。優(yōu)選地，所述減反層為氮化硅或透明導電氧化物薄膜。優(yōu)選地，所述單晶硅襯底的厚度小于300μm。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種背接觸異質結太陽能電池的制作方法，所述制作方法包括：步驟一、在單晶硅襯底背面上設置第一鈍化層；步驟二、在所述第一鈍化層上放置掩膜后，向所述鈍化層鍍第一層載流子收集層，所述第一層載流子收集層為n型或p型非晶硅；步驟三、拿開掩膜，向所述第一鈍化層鍍與步驟二中非晶硅的半導體類型不同的非晶硅。優(yōu)選地，在所述步驟三之前還包括：步驟四，保持所述掩膜的位置不變，向所述n型或p型非晶硅鍍導電薄膜。本發(fā)明的技術方案中，在已經形成的p型或n型非晶硅圖案上，全表面覆蓋一層n型或p型非晶硅。采用這種電池結構，只需要做一次圖案形成，省略了第二次的非晶硅圖案形成，不存在兩次圖案之間的定位問題，極大簡化了生產工藝，有利于背接觸異質結電池的量產，比如，在襯底背面上使用掩膜形成n型非晶硅圖案之后，不使用掩膜直接在其上形成p型非晶硅，克服了p型非晶硅掩膜制作困難這一問題，有利于采用最佳的ibh電池結構設計，獲得最佳的電池性能。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結構獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術中背接觸異質結太陽能電池的結構示意圖；圖2為本發(fā)明背接觸異質結太陽能電池一實施例的結構示意圖；圖3為本發(fā)明背接觸異質結太陽能電池的制作方法第一實施例的流程示意圖；圖4為本發(fā)明背接觸異質結太陽能電池的制作方法第二實施例的流程示意圖。其中，附圖1中的標號說明：標號名稱標號名稱1’單晶硅襯底5’第二鈍化層2’第一鈍化層6’減反層4’金屬柵線電極附圖2中的標號說明：標號名稱標號名稱1單晶硅襯底4金屬柵線電極2第一鈍化層5第二鈍化層31第一層6減反層32第二層本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。具體實施方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。需要說明，本發(fā)明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關系、運動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變。另外，在本發(fā)明中如涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“連接”、“固定”等應做廣義理解，例如，“固定”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。另外，本發(fā)明各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現(xiàn)為基礎，當技術方案的結合出現(xiàn)相互矛盾或無法實現(xiàn)時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護范圍之內。本發(fā)明提出一種背接觸異質結太陽能電池及其制作方法。請參照圖2，在本發(fā)明一實施例中，該背接觸異質結太陽能電池包括單晶硅襯底1，單晶硅襯底1背面上依次設置有第一鈍化層2和載流子收集層，載流子收集層包括設置在第一鈍化層2上的第一層31和設置在第一層31上的第二層32；第一層31由n型非晶硅和p型非晶硅間隔設置形成；第二層32為設置在第一層31的n型非晶硅上的p型非晶硅，或者第二層32為設置在第一層31的p型非晶硅上的n型非晶硅?，F(xiàn)有技術中，光刻技術由于生產效率低，不適用于量產應用；掩膜鍍膜技術路線相對成本較低，難點是掩膜的制作和掩膜的定位，因為需要兩次p型和n型非晶硅之間互相定位，生產控制上較難以實現(xiàn)。另外，最佳的ibh電池結構要求n型非晶硅的寬度小于0.5毫米，這樣在制作p型非晶硅掩膜時就要求掩膜遮擋的寬度只有不到0.5毫米，這樣細的掩膜很難保證不變形，因此，在實際掩膜鍍膜制作ibh電池時，由于掩膜尺寸的限制，很難做到最佳ibh電池的結構設計。本發(fā)明的技術方案中，在已經形成的p型或n型非晶硅圖案上，全表面覆蓋一層n型或p型非晶硅。采用這種電池結構，只需要做一次圖案形成，省略了第二次的非晶硅圖案形成，不存在兩次圖案之間的定位問題，極大簡化了生產工藝，有利于背接觸異質結電池的量產，比如，在襯底背面上使用掩膜形成n型非晶硅圖案之后，不使用掩膜直接在其上形成p型非晶硅，克服了p型非晶硅掩膜制作困難這一問題，有利于采用最佳的ibh電池結構設計，獲得最佳的電池性能。請再次參照圖2，第一層31上的n型非晶硅和p型非晶硅之間沒有間隙。當載流子收集層與第一鈍化層2的接觸面積增大時，可以提高載流子的收集。作為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，第一層31和第二層32之間設置有導電薄膜。請再次參照圖2，因為第一層31上p型非晶硅收集的載流子需經第二層32上n型非晶硅后由金屬柵線電極4引出，而第一層31和第二層32之間形成有反向p-n結，所以本發(fā)明提出的ibh電池的串聯(lián)電阻會略微增加。本實施例通過在p型和n型非晶硅之間加一層高電導率的材料提高垂直電導率，以減小反向p-n結的影響。導電薄膜可以為氧化物透明導電薄膜(比如ito、azo)或者金屬薄膜(鋁或者銀)，可以采用熱蒸發(fā)、磁控濺射等方法鍍在第一層31上。進一步地，n型非晶硅和p型非晶硅的厚度為5-500nm。太厚的載流子收集層會增加電池的串聯(lián)電阻，但是太薄的載流子收集層起不到收集載流子的作用。進一步地，背接觸異質結太陽能電池還包括設置在載流子收集層上的金屬柵線電極4，且金屬柵線電極4形成在與第二層32半導體類型一致的非晶硅上。在載流子收集層上制備金屬柵線電極4，形成物理上的正負極，從而引出光伏效應產生的電流。進一步地，背接觸異質結太陽能電池還包括設置在單晶硅襯底1正面上的第二鈍化層5和設置在第二鈍化層5上的減反層6。鈍化工藝可以有效地減少表面缺陷態(tài)，減弱光生載流子在某些區(qū)域的復合，從而提高少子壽命，因此本實施例中在單晶硅襯底1的背面設置有第一鈍化層2，在正面設置有第二鈍化層5。一般在異質結單晶硅太陽能電池中，采用本征非晶硅進行單晶硅表面的鈍化，本征非晶硅由于具有很低的缺陷態(tài)密度，可以有效降低硅片表面的載流子復合速率，從而提高少子壽命。硅片正面也可采用熱氧鈍化、原子氫鈍化，或利用磷、硼、鋁的表面擴散進行鈍化。熱氧鈍化是在襯底的正面形成氧化硅膜，可以有效地阻止載流子在表面處的復合。原子氫鈍化是因為硅的表面有大量的懸掛鍵，這些懸掛鍵是載流子的有效復合中心，而原子氫可以中和懸掛鍵，所以減弱了復合。減反層6即減反射膜，為具有一定折射率的膜，可以使入射光產生的各級反射相互間進行干涉從而完全抵消。優(yōu)選地，減反層6為氮化硅或透明導電氧化物薄膜。一般可以采用tio2、sio2、sno2、zns、mgf2單層或雙層減反射膜。在制好絨面的電池表面上蒸鍍減反射膜后可以使反射率降至2％左右。當然，也可以將平整的硅片表面織構化，在正面實現(xiàn)一定形狀的幾何結構來降低反射率，硅片表面織構化的方法有多種，如機械刻槽、化學腐蝕和等離子體刻蝕等。優(yōu)選地，單晶硅襯底1的厚度小于300μm。減小單晶硅襯底1的厚度，能有效減小載流子復合速率從而獲得更高的開路電壓，也能降低電池的成本。但是由于晶體硅對入射光的吸收系數(shù)較低，減小硅片厚度后，硅片對太陽光的吸收會變小，從而造成電池短路電流的減小，因此需要選擇合適的單晶硅襯底1厚度。請參照圖3，為本發(fā)明背接觸異質結太陽能電池的制作方法的第一實施例，該制作方法包括：步驟s1、在單晶硅襯底背面上設置第一鈍化層；步驟s2、在第一鈍化層上放置掩膜后，向鈍化層鍍第一層載流子收集層，第一層載流子收集層為n型或p型非晶硅；步驟s3、拿開掩膜，向第一鈍化層鍍與步驟s2中非晶硅的半導體類型不同的非晶硅。本發(fā)明的技術方案中，在制備載流子收集層時，只需要做一次圖案形成，省略了第二次的非晶硅圖案形成，不存在兩次圖案之間的定位問題，極大簡化了生產工藝，有利于背接觸異質結電池的量產，比如，在襯底背面上使用掩膜形成n型非晶硅圖案之后，不使用掩膜直接在其上形成p型非晶硅，克服了p型非晶硅掩膜制作困難這一問題，有利于采用最佳的ibh電池結構設計，獲得最佳的電池性能。另外，由于不需要兩次定位，消除了制作和使用小尺寸p型非晶硅掩膜的難度，可以減小p型非晶硅的尺寸，進而提高電池的性能。請參照圖4，為本發(fā)明背接觸異質結太陽能電池的制作方法第二實施例的流程示意圖，基于上述第一實施例，在步驟s3之前還包括：步驟s4，保持掩膜的位置不變，向n型或p型非晶硅鍍導電薄膜。具體地，在單晶硅襯底背面鍍上第一鈍化層后，在第一鈍化層上放置掩膜，然后依次向上鍍第一層載流子收集層和導電薄膜，最后拿開掩膜，向單晶硅襯底背面鍍第二層載流子收集層，并在載流子收集層上設置金屬柵線電極，金屬柵線電極具體是形成在與第二層半導體類型一致的非晶硅上。通過在p型和n型非晶硅之間加一層高電導率的材料提高垂直電導率，可以消除反向p-n結的影響。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的構思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接/間接運用在其他相關的
技術領域：
均包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。當前第1頁12