一種p型硅襯底背面接觸式太陽電池的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結構。P型硅襯底受光面設置有一層以上減反射層的疊層結構；P型硅襯底背光面為相互交替的P型層部分與N型層部分，P型層部分依次為P型硅襯底、減反射層，以及穿透減反射層與P型硅襯底接觸的電極；N型層部分依次為P型硅襯底、N型晶硅層、減反射層，以及穿透減反射層與N型晶硅層連接的電極。本實用新型可以兼容傳統晶硅生產線，可以經過升級改造實現背接觸太陽電池的生產，相對于傳統晶硅太陽電池，避免常規太陽電池正面電極遮光的問題，降低金屬電極的使用量，提高了太陽電池的效率；并且相對于傳統HIT電池、IBC太陽電池，不但制備工藝簡單，設備成本也很低。
【專利說明】一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及太陽能電池【技術領域】，具體涉及一種P型硅襯底背面接觸式太陽 電池結構。
【背景技術】
[0002] 傳統太陽能電池采用P型晶體硅片進行同質結摻雜的方法制備，電極分別處于太 陽電池的兩側，這樣太陽電池受光面因為受到電極的遮擋損失一部分太陽光。一些研究機 構就采用全部或部分地把太陽電池正面電極轉移到背面來提高效率，例如MWT，IBC太陽電 池等。
[0003] MWT太陽電池是通過激光打洞的方法把太陽電池正面細柵收集的電流導通到電池 的背面，這樣減少了正面主柵的遮擋，可以顯著降低太陽電池電極的遮擋，這種太陽電池的 效率相對于傳統太陽電池可以提高效率0. 3-0. 5%。但是該技術被國外一些研究機構壟斷， 技術轉移和設備投入都很高，所以該技術只有少數一些公司使用，但是產量有限。
[0004] IBC太陽電池是sunpower研發并生產的太陽電池技術，效率可以達到22%以上。 電池選用η型襯底材料，前后表面均覆蓋一層熱氧化膜，以降低表面復合。利用光刻技術， 在電池背面分別進行磷、硼局部擴散，形成有指狀交叉排列的Ρ區、Ν區，以及位于其上方的 Ρ+區、Ν+區。該結構太陽電池的工藝復雜，多次用了研磨腐蝕技術，工藝步驟在30步以上， 比較繁瑣。
【發明內容】
[0005] 本實用新型的目的就是針對上述存在的缺陷而提供的一種Ρ型硅襯底背面接觸 式太陽電池結構，本實用新型可以兼容傳統晶硅生產線，可以經過升級改造實現背接觸太 陽電池的生產，相對于傳統晶硅太陽電池，避免常規太陽電池正面電極遮光的問題，降低金 屬電極的使用量，提高了太陽電池的效率；并且相對于傳統HIT電池、IBC太陽電池，不但制 備工藝簡單，設備成本也很低。
[0006] 本實用新型的一種P型娃襯底背面接觸式太陽電池結構，技術方案為，一種P型娃 襯底背面接觸式太陽電池結構，P型硅襯底受光面設置有一層以上減反射層的疊層結構；P 型硅襯底背光面為相互交替的P型層部分與N型層部分，P型層部分依次為P型硅襯底、減 反射層，以及穿透減反射層與P型硅襯底接觸的電極；N型層部分依次為P型硅襯底、N型晶 硅層、減反射層，以及穿透減反射層與N型晶硅層連接的電極。
[0007] N型晶硅層、受光面或背光面的減反射層的厚度為l_5000nm。
[0008] 優選的，N型晶硅層厚度為0. 2um，受光面的減反射層厚度為80nm，背光面的減反 射層厚度為120nm。
[0009] 受光面或背光面的減反射層為SiOx，A1203, SiNx中的一種或幾種的疊層結構；
[0010] 優選的，受光面的減反射層為SiOx/ SiNx的疊層結構，背光面的減反射層為A1203/ SiNx的疊層結構。 toon] 所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結構的制備，包括以下三種方法：
[0012] 方法一，依次包括以下步驟：
[0013] ( 1)在制絨后的P型硅襯底受光面沉積減反射層；
[0014] (2)背光面進行P型摻雜形成N型晶硅層；
[0015] (3)用掩膜版遮擋進行部分背面擴散層的蝕刻去除，使得N型晶硅層與P型硅襯底 相互交替分布；
[0016] (4)在背光面進行減反射膜沉積；
[0017] (5)電極制備及燒結。
[0018] 方法二，依次包括以下步驟：
[0019] ( 1)在制絨后的硅襯底背光面進行P型摻雜形成N型晶硅層；
[0020] (2)用掩膜版遮擋進行部分背面擴散層的蝕刻去除，使得N型晶硅層與P型硅襯底 相互交替分布；
[0021] (3)在受光面和背光面分別進行減反射膜沉積；
[0022] (4)電極制備及燒結。
[0023] 方法一和方法二中，掩膜版遮擋部分背光擴散層的蝕刻去除方法為： ?在需要蝕刻去除的N型晶硅層部分之外絲網印刷一層保護層，f化學腐蝕去除未受保 護部分，直去除保護層，④去除受保護層保護部分的氧化硅層；P型摻雜的方法為高溫擴散 摻雜或離子注入。
[0024] 方法三，依次包括以下步驟：
[0025] ( 1)在制絨后的硅襯底背光面進行局部P型摻雜形成N型晶硅層，使得N型晶硅層 與P型硅襯底相互交替分布；
[0026] (2)在受光面和背光面分別進行減反射膜沉積；
[0027] (3)電極制備及燒結。
[0028] P型摻雜的方法為高溫擴散摻雜或離子注入。
[0029] P型摻雜采用掩膜遮擋離子注入的方法。
[0030] 本實用新型的一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結構有益效果為，該實用新型 結構簡單，制備過程簡單，整體結構降低了金屬電極的使用量，而且避免了常規太陽電池正 面電極遮光的問題，提高了太陽電池的效率。
[0031] 采用實用新型工藝三的方法，已經做出效率為22. 5%的太陽電池，該太陽電池制 備方法相對于傳統太陽電池，效率得到大幅度提高，經過產線的升級，生產成本也得到大幅 降低，其主要參數如表1所示，
[0032] 表 1 |Tci2： 22. 5;；l〇. 64QV 145εΛ 12. 90s 〇 1500 Ω 10. 007Λ Γ
【專利附圖】
【附圖說明】 [0034] ：
[0035] 圖1所示為本實用新型的Ρ型硅襯底背面接觸式太陽電池結構示意圖；
[0036] 圖2所示為本實用新型實施例1的制備方法流程圖。
[0037] 圖3所示為本實用新型實施例2的制備方法流程圖。
[0038] 圖4所示為本實用新型實施例3的制備方法流程圖。
[0039] 圖中，1. P型硅襯底；2.正面減反射層；3. N型晶硅層；4.背面減反射層；5.電極。
【具體實施方式】 [0040] ：
[0041] 為了更好地理解本實用新型，下面結合附圖來詳細說明本實用新型的技術方案， 但是本實用新型并不局限于此。
[0042] 實施例1
[0043] 一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結構，P型硅襯底1受光面設置有正面減反 射層2的疊層結構；P型硅襯底1背光面為相互交替的P型層部分與N型層部分，P型層部 分依次為P型硅襯底1、背面減反射層4,以及穿透背面減反射層4與P型硅襯底1接觸的 電極5 ;P型層部分依次為P型硅襯底1、N型晶硅層3、背面減反射層4,以及穿透背面減反 射層4與N型晶硅層3連接的電極5。
[0044] N型晶硅層3厚度為0· 2um，正面減反射層2厚度為80nm，背面減反射層4厚度為 120nm〇
[0045] 正面減反射層2為SiOx/ SiNx的疊層結構，背面減反射層4為Al203/SiNx的疊層結 構；
[0046] 其制備方法為：
[0047] (1)在制絨后的P型硅襯底1受光面沉積正面減反射層2 ;
[0048] (2)背光面進行P型摻雜形成N型晶硅層3 ;
[0049] (3)用掩膜版遮擋進行部分背面擴散層的蝕刻去除，使得N型晶硅層2與P型硅襯 底1相互交替分布；
[0050] (4)在背光面進行減反射膜沉積；
[0051] (5 )電極5制備及燒結。
[0052] 掩膜版遮擋部分背光擴散層3的蝕刻去除方法為：①在需要清除的N型晶硅層 3之外絲網印刷一層保護層，f化學腐蝕去除未受保護部分3, 1去除保護層，④去除受保 護層保護部分的氧化硅層。
[0053] 采用本實例做出效率為20. 2%的太陽電池，如表2所示：
[0054] 表 2
[0055] ______編魅__________________-二_____-_____^_____=________________________________________:______________芰魅 Ξ_____________________蠢工_________________________!_3_____-。 4cs^ 20. 20:：Ι0. 635V 140. 2?3Λ οιΜ3. 4ε〇 [243 Ω 10. 0：6Α
[0056] 由此可以看出該結構具有很強的應用前景。
[0057] 實施例2
[0058] -種Ρ型硅襯底背面接觸式太陽電池結構，Ρ型硅襯底1受光面設置有正面減反 射層2的疊層結構；Ρ型硅襯底1背光面為相互交替的Ρ型層部分與Ν型層部分，Ρ型層部 分依次為Ρ型硅襯底1、背面減反射層4,以及穿透背面減反射層4與Ρ型硅襯底1接觸的 電極5 ;Ρ型層部分依次為Ρ型硅襯底1、Ν型晶硅層3、背面減反射層4,以及穿透背面減反 射層4與Ν型晶硅層3連接的電極5。
[0059] Ν型晶硅層3厚度為0· 2um，正面減反射層2厚度為80nm，背面減反射層4厚度為 120nm〇
[0060] 正面減反射層2為SiOx/ SiNx的疊層結構，背面減反射層4為Al203/SiNx的疊層結構；
[0061] 其制備方法為：
[0062] (1)在制絨后的硅襯底1背光面進行P型摻雜形成N型晶硅層3 ;
[0063] (2)用掩膜版遮擋進行部分背面擴散層的蝕刻去除，使得N型晶硅層3與P型硅襯 底1相互交替分布；
[0064] (3)在受光面和背光面分別進行減反射膜沉積；
[0065] (4)電極5制備及燒結。
[0066] 掩膜版遮擋部分背光擴散層3的蝕刻去除方法為：1：在需要清除的N型晶硅層3 之外絲網印刷一層保護層，化學腐蝕去除未受保護部分3/|去除保護層，④去除受保護層 保護部分的氧化硅層。
[0067] 采用本實用新型的結構，已經做出效率為21. 25%的太陽電池，該太陽電池制備方 法相對于傳統太陽電池，效率得到大幅度提高，經過產線的升級，生產成本也得到大幅降 低，其主要參數如表3所示：
[0068] 表 3 「 ? rsfiiwin~~|=菸電玉 路電泛~~
[0069] -：----：----。 4cS 2：. 25;：1〇· 64：v U：. 5aA cc 12. 75πΩ |：36Ω l〇, 006Λ
[0070] 實施例3
[0071] 一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結構，P型硅襯底1受光面設置有正面減反 射層2的疊層結構；P型硅襯底1背光面為相互交替的P型層部分與N型層部分，P型層部 分依次為P型硅襯底1、背面減反射層4,以及穿透背面減反射層4與P型硅襯底1接觸的 電極5 ;P型層部分依次為P型硅襯底1、N型晶硅層3、背面減反射層4,以及穿透背面減反 射層4與N型晶硅層3連接的電極5。
[0072] N型晶硅層3厚度為0· 2um，正面減反射層2厚度為80nm，背面減反射層4厚度為 120nm〇
[0073] 正面減反射層2為SiOx/ SiNx的疊層結構，背面減反射層4為Al203/SiNx的疊層結構；
[0074] 其制備方法為：
[0075] (1)在制絨后的硅襯底1背光面進行局部P型摻雜形成N型晶硅層3,使得N型晶 硅層3與P型硅襯底1相互交替分布；
[0076] (2)在受光面和背光面分別進行減反射膜沉積；
[0077] ( 3 )電極5制備及燒結。
[0078] P型摻雜采用掩膜遮擋離子注入的方法。
[0079] 采用本實用新型的結構，已經做出效率為22. 5%的太陽電池，該太陽電池制備方 法相對于傳統太陽電池，效率得到大幅度提高，經過產線的升級，生產成本也得到大幅降 低，其主要參數如表4所示：
[0080] 表 4 _] 1-- |sg^g；E |；i-a^ 。 4cn__22, ο'-：- 0. 6-JQV 45mA erf 2. 9Os Q 500 Q Ο, 007A
【權利要求】
1. 一種P型娃襯底背面接觸式太陽電池結構，其特征在于，P型娃襯底受光面設置有一 層以上減反射層的疊層結構；P型硅襯底背光面為相互交替的P型層部分與N型層部分，P 型層部分依次為P型硅襯底、減反射層，以及穿透減反射層與P型硅襯底接觸的電極；N型 層部分依次為P型硅襯底、N型晶硅層、減反射層，以及穿透減反射層與N型晶硅層連接的 電極。
2. 根據權利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結構，其特征在于，N型晶 娃層、受光面或背光面的減反射層的厚度為l -5000nm。
3. 根據權利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結構，其特征在于，N型晶 娃層厚度為〇· 2um。
4. 根據權利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結構，其特征在于，受光 面的減反射層厚度為80nm。
5. 根據權利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結構，其特征在于，背光 面的減反射層厚度為120nm。
6. 根據權利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結構，其特征在于，受光 面或背光面的減反射層為SiOx，A1 203, SiNx中的一種或幾種的疊層結構。
7. 根據權利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結構，其特征在于，受光 面的減反射層為SiOx/ SiNx的一層以上疊層結構。
8. 根據權利要求1所述一種P型硅襯底背面接觸式太陽電池結構，其特征在于，背光 面的減反射層為Al20 3/SiNx的一層以上疊層結構。
【文檔編號】H01L31/18GK203910813SQ201420217512
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月30日 優先權日:2014年4月30日
【發明者】賈河順, 姜言森, 方亮, 劉興村, 任現坤, 張春艷, 馬繼磊 申請人:山東力諾太陽能電力股份有限公司