一種高效n型雙面太陽電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于太陽電池制造技術領域。，尤其是涉及一種高效N型雙面太陽電池。
【背景技術】
[0002]目前市場上大部分晶硅太陽電池使用的都是P型硅片，即在硅片中摻入硼的硅片。但近些年N型硅片制作的N型電池越來越受到關注，也被用于制作N型太陽電池。N型硅片是指硅片中摻入磷，由于N型硅片具有較長的少數載流子壽命，因此做成電池可以獲得更高的光電轉換效率，另外，N型電池對金屬污染的容忍度更強，具有更好的忍耐性能，穩定性強。N型硅片摻入磷，沒有硼-氧對，電池無硼氧對引起的光致衰減現象。就因為N型晶體硅的這些優點，使得N型硅片非常適合制作高效的太陽電池。但實際要實現N型高效電池的規模化生產并非易事。
[0003]想獲得高效的N型太陽電池，其工藝流程相對P型太陽電池要復雜很多，技術要求也更茍1刻。如日本松下(原Sanyo，目前已被松下收購)與美國SunPower公司已用η型材料生產高效太陽能電池及組件。SunPower正在制造全背接觸電池(叉指背接觸，IBC)，松下則正在制造所謂的HIT(具有薄本征層的異質結)電池。上述二種電池結構除了電池加工復雜外，還要求質量非常高的硅材料和表面鈍化，而且IBC電池要求背面上金屬觸點的高對準精度。盡管目前國內已有的N型單晶硅高效電池，具有結構簡單、具有雙面發電能力，光電轉換效率較高等特點，但為了獲得更好的背場鈍化效果，需要通過選擇性發射極技術來提高硅片表面鈍化性能，其基本原理和結構與選擇性發射極一樣，廣泛使用腐蝕漿料技術來制備選擇性背場，又或者為了獲得更好的填充因子，以期獲得更高的轉化效率，在正面印刷硼漿來獲得選擇性發射極。無論是正面還是背面，做雙面電池都存在印刷對位問題，對生產及工藝人員的要求比較高。而且，清洗腐蝕漿料的過程，會消耗大量的水，也會產生大量有害有毒的污染物。
[0004]中國專利CN203103335U公開了一種雙面受光太陽電池，采用P型硅片為硅襯底作為太陽電池的基區，硅襯底的前表面由內至外依次設有發射極、前鈍化及減反射層和前電極，硅襯底的背表面設有硼背場、背鈍化及減反射層和背電極。該專利為P型摻雜電池，與N型摻雜電池相比，摻雜類型不同，導致前表面發射極、前電極和背場、背鈍化、背電極所采用的工藝及成分完全不同，所獲得的電池轉化效率也不同。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種能夠確保獲得更好的電池開路電壓的高效N型雙面太陽電池。
[0006]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0007]一種高效N型雙面太陽電池，包括:
[0008]經選擇性腐蝕，具有織構化表面的N型電池基體，
[0009]在N型電池基體正面形成的P型摻雜區，
[0010]經濕法刻蝕在N型電池基體背面形成的拋光鈍化層，
[0011]拋光鈍化層頂部經磷摻雜工藝形成的N+背面鈍化層，
[0012]經氧化在正面P型摻雜區及N+背面鈍化層上形成的二氧化硅氧化層，
[0013]雙面的二氧化硅氧化層之上沉積的氮化硅減反膜，
[0014]印刷在N型電池基體正面及背面的金屬電極。
[0015]所述的N型電池基體為磷摻雜的N型硅片。
[0016]所述的正面P型摻雜區的方阻在30?130 Ω/口。
[0017]所述的拋光鈍化層反射率大于15%。
[0018]所述的N+背面鈍化層的方阻為20?90 Ω / 口，鈍化層厚度為0.3?0.8微米。
[0019]設置在正面的氮化硅減反膜厚度為50?lOOnm，折射率2.0?2.3。
[0020]設置在背面的氮化硅減反膜厚度為50?IlOnm折射率為1.9?2.2。
[0021]所述的金屬電極由主柵電極和副柵電極組成，其中主柵電極根數為O?5根，副柵電極根數為70?110根。
[0022]本實用新型雙面太陽電池所使用的是N型硅片，與現有技術相比，N型硅片具有更長的少數載流子壽命，并且太陽電池背面使用磷重摻雜，電池無翹曲，能加工更薄的硅襯底；印刷電極后，在磷背場作用下，將入射到太陽電池背面光產生的載流子收集，實現了雙面光電轉化效應。與現有P型雙面電池相比，本實用新型具有更好的弱光響應和高溫特性，在早晨和傍晚發出更多的電量。同時本實用新型比現有技術增加了拋光鈍化層和N+鈍化層，具有提高電池開路電壓的作用，從而進一步提高電池的轉換效率。
【附圖說明】
[0023]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0024]圖中，1-正面主柵電極、2-正面氮化硅膜、3-正面氧化層、4-P型摻雜區、5_N型電池基體、6-背面N+鈍化層、7-背面拋光鈍化層、8-背面氮化層、9-背面氮化硅膜、10-背面主柵電極。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0026]實施例
[0027]一種高效N型雙面太陽電池，其結構如圖1所示，包括:經選擇性腐蝕，具有織構化表面的N型電池基體9，可以是磷摻雜的N型硅片。經熱擴散或離子注入在N型電池基體9的正面形成的P型摻雜區4，方阻控制在30?130 Ω / 口。經濕法刻蝕在N型電池基體9的背面形成的拋光鈍化層，拋光鈍化層頂部經離子注入工藝形成的方阻為20?90 Ω / □的N+背面鈍化層，拋光鈍化層和N+背面鈍化層構成了 N型重摻區5。在P型摻雜區4和N型重摻區5上經過熱氧化分別形成正面氧化層3以及背面氧化層6，上述氧化層的主要成分均為二氧化硅，在氧化層上分別沉積有正面氮化硅膜2以及背面氮化硅膜8，其中，正面氮化硅膜2厚度為50?lOOnm，折射率2.0?2.3，背面氮化硅膜8厚度為50?IlOnm折射率為1.9?2.2。N型電池基體9的正面及背面均印刷有金屬電極，該金屬電極由主柵電極和副柵電極組成，其中主柵電極根數為O?5根，副柵電極根數為70?110根。在本實施例中，正面主柵電極I設有兩根，背面主柵電極7也設有兩根。
[0028]本實用新型具有拋光鈍化層和N+鈍化層，從而能夠確保獲得更好的電池開路電壓，且雙面印刷電極，可以雙面收集太陽光，實現雙面光電轉化效應，從而大幅增加發電量，也打破了單面電池單面受光而導致電池光電轉換效率的限制。
【主權項】
1.一種高效N型雙面太陽電池，其特征在于，該太陽電池包括: 經選擇性腐蝕，具有織構化表面的N型電池基體， 在N型電池基體正面形成的P型摻雜區， 經濕法刻蝕在N型電池基體背面形成的拋光鈍化層， 拋光鈍化層頂部經磷摻雜工藝形成的N+背面鈍化層， 經氧化在正面P型摻雜區及N+背面鈍化層上形成的二氧化硅氧化層， 雙面的二氧化硅氧化層之上沉積的氮化硅減反膜， 印刷在N型電池基體正面及背面的金屬電極。
2.根據權利要求1所述的一種高效N型雙面太陽電池，其特征在于，所述的N型電池基體為磷摻雜的N型硅片。
3.根據權利要求1所述的一種高效N型雙面太陽電池，其特征在于，所述的正面P型摻雜區的方阻在30?130 Ω / 口。
4.根據權利要求1所述的一種高效N型雙面太陽電池，其特征在于，所述的拋光鈍化層的反射率大于15%。
5.根據權利要求1所述的一種高效N型雙面太陽電池，其特征在于，所述的N+背面摻雜鈍化層的方阻為20?90 Ω / 口，厚度為0.3?0.8微米。
6.根據權利要求1所述的一種高效N型雙面太陽電池，其特征在于，沉積在正面的氮化硅減反膜厚度為50?lOOnm，折射率2.0?2.3。
7.根據權利要求1所述的一種高效N型雙面太陽電池，其特征在于，沉積在背面的氮化硅減反膜厚度為50?IlOnm折射率為1.9?2.2。
8.根據權利要求1所述的一種高效N型雙面太陽電池，其特征在于，所述的金屬電極由主柵電極和副柵電極組成，其中主柵電極根數為O?5根，副柵電極根數為70?110根。
【專利摘要】本實用新型涉及一種高效N型雙面太陽電池，包括：經選擇性腐蝕，具有織構化表面的N型電池基體，經熱擴散或離子注入在N型電池基體正面形成的正面P型摻雜區，經濕法刻蝕在N型電池基體背面形成的拋光鈍化層，拋光鈍化層頂都經磷摻雜工藝形成的N+背面鈍化層，經氧化工藝在正面P型摻雜區及N+背面鈍化層上分別形成二氧化硅氧化層，正背面二氧化硅氧化層之上都沉積氮化硅減反膜，印刷在N型電池基體正面及背面的金屬電極。本實用新型采用N型硅片為硅基體，并利用背面拋光鈍化層及N+背場鈍化層以使電池獲得更高的開路電壓。雙面印刷可以使電池在接受太陽光照射時，雙面都可以收集太陽光，實現雙面光電轉化效應，增加整體發電量，從而提高電池的光電轉換效率。
【IPC分類】H01L31-0288, H01L31-0216, H01L31-068
【公開號】CN204303826
【申請號】CN201420697301
【發明人】鄭飛, 張忠衛, 石磊, 阮忠立, 陶智華, 趙鈺雪
【申請人】上海神舟新能源發展有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年11月19日