[发明专利]背接触型太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种节省成本的制造背接触型硅太阳能电池的方法和 由该方法制得的电池。

背景技术

预期在接下来的数十年中世界的石油供应逐渐耗尽。这意味着上 世纪我们的主要能源在几十年内将不得不被替换，以确保目前的能量 消耗和将来全球能量需求的增加。

另外，唤起了许多关注，即化石能量的使用正在将地球温室效应 增加至可能会变得危险的程度。因而，目前化石燃料的消耗应该可优 选由可再生的并且可维持我们的气候和环境的能源/载体来替换。

一种这样的能源是太阳光，其以比目前和任何可预知的人类能量 消耗的增加大得多的能量照射地球。然而，太阳能电池电力直到现在 仍太昂贵而不能与核能、热能等竞争。如果要使太阳能电池电力的巨 大潜力释放出来，这就需要改变。

来自太阳能板的电力的成本为太阳能板的能量转化效率和制造成 本的函数。因而，对于更便宜的太阳能电力的研究应该集中在通过节 省成本的制造方法制得的高效太阳能电池。

发明内容

发明目的

本发明的主要目的在于提供一种节省成本的、高效的背接触型太 阳能电池的制造方法。

本发明的另外目的在于提供一种具有高能量转化率的背接触型太 阳能电池。

本发明的目的可以通过在下面的本发明的说明和/或所附的专利 权利要求书中阐明的特征来实现。

本发明的说明

本发明涉及钝化层的选择以及如何获得与在钝化层下方的晶片的 掺杂区域的电接触。因而，本发明可以采用任何被掺杂的硅晶片或薄 膜，使得晶片可以是背接触的。这包括单晶硅、微晶硅和多晶硅的晶 片或薄膜以及在晶片的背面的任何公知的和想得到的P和N掺杂区域 构造。还可以是在晶片的前面上的可选的P或N掺杂层。

术语“前面”表示太阳能晶片暴露于阳光的面。术语“背面”是 晶片前面的相对面，以及术语“背接触”表示所有的连接体都布置在 太阳能晶片的背面上。术语“P掺杂区域”是指其中导致正电荷载流子 数目增加的掺杂材料被添加到硅基体，使得在表面下方的特定距离内 形成具有P型导电性的、具有表面层的晶片的区域。术语“N掺杂的 区域”是指其中导致负电荷载流子(迁移电子)数目增加的掺杂材料 被添加到硅基体，使得在表面下方的特定距离内形成具有N型导电性 的、具有表面层的晶片的区域。

用于背接触型太阳能电池的晶片应该在其背面上具有每个类型导 电性P和N中的至少一个区域，但是通常有在交叉指型(interdigitated) 图案中具有交替的导电性的几个掺杂区域。晶片还可以在P型或N型 导电性中的一种的前面上具有掺杂层。前面掺杂层是可选的。

本发明可以应用任何公知的方法来掺杂或制造具有一种或另一种 类型导电性的层。在太阳能电池的前表面处，可选的一种或另一种类 型导电性的层可以通过由液体、固体或气体源的向内扩散来制备。交 替的导电性的层的制造可以借助于利用激光掺杂使掺杂剂的同时或连 续向内扩散、借助于不同的掺杂剂源的喷墨和退火或者借助于不同的 掺杂剂源的丝网印刷和退火。获得交替的层的低成本方法首先在一个 装配有两种掺杂剂源的设备中，通过利用喷墨印刷，在晶片上施加一 种和另一种类型导电性的掺杂剂源，然后同时在提高的温度下通过向 内扩散来制备掺杂剂层。

本发明可以在晶片的前面处采用任何公知的表面钝化层，并且它 可以采用任何公知的形成钝化层的方法。然而，本发明涉及在晶片背 面的第一钝化层的选择，以及如何获得与在第一钝化层下方的P型和N 型掺杂区域的电接触。因而，如果人们在晶片的前面和背面两者上采 用从本申请人的PCT申请WO2006/110048A1中得知的双钝化层结构， 然后在晶片背面上的外部钝化层中形成开口，接着在晶片的整个背面 上沉积金属相，退火如WO2006/110048A1中描述的钝化层并且同时获 得在开口中的金属相产生与在第一钝化层下面的P型和N型掺杂区域 的接触，以及最后在沉积的金属层中产生开口/空闲区域而产生与在晶 片背面的每个掺杂区域的电绝缘接触，则获得特别节省成本的和高效 的太阳能电池。