[发明专利]具有后表面反射器的双面太阳能电池

说明书

技术领域

本发明总体上涉及太阳能电池，特别地，本发明涉及用于双面太阳能电池的改进结构和制造方法。

背景技术

双面太阳能电池(BSC)可以使用任意种类的不同设计，以获得比传统的单面太阳能电池通常可以获得的效率更高的效率。美国专利5,665,175中显示了一个这样的设计，其公开了具有分别在BSC的前表面和后表面上形成的第一活动区和第二活动区的BSC配置，两个区由距离λ分离。该距离λ允许泄露电流在第一活动区和第二活动区之间流动，从而允许利用该双面电池的太阳能电池板在一个或多个个体太阳能电池被遮挡或失效时也能继续操作。

美国专利7,495,167公开了一种n⁺pp⁺结构及其制造方法。在所公开的结构中，由硼扩散形成的p⁺层表现出与衬底的初始水平接近的寿命。为了获得该寿命，7,495,167专利教导在磷吸杂之后，必须在600℃或更低的温度下对电池退火一小时或更长的时间。为了保持通过磷和低温硼吸杂步骤恢复的寿命，然后电池经受最终的热处理步骤，在热处理步骤中，在大约700℃或更低的温度下烧制(fire)电池一分钟或更短的时间。

美国专利申请公开2005/0056312公开了用于在单个太阳能电池中获得两个或更多个p-n结的替代技术，所公开的技术使用透明衬底(例如玻璃或石英衬底)。在一个公开的实施例中，BSC包括形成在透明衬底的相对侧面上的两个薄膜多晶或非晶电池。由于该电池的设计，可以在窗口层的低温沉积之前完成吸收剂层的高温沉积，从而避免p-n结的劣化或破坏。

虽然有用于制造BSC的各种BSC设计和技术，但是这些设计和技术较复杂，并因此昂贵。相应地，所需要的是能够获得与双面太阳能电池相关的优点同时保持单面太阳能电池的制造简易性的太阳能设计。本发明提供了这样的设计。

发明内容

本发明提供一种简化制造方法和所形成的双面太阳能电池(BSC)，该简化制造方法降低了制造成本。根据本发明，BSC利用了后表面触点网格(back surface contact grid)和覆盖的覆盖金属反射器(overlaid blanket metal layer)的组合。此外，掺杂非晶硅层插入触点网格和覆盖层之间。

在本发明的一个实施例中，该制造方法包括以下步骤：在硅衬底的后表面上沉积具有第一导电类型的掺杂物，以形成后表面掺杂区，其中硅衬底的导电类型与掺杂物的导电类型相同；在所述后表面掺杂区上沉积后表面介电层；在所述硅衬底的前表面上形成具有第二导电类型的活动区；蚀刻所述活动区；将前表面钝化和AR介电层沉积到所述活动区上；施加和烧制前表面触点网格和后表面触点网格；将掺杂的非晶硅层沉积到所述后表面触点网格和所述后表面电介质上；在所述掺杂的非晶硅层上沉积金属层；以及隔离前活动区。所述方法进一步包括在所述掺杂的非晶硅层和所述金属层之间沉积导电界面层的步骤。

在本发明的至少一个实施例中，所述制造方法包括以下步骤：在p型硅衬底的后表面上沉积硼掺杂层；在所述硼掺杂层上沉积后表面电介质；在所述硅衬底的前表面上扩散磷，以形成n⁺层和前表面结；(例如通过HF蚀刻)去除所述磷扩散步骤中形成的磷硅玻璃(PSG)；将前表面钝化和AR介电层沉积到所述n⁺层上；施加前表面触点网格后表面触点网格；烧制前表面触点网格后表面触点网格；将非晶硅的硼掺杂层沉积到所述后表面触点网格和所述后表面电介质上；将金属层沉积到硼掺杂非晶硅层上；以及例如使用激光划片机隔离前表面结。所述方法可以进一步包括在硼掺杂非晶硅层和金属层之间沉积导电界面层的步骤，所述导电界面层例如由ITO或ZnO:Al组成。可以同时执行前表面触点网格烧制步骤和后表面触点网格烧制步骤。可选地，可以在前表面触点网格施加步骤和烧制步骤之前或之后执行后表面触点网格施加步骤和烧制步骤。可以使用CVD通过沉积硼掺杂二氧化硅层、使用CVD通过沉积硼掺杂多晶硅层、使用PE-CVD通过沉积硼掺杂非晶硅层、在衬底的后表面上喷涂硼酸溶液、或者在衬底的后表面上喷涂/揩涂硼掺杂旋涂玻璃，来实现硼掺杂层沉积步骤。可以在大约850℃的温度下执行磷扩散步骤大约10至20分钟。可以在施加后表面触点网格之后执行后表面电介质沉积步骤。