[发明专利]一种基于N型硅片倾斜金属接触结构的异质结太阳电池

说明书

技术领域

本发明涉及半导体太阳电池技术领域，特别是一种基于N型硅片倾斜金属接触结构的异质结太阳电池。

背景技术

二十一世纪，能源危机和环境污染已经成为了急需解决的全球问题。开发绿色能源成为解决这一危机的主要方法之一。太阳能电池具有安全、环保等优点，因此光伏产业技术成为各国争相发展的目标。

目前，传统晶体硅太阳电池在生产中采用了高温工艺，如扩散、烧结温度都在800℃以上等，易导致晶硅片的变形和热损伤，且耗能多，成本高。

传统的异质结太阳电池的栅线是直接印刷在太阳电池的受光面上的，减少太阳电池受光面栅线的遮光面积是提高太阳电池转化效率的重要方向。通过传统采用丝网印刷的方法，减少遮光面积，提高栅线的高宽比的问题并不能得到很好的解决。采用低温薄膜制备技术生产异质结太阳电池是一个新的研究方向，它降低了能耗，并且生产工艺简单，易于商业化而且有利于降低制造成本。然而，氢化非晶硅（                                                ）薄膜缺陷较多，导致了其转换效率低，并且随着光照的时间其转换效率会不断下降，这使得非晶硅薄膜太阳能电池的应用受到限制。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的缺陷，提供了一种基于N型硅片倾斜金属接触结构的异质结太阳电池。本发明太阳电池不会出现常规P型晶硅和常规非晶硅薄膜的晶硅构成的异质结太阳电池的大幅光衰现象，光谱响应更好，光电转换效率提高，生产成本降低。

本发明解决技术问题所采取的技术方案是：一种基于N型硅片倾斜金属接触结构的异质结太阳电池，包括N型单晶硅基体、电池正电极、电池负电极、透明导电薄膜TCO以及在所述N型单晶硅基体正面和背面制备形成的若干膜层；其特征在于：所述的在N型单晶硅基体背面制备形成的膜层包括N⁺重掺层，形成N⁺/N高低结；所述N型单晶硅基体正面和背面的最外层均制备形成一层透明导电薄膜TCO；所述在N型单晶硅基体正面设有凹槽，所述的电池正电极设置于凹槽内；所述的电池负电极设置于所述N型单晶硅基体背面。

作为一种优选，所述的在N型单晶硅基体正面制备形成的膜层依次为本征氢化纳米硅薄膜和P型重掺杂氢化纳米硅薄膜，并在所述P型重掺杂氢化纳米硅薄膜上制备形成一层透明导电薄膜TCO，由表及里形成TCO///的异质结构；所述的在N型单晶硅基体背面制备形成的膜层依次为N⁺重掺层、本征氢化纳米硅薄膜和N型重掺杂氢化纳米硅薄膜，并在所述N型重掺杂氢化纳米硅薄膜上制备形成一层透明导电薄膜TCO，由内而外形成/N⁺重掺层/// TCO异质结构。

作为一种优选，所述的电池正电极（3）和电池负电极（9）分别制作在位于N型单晶硅基体正面和背面最外层的透明导电薄膜TCO上；所述的电池正电极采用真空镀或电化学镀或喷雾印刷制作于所述N型单晶硅基体正面所述的凹槽内的两侧，所述电池负电极采用印刷方式制作于所述N型单晶硅基体背面；所述电池正电极为Ag或Al或Ag/Al，宽度为10-20um；电池负电极为Ag或Al或Ag-Al，宽度为20-100um。

作为进一步的优选，所述的N型单晶硅基体厚度为150-200um，掺杂浓度为1×10¹⁵-1×10¹⁷/cm³，电导率为0.3-15Ω·cm；所述的N⁺重掺层厚度为0.2-0.5um，掺杂浓度为1×10¹⁸–5×10²⁰/cm³；所述的P型重掺杂氢化纳米硅薄膜厚度为2-10nm，掺杂浓度为1×10¹⁸-1×10²⁰/cm³；所述的N型重掺杂氢化纳米硅薄膜厚度为5-15nm，掺杂浓度为1×10¹⁸-5×10²⁰/cm³；透明导电薄膜TCO为氧化物透明导电材料体系，厚度为60-100nm；凹槽宽度为10-30um，深度为30-60um。