[发明专利]一种P型硅衬底的双PIN结双面太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种双面太阳能电池，特别是一种P型硅衬底的双PIN结双面太阳能电池。

背景技术

能源危机下光伏产业发展迅速。光伏理论与技术的发展逐渐走向成熟，进一步推广光伏应用的关键是提高电池光电转换效率、降低电池成本。Si衬底上HIT(物理上讲即PIN结)电池在日本Sanyo公司得到大力发展。它是晶体Si上生长非晶Si薄层的“异质结”电池，具有工艺温度略低、转换效率略强的特点，是适合于高日照下工作，工艺上适合规模化生产的低价高效电池之一。但是真正的双面电池是德国2006年开发的双PIN结、三电极(背电极，发射极，选择发射极)结构。日本改为双电极结构(基极，集电极)，其实三电极结构更合理，发电效率更高。Si衬底上所谓“HIT结构”太阳能电池(hetero2junctionwith intrinsic thin2layer solar cells)并非传统的异质结，我们做的有机单晶与硅单晶的双面电池才是真正的异质结。我们分别以P型Si、N型Si为衬底，开发了1、2型双PIN结的双面电池。我们又以有机半导体加玻璃TCO与N型或P型硅衬底上的PIN(NIP)单面电池耦合构成双异质结3、4型双面电池。以下分别以1、2、3、4型四种双面电池对当前全球晶体太阳能电池产业的发展与机理做出了创新。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种P型硅衬底的双PIN结双面太阳能电池。它是高温工艺结晶成形，所以结构稳定，品质因素高，而且是在原有的工艺设备上实现工艺创新，相对德、日、美太阳能电池大国的电池片成本要低。

本发明的技术方案：一种P型硅衬底的双PIN结双面太阳能电池，其特点是：包括P型硅衬底，P型硅衬底上下两个表面上均设有绒面，在P型硅衬底上表面的绒面上进行高温磷扩散掺杂，并自下而上依次形成隔离层I(SiO₂)、N型掺杂层、隔离层I和N^-型掺杂层四层结构；最上一层再用PECVD技术实现SiN减反射膜；其中要在最后实行埋电极与输出极的制备；P型硅衬底下表面绒面上进行背面的高温硼扩散掺杂，自上而下依次形成隔离层I、P型掺杂层、P⁺型掺杂层的三层结构。

上述的P型硅衬底的双PIN结双面太阳能电池中，所述P型硅衬底的双PIN结双面太阳能电池，其最顶层的N^-型掺杂层(加减上标分别表示重掺杂和轻掺杂)上再印刷前电极后覆盖有EVA层，用激光刻槽、清洗，实现银电极引出线；其最底层的的IPP⁺结上实现银背电极，再覆以EVA。或直接用TCO(氧化物薄膜)、导电玻璃或导电薄膜作为透光又可支撑的背电极；正面的埋电极有两种，一是正对背电极的正上方位置制作埋电极，二是在正上方做常规的输出电极，在其硅片边缘离边5毫米(mm)处做埋电极，埋深是80-90微米(μm)。

前述的P型硅衬底的双PIN结双面太阳能电池中，所述前电极、背电极和埋电极均为银电极，埋电极为一种连续战壕式或长方形段壕式；埋电极的侧面与硅片上半部绝缘，要求其方阻低于30Ω。

前述的P型硅衬底的双PIN结双面太阳能电池中，高温掺杂的均匀度要求不大于3％的误差。

与现有技术相比，本发明在P型硅衬底与PIN结掺杂结构之间采用SiO₂隔离层，而且硼磷掺杂层构成浓度梯度，各梯度之间也设置SiO₂隔离层。这种结构必须实现水平方向均匀化、垂直方向禁带梯度化，以利于提高光伏效率；由于SiO₂的存在，减少了重复污染，也提高了光伏效率，所以本发明给出了一个光伏效率函数：

ΔF＝F₁dt+F₂dt-PmΔmdt。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的制备工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。