[发明专利]一种N型硅衬底加有机晶体双面异质结太阳能电池片

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N型硅衬底加有机晶体双面异质结太阳能电池片。

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”(HIT结)电池，其工艺温度实际是一种中温工艺，虽然转换效率略强，但是寿命短，双面电池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。因为晶体的形成都是高温下形成，掺杂的薄膜可以高温或者亚高温，而中温的CVD品质上会影响整个电池片的寿命。日本Si衬底上所谓“HIT结构”太阳能电池(hetero2 junctionwith intrinsicthin2layer 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晶体加玻璃TCO与N型硅、P型硅在电池背面形成PINB、NIN⁺B双异质结即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N型硅衬底加有机晶体双面异质结太阳能电池片。它是原高温工艺加低温有机结晶成形，所以结构稳定，品质因素高，但是成本相对较高，在原有的工艺设备上实现流程速度提高，而且容易实现全自动化。相对德、日、美太阳能电池大国的电池片，虽然材料成本高，但是工艺成本低，工艺可控制程度高，因此总成本要低。

本发明的技术方案：一种N型硅衬底加有机晶体双面异质结太阳能电池片，其特点是：包括N型硅衬底，N型硅衬底上表面实现硼磷分层梯度扩散掺杂，并用隔离层I将各层隔开，形成IP⁺IN结构，背面直接清洗并用磷扩散，再低温沉积P型BWB有机晶体。磷扩散加有机晶体BWB(P型)分层沉积构成IN⁺P结构。其中加减上标分别表示重掺杂和轻掺杂。隔离层I为二氧化硅。顶层的N^-型掺杂层上设有SiN减反射膜。

上述的N型硅衬底加有机晶体双面异质结太阳能电池片中，所述N型硅衬底加有机晶体双面异质结太阳能电池片，其最顶层的N型掺杂层上再印刷前电极后覆盖有EVA层，用激光刻槽、清洗，实现银选择电极引出线；其最底层的BWB有机晶体上再实现银烧结背电极，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或直接耦合TCO导电玻璃；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N型硅衬底加有机晶体双面异质结太阳能电池片中，所述前电极、背电极和埋电极均为银电极，埋电极技术是一种连续战壕式的，或是长方形段壕。埋电极的侧面与硅片上半部绝缘，要求其方阻为100Ω。

前述的N型硅衬底加有机晶体双面异质结太阳能电池片中，硼磷扩散掺杂的均匀度要求不大于±3％的误差。

前述的N型硅衬底加有机晶体双面异质结太阳能电池片中，其所述BWB的成晶方式为有机试剂低温物理溶解成晶或者溅射成晶。

与现有技术相比，本发明在N型硅衬底正反两面均形成异质结，其掺杂结构之间采用SiO₂隔离层，而且硼磷掺杂层间构成浓度梯度。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。