[发明专利]全背接触太阳电池电极及其制作方法无效

专利信息
申请号: 201310291363.0 申请日: 2013-07-12
公开(公告)号: CN103337529A 公开(公告)日: 2013-10-02
发明(设计)人: 陶龙忠;杨灼坚;其他发明人请求不公开姓名 申请(专利权)人: 苏州润阳光伏科技有限公司
主分类号: H01L31/0224 分类号: H01L31/0224;H01L31/18
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 215300 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 接触 太阳电池 电极 及其 制作方法
【说明书】:

技术领域:

发明涉及一种全背接触太阳电池电极及其制作方法,属于太阳电池领域。

技术背景:

为了降低光伏发电成本,需要不断提高太阳电池转化效率。全背接触太阳电池有如下几个优点:1)采用体寿命高的n型单晶硅做为衬底材料,可以获得更高的开路电压;2)金属电极全都位于衬底背面,在受光面无电极遮挡,可以获得更高的短路电流;3)无需考虑受光面遮光,电极宽度可以更宽,从而可以降低串联电阻,获得更高的填充因子。基于以上优点,全背接触太阳电池被认为是一种极具潜力的高效太阳电池结构。

全背接触太阳电池电极全部位于电池背面,根据主栅电极的多少,通常有两种结构。一种如图1所示,该全背接触太阳电池背面细栅金属电极一11和细栅金属电极二12呈叉指状交替排列,然后在细栅金属电极一11和细栅金属电极二12的末端分别沉积主栅金属电极一13、主栅金属电极二14将所有的细栅电极一和细栅电极二连接起来以达到收集电流的目的,主栅金属电极一13和主栅金属电极二14直接与半导体衬底接触;细栅电极末端的主栅电极可以采用对比文献一(US20080223437Al)中所述的多个焊接焊盘来代替。这种电极结构比较简单,但存在一些不足之处。第一,因为主栅金属电极位于细栅金属电极末端,则远离主栅电极处产生的载流子需要通过整个细栅金属电极才能被主栅金属电极收集,因而导致严重的线电阻损失;第二,为了避免不同极性的细栅金属电极一11在主栅金属电极二14直接接触而导致短路,细栅金属电极一11无法延伸至主栅金属电极二14所处的位置,因而无法与该位置的半导体衬底10直接接触。这样,由于光照,在被主栅金属电极二14覆盖的半导体衬底所产生的光生载流子中、与细栅金属电极一11极性相同的部分将需要通过电阻较高的半导体衬底长距离横向传输到细栅金属电极一11所处的位置,并被其收集,若这部分横向传输的光生载流子是半导体衬底中的少子,长距离传输将大大增加它们被复合的几率,从而导致器件性能下降,这被称为“电学遮光(Electrical Shading)”;而若这部分横向传输的光生载流子是半导体衬底中的多子,在电阻较高的半导体衬底中长距离传输也将导致较高的横向传输电阻,同样导致期间性能下降。细栅金属电极二12和主栅金属电极一13之间也存在着同样的问题。第三,长的细栅金属电极一11和细栅金属电极二12在制作过程中容易出现断栅,加之它们只有一端与对应的主栅金属电极连接,若出现断栅,远离主栅电极的断栅部分电极收集的电流将无法直接地被主栅金属电极收集。

另外一种电极结构如图2所示,该全背接触太阳电池细栅金属电极一21和细栅金属电极二22同样呈叉指状交替排布;细栅金属电极制备成多段结构,在每段细栅金属电极一21和细栅金属电极二22中心位置分别沉积主栅金属电极一23和主栅金属电极二24;主栅金属电极一23和主栅金属电极二24直接与半导体衬底20接触,由于细栅金属电极的长度减小,降低了载流子被主栅电极收集前在细栅金属电极上传输的距离,从而降低了线电阻损失,同时细栅金属电极长度的减小还可以很好地降低断栅对电池性能的影响。但此种电极由于增加了主栅电极的数目,由主栅电极电学遮光和该区域载多数流子在半导体衬底中横向传输所导致的电阻损失将更为明显。

发明内容

本发明的目的是提出一种全背接触太阳电池电极及其制作方法,该种方法制备的太阳电池电极结构有利于消除主栅电极电学遮光损失,降低电池的串联电阻,提升细栅金属电极对断栅的容忍度。

为达到上述目的,本发明提出一种全背接触太阳电池电,采用的技术方案为如下:

该电极由细栅金属电极一、细栅金属电极二、主栅电极一、主栅电极二和介电层一组成,上述组成部分全部位于半导体衬底主表面一;

细栅金属电极一、细栅金属电极二、主栅电极一、主栅电极二和介电层一沉积的顺序为先沉积细栅金属电极一和细栅金属电极二,再在它们局部区域沉积介电层一,然后再沉积主栅电极一和主栅电极二;或者是先沉积主栅电极一主栅电极二,再在它们局部区域沉积介电层一,最后沉积细栅金属电极一和细栅金属电极二,作为更优选的方案,首先沉积细栅金属电极,然后沉积介电层一,最后沉积主栅电极。

细栅金属电极一和细栅金属电极二呈叉指状交替排布,作为优选方案,它们呈交替平行排布,二者之间的间距在0.5~5毫米之间,细栅金属电极一沉积在半导体衬底主表面一的p型掺杂区域上,细栅金属电极二沉积在半导体衬底主表面一的n型掺杂区域上;

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