[发明专利]一种晶体硅太阳电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能光伏技术领域，特别是涉及一种晶体硅太阳电池及其制备方法。

背景技术

随着人类对能源需求量的增加，常规能源储量有限并且不可再生，因此开发可再生能源特别是太阳能越来越受到关注，太阳电池的研究开发也越来越广泛。

目前，太阳电池可以分为晶体硅太阳电池、薄膜太阳电池和新型太阳电池。其中，晶体硅太阳电池相比其他类型的电池，有着优异的电学性能和机械性能，因此，晶体硅太阳电池在光伏领域占据着重要的地位。

常规晶体硅太阳电池采用丝网印刷金属浆料，再进行高温烧结制备硅片正面的金属前电极，在高温烧结过程中，浆料会穿透硅片表面的SiN_x:H钝化减反射层，与发射区形成欧姆接触。由于在高温烧结过程中，浆料中的金属离子会不可避免地扩散进入发射区，这就造成正面金属前电极下面的发射区较高的载流子复合速率，从而导致较高的发射区饱和暗电流密度；并且，常规晶体硅太阳电池背面采用铝背场钝化硅片背面收集多数载流子，由于铝背场具有高缺陷密度的特征，这就限制了硅片背面的钝化效果，造成较高的背场区饱和暗电流密度。目前被产业界广泛研究的背面钝化电池技术采用背面介质钝化和局部铝背场接触电极，虽然可以在一定程度上改善全铝背场造成的背面载流子高复合速率，但由于局部仍然存在金属电极与硅片基区的直接接触，所以在背面接触区不可避免会存在较高的载流子复合速率。

现有技术存在的缺陷在于，采用高温烧结形成金属前电极与发射区欧姆接触或金属背电极与硅片直接接触，晶体硅太阳电池中都存在较高的载流子复合速率，导致较高的饱和暗电流密度，最终导致产品缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶体硅太阳电池及其制备方法，用以降低载流子复合速率，进而降低饱和暗电流密度，提高产品性能。

本发明晶体硅太阳电池，包括：

第一导电类型晶体硅层；

覆盖所述第一导电类型晶体硅层正面的第二导电类型晶体硅层；

覆盖所述第二导电类型晶体硅层的遂穿介质膜层；

位于遂穿介质膜层上的至少一个金属前电极和减反射膜层；

其中，所述遂穿介质膜层的厚度范围为0.1nm～10nm。

优选的，所述遂穿介质膜层的厚度范围为1.5nm～3nm。

优选的，所述遂穿介质膜层的材质为非掺杂的或掺杂的a-Si:H、a-SiC_x:H、a-SiO_x:H、a-SiN_x:H、uc-Si:H、uc-SiC:H、uc-SiO:H、a-AlO_x:H、SiO₂、Al₂O₃、In₂O₃、SnO₂、TiO₂或ZnO中的任意一种或几种的组合。

优选的，所述第一导电类型晶体硅层的材质为p型单晶硅、p型多晶硅、n型单晶硅或n型多晶硅，电阻率范围为0.5～50Ω/cm，厚度范围为25um～250um。

优选的，所述第二导电类型晶体硅层的方块电阻的范围为30～150Ω/sq，厚度范围为0.15um～1.5um。

对于上述任一种晶体硅太阳电池，还包括：

覆盖所述第一导电类型晶体硅层背面的第一导电类型非晶硅层、透明导电膜层和金属背电极。通过在所述第一导电类型晶体硅层背面覆盖第一导电类型非晶硅层、透明导电膜层和金属背电极形成的异质结背电场也可以在第一导电类型晶体硅层背面形成良好的表面钝化，降低了背电场的饱和暗电流密度。

优选的，所述第一导电类型晶体硅层和第二导电类型晶体硅层的导电类型相反，所述第一导电类型非晶硅层和第二导电类型晶体硅层的导电类型相反。

优选的，所述第一导电类型的非晶硅层为掺杂非晶硅层的单层结构，或缓冲过渡层与掺杂非晶硅层形成的双层结构。

较佳的，所述缓冲过渡层材质为a-Si:H、a-SiC:H、a-SiO:H、uc-Si:H、uc-SiC:H、uc-SiO:H、a-AlO_x:H、SiO₂或Al₂O₃，所述掺杂非晶硅层的材质为掺杂第一导电类型离子的a-Si:H、a-SiC:H、a-SiO:H、uc-Si:H、uc-SiC:H、uc-SiO:H中的任意一种或几种组合。