[实用新型]全背电极太阳电池

说明书

技术领域：

本实用新型属于太阳电池领域，具体涉及一种全背电极太阳电池。 

技术背景：

太阳电池可将太阳能直接转化成电能，是利用太阳能资源的有效方式，由于在使用中不会产生任何有害物质，所以近几年来太阳能电池在解决能源与环境问题方面倍受青睐，有着极好的市场前景。太阳能也被誉为是最理想的能源，是解决人类社会赖以生存和发展的重要资源。 

全背电极太阳电池是一种极具潜力的高效太阳电池。全背电极太阳电池正、负电极均位于太阳电池的背光表面，其受光表面没有任何电极遮挡，因此，与传统太阳电池相比，全背电极太阳电池的发电效率更高。但是，正、负电极均设置与太阳电池的同一个表面，这给该电池的制作带来了困难。原因是正、负电极需要分别和掺杂类型相反的p型掺杂区及n型掺杂区接触，正、赴电极位于同一个表面，意味着必须在太阳电池的同一表面的不同区域制作掺杂类型相反的掺杂层，并且要实现两者之间的隔离。而目前行业内几乎所有太阳电池采用气态源扩散的方法实现掺杂。气态源扩散在制作全背电极时遇到困难，因为气态源的分布难以控制，所以很难直接在同一表面上实现掺杂类型相反的扩散。 

针对上述困难，现有的解决办法之一是采用掩膜及光刻技术对掺杂后的表面的局部区域进行屏蔽保护，然后再进行腐蚀或另一种掺杂类型杂质的扩散。这种方法的缺点是工艺复杂，涉及制作掩膜、去除掩膜、光刻等多不工艺；工艺复杂同时导致了成本高昂的结果。 

对比文献CN102437239A(公开号)提出了“一种全背电极铝背结太阳电池制作工艺”。该方案利用铝电极与n型硅片在高温下的铝硅合金反应，使铝电极中的部分铝熔融到n型硅片背便面，作为全背电极太阳电池的发射极。由于铝电极可以通过丝网印刷等成本低廉、容易控制的方法实现图形化的沉积，因而该方法较简单地实现了对铝杂质分布的控制，进而使“在同一表面实现掺杂类型相反的掺杂层”的问题变得相对简单。该方案制作的全背电极太阳电池如图1所示，n型硅片11受光表面111设有有n型掺杂层一12和介电层一15；n型硅片11背光表面112设有n型局域掺杂层二121，上面设有介电层二14，金属电极一17穿透介电层二14与n型局域掺杂层二121接触，铝电极18直接覆盖在n型硅片背光表面112，并与n型硅片11形成了形状与铝电极18一致的大面积铝掺杂层19，作为该太阳电池的发射极。但是，从该太阳电池的结构分析，用该方法制作全背电极太阳电池仍然存在问题。原因是铝发射极比用传统气态源扩散方法制备的硼发射极的pn结质量差，大面积的铝发射极将导致严重的结区复合及发射极内部的体复合，并最终使全背电极铝背结太阳电池的效率低下。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种全背电极太阳电池结构及其制作方法，解决全背电极太阳电池制作复杂，而全背电极铝背结太阳电池效率较低的问题。 

为实现上述目的，本实用新型提出以下技术方案： 

一种全背电极太阳电池，它由n型硅片、n型掺杂层一、n型局域掺杂层二、局域铝掺杂阵列、介电层一、介电层二、细栅金属电极一、细栅铝电极、主栅电极一及主栅电极二组成；n型掺杂层一位于n型硅片受光表面，介电层一覆盖于n型掺杂层一之上，n型局域掺杂层二和局域铝掺杂阵列交替分布于n型硅片背光表面，介电层二覆盖于n型硅片背光表面及n型局域掺杂层二、局域铝掺杂阵列之上；细栅金属电极一位于介电层二之上、与n型局域掺杂层二对应的位置；细栅铝电极位于介电层二之上、与局域铝掺杂阵列对应的位置；金属电极一全部或局部穿透介电层二、与n型局域掺杂层二接触；细栅铝电极位于局域铝掺杂阵列所在位置的介电层二之上；主栅电极一和主栅电极二分别连接所有的细栅金属电极一和细栅铝电极，细栅铝电极局部穿透介电层二，在细栅铝电极穿透介电层二的位置、n型硅片背光表面设有局域铝掺杂层；多个由细栅铝电极间接相连的局域铝掺杂层组成局域铝掺杂阵列；局域铝掺杂阵列的总面积不超过细栅铝电极面积的50％。 

一方面，本实用新型采用的局域铝掺杂阵列代替了现有技术中的大面积铝掺杂发射极，其铝发射极面积只有现有技术的不到50％，甚至更低。光生载流子在结区及发射极体内发生的复合是和发射极面积呈 正相关的，减小铝发射极面积将使发生在结区及发射极体内的复合大幅减小，从而提高全背电极太阳电池的效率。另一方面，局域铝掺杂阵列有多个细小但分布紧密的局域铝掺杂层组成，这使得局域铝掺杂阵列对空穴的收集几率几乎与大面积铝发射极相同，不会因为降低了铝发射极面积而导致少子在基区的复合增加。