[实用新型]一种具有背面钝化结构的单晶硅太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型属于太阳能制造技术领域，具体涉及一种具有背面钝化结构的单晶硅太阳能电池。

背景技术

商品化的太阳电池市场85%以上仍被晶体硅太阳电池产品占据，围绕效率与成本构成的性价比竞争十分激烈。单晶硅电池主要有P型和N型两种不同衬底的产品，由于在衬底价格、非硅成本方面的成本优势，目前的主要市场产品仍以P型单晶硅太阳能电池为主。如何以少量的投入，引入新的工艺增加电池光电转换效率是P型单晶硅太阳能电池的研究方向。

近年来，表面钝化是晶硅电池的研究热点。无论是P型还是N型单晶硅太阳能电池，在电池的前表面、背表面制备钝化介质，是高效电池技术开展的基础，也是提高太阳能电池光电转换效率的有效途径之一。PECVD设备是晶硅电池生产线最常用的真空镀膜设备，可以低温制备具有减反射和钝化特性的SiN_x薄膜，用于晶硅电池正面发射极钝化。背面用的钝化薄膜需要具备负电荷特性，因此氮氧化硅SiO_xN_y薄膜是在常规制备氮化硅SiN_x薄膜的PECVD设备基础上增加一路气体—笑气N₂O，沉积得到带有负电荷特性的氮氧化硅钝化薄膜。最近一段时间，原子层沉积（ALD）技术制备的金属氧化物薄膜对晶体硅具有优异钝化特性，激起了业界对这种表面钝化材料和工艺技术的浓厚兴趣。ALD制备的氧化铝薄膜在p型和n型硅表面都表现了优异的钝化特性，而且在低掺杂和高掺杂p型表面具有很好的热稳定性，这一点对于采用丝网印刷技术生产的太阳能电池来说尤为重要。

目前，叠层氧化物钝化介质层的研究处于市场化初期阶段，各种类型的叠层钝化介质层研究成为研究热点，具有高效钝化薄膜的高效率电池产品也陆续推出。2014年6月，晶澳、南京中电等公司推出了20.4%和20.3%光电转换效率的背钝化p型单晶太阳能电池，2014年7月，比利时的IMEC研究所推出了效率高达21.5%的新型钝化n型单晶太阳能电池。这些新产品都是基于新型的钝化技术，因此在最近一算时间，新型的高效钝化介质层将成为国内外太阳能电池生产企业和研究所的主要研究方向。叠层钝化介质层将成为高效晶硅电池研发中的重点之一。

实用新型内容

本实用新型以现有的单晶硅电池制造工艺为基础，提出了一种具有背面钝化结构的单晶硅太阳能电池，通过特殊的背面钝化结构可以减少太阳能电池背部的表面复合速度，延长晶硅电池的少子寿命，进而达到提高光电转换效率的目的。

本实用新型具体方案如下：

一种具有背面钝化结构的单晶硅太阳能电池，包括Si衬底，Si衬底的正面依次向外设置有N⁺层发射极、SiN_X减反层，基于N⁺层发射极上还设置有穿透SiN_X减反层的正面银电极，其特征在于：在Si衬底的背面设置有背面钝化结构，该背面钝化结构为叠层钝化介质层，叠层钝化介质层由内向外依次为Al₂O₃薄膜和SiO_xN_y薄膜。

所述SiO_xN_y薄膜和Al₂O₃薄膜为均匀致密的薄膜材料。

所述背面钝化结构属于背部表面钝化结构。

所述背面钝化结构外面为Al背场。

所述Si衬底的背面设置有穿透背面钝化结构、Al背场的背面银电极。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型形成的背面钝化结构可以减少太阳能电池背部的表面复合速度，延长晶硅电池的少子寿命，进而达到提高光电转换效率的目的。

附图说明：

图1为具有背面叠层钝化介质层结构的p型单晶硅太阳能电池示意图；

其中，附图标记为：1、正面银电极；2、SiN_X减反层；3、N⁺层发射极；4、P型Si衬底；5、背面钝化结构（叠层Al₂O₃薄膜和SiO_xN_y薄膜）；6、Al背场（6）；7、背面银电极。

具体实施方式

如图1所示，以p型单晶硅太阳能电池为例，本实用新型结构如下：