[发明专利]全背极太阳电池结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种全背极太阳电池结构及其制备方法。

背景技术

目前，太阳能光伏正在成为未来新能源的主流形式。随着产业链的不断完善，目前光伏产业最大的挑战是如何在提高太阳电池转换效率的同时降低制造成本。作为高效太阳电池的一种，全背极太阳电池正面无栅状电极，正负电极均在电池背面，有效地减少了正面遮光损失，提高了太阳电池的效率。目前，天合光能和澳大利亚国立大学已联开发了受光面积为4cm²、效率为24.4％的全背极太阳电池的世界纪录。但全背极太阳电池工艺复杂，离产业化进程仍有一段路。如何进一步提高全背极太阳电池的转换效率，并且降低制造成本成为了一个难题。

太阳电池设计、优化的重中之重是如何降低复合，包括硅表面复合、金属接触区域的复合以及硅体本身的复合。随着氧化铝、氮化硅、氧化硅等高品质钝化薄膜的应用，全背极太阳电池硅表面复合速率已经可以降低到比较低的状态。硅体本身的复合则可以通过选择质量好的硅片进行弥补。因此进一步提升电池效率就落在了如何降低硅体与金属接触区域的复合上。虽然局部开孔降低金属接触区域的面积成为一种手段，但并未根除开孔处的高复合，而且使工艺更加复杂，还容易导致串阻的上升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种全背极太阳电池结构，它不仅能够使硅体具有良好的表面钝化效果，而且对载流子进行选择性传输，提高了全背极太阳电池的效率。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种全背极太阳电池结构，它包括：

电池衬底；

隧穿钝化层，所述隧穿钝化层设置在电池衬底的背面上；

多晶硅层，所述多晶硅层设置在隧穿钝化层的下表面上，并且所述多晶硅层具有并列设置的N型重掺杂多晶硅层和P型多晶硅层。

本发明进一步所要解决的技术问题是：保证高短路电流的同时，减小金属接触区域的复合损失，增加开路电压，保持高的填充因子，最终提升全背极太阳电池的效率，全背极太阳电池结构还包括电极层，电极层设置在多晶硅层的下表面上，并且所述电极层具有与N型重掺杂多晶硅层接触的负电极以及与P型多晶硅层接触的正电极，并且相邻的负电极和正电极之间设置有局部钝化保护层，所述局部钝化保护层设置在N型重掺杂多晶硅层和P型多晶硅层下层的金属接触部位之间。

进一步，全背极太阳电池结构还包括正面结构，所述正面结构包括由内至外依次设置在电池衬底正面的前表面场、正面钝化层和减反射层。

进一步，所述减反射层为SiN_x薄膜或SiO₂薄膜或SiN_x/SiO₂叠层薄膜；和/或所述正面钝化层为Al₂O₃薄膜或Al₂O₃/SiN_x叠层薄膜；和/或所述前表面场为具有正面场效应作用层。

进一步，所述局部钝化保护层为绝缘胶薄膜或SiN_x薄膜或SiO₂薄膜。

进一步，所述隧穿钝化层为SiO₂薄膜或MoO_x薄膜或Al₂O₃薄膜。

进一步，所述隧穿钝化层的厚度小于2nm。

本发明还提供了一种全背极太阳电池结构的制备方法，该方法在电池衬底背面制备的步骤如下：

(a)将电池衬底的背面单面抛光；

(b)在电池衬底的背面制备隧穿钝化层；

(c)在隧穿钝化层的下表面制备多晶硅层；

(d)将多晶硅层进行硼扩散处理，然后局部磷扩散处理，形成并列设置的N型重掺杂多晶硅层和P型多晶硅层；

(e)去除步骤(d)中背面形成的硼硅玻璃和磷硅玻璃以及在电池衬底正面制备过程中形成的正面保护层；

(f)钝化处理；

(g)在多晶硅层的下表面制备电极层，使所述电极层具有与N型重掺杂多晶硅层接触的负电极以及与P型多晶硅层接触的正电极；

(h)在相邻的负电极和正电极之间制备局部钝化保护层，确保所述局部钝化保护层设置在N型重掺杂多晶硅层和P型多晶硅层下层的金属接触部位之间。

本发明还提供了一种全背极太阳电池结构的制备方法，该方法在电池衬底背面制备的步骤如下：

(a)将电池衬底的背面单面抛光；

(b)在电池衬底的背面制备隧穿钝化层；

(c)在隧穿钝化层的下表面制备多晶硅层；