[发明专利]选择性背表面场的N型双面电池结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种选择性背表面场的N型双面电池结构。

背景技术

目前太阳能电池中使用的硅材料主要有两类，分别为N型硅材料和P型硅材料。其中，N型硅材料与P型硅材料相比，具有以下的优点：N型材料中的杂质对少子空穴的捕获能力低于P型材料中的杂质对少子电子的捕获能力。相同电阻率的N型硅片的少子寿命比P型硅片的高，达到毫秒级。N型硅片对金属污杂的容忍度要高于P型硅片，Fe、Cr、Co、W、Cu、Ni等金属对P型硅片的影响均比N型硅片大。N型硅电池组件在弱光下表现出比常规P型硅组件更优异的发电特性。人们越来越关注少子寿命更高、发展潜力更大的N型电池。

但是，在N型双面电池中制约效率的主要因素是金属化带来的复合，特别是背表面金属区域的复合。

上述问题是在太阳能电池的设计与生产过程中应当予以考虑并解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种选择性背表面场的N型双面电池结构，在金属区域采用通过PSG的激光掺杂工艺来形成高掺杂浓度区域以降低金属区域的复合，从而降低背表面整体的复合，解决现有技术中存在的背表面金属区域复合严重，制约N型双面电池效率的问题。

本发明的技术解决方案是：

选择性背表面场的N型双面电池结构，包括基体，基体为N型，基体正面为掺硼的发射极，发射极上沉积有第一钝化减反膜层，第一钝化减反膜层上设有正面电极，正面电极穿过第一钝化减反膜与发射极形成欧姆接触；基体背面设有磷掺杂的背场区域，磷掺杂的背场区域包括磷轻掺杂的背场区域和磷重掺杂的背场区域，磷重掺杂的背场区域和磷轻掺杂的背场区域相邻并均匀排布于背表面，磷掺杂的背场区域上沉积第二钝化减反膜层，第二钝化减反膜层上设有局部背面电极，局部背面电极在磷重掺杂背场区域内并穿过第二减反钝化膜与磷重掺杂的背场区域形成欧姆接触。

进一步地，基体正面的发射极采用三溴化硼BBr₃高温扩散、丝网印刷含硼浆料高温退火、常压化学气相沉积APCVD法沉积硼硅玻璃BSG退火或离子注入硼源退火工艺形成。

进一步地，第一钝化减反膜采用SiNx、SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、SiOxNy薄膜中的一种或者多种，厚度为50-90nm；基体背面的第二钝化减反膜是SiNx、SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、SiOxNy薄膜中的一种或者多种，厚度为50-90nm。

进一步地，基体背面的磷轻掺杂的背场区域采用高温扩散或常压化学气相沉积APCVD法沉积硼硅玻璃BSG退火形成，基体背面的磷轻掺杂区域背场方阻为90-250ohm/sq。

进一步地，基体背面的磷重掺杂背场区域采用激光掺杂工艺形成，方阻为10-50ohm/sq。

进一步地，基体背面的磷重掺杂背场区域为直线或者线段，宽度为80微米-600微米，磷重掺杂背场区域占基体背面面积的比例为8%-30%。

进一步地，正面电极与局部背面电极分别采用丝网印刷、电镀、化学镀、喷墨打印、物理气相沉积金属层形成，其中，金属采用Ni、Cu、Ag、Ti、Pd、Cr中一种或多种的组合。

进一步地，磷重掺杂背场区域为直线时，形成局部背面电极后，连接主栅将各个局部背面电极相互连接，连接主栅不与局部背场区域形成欧姆接触。

进一步地，局部背面电极为直线时宽度为10-100μm，连接主栅宽度为0.5mm-1.5mm；连接主栅采用丝网印刷烧结、导电胶粘接或者金属线焊接而成，连接主栅为Ag或表面包覆有镀In、Sn、Pb的Cu带或者含有金属颗粒的有机物。

进一步地，磷重掺杂背场区域为线段时，形成局部背面电极后，连接细栅将各个局部背面电极相互连接，再汇流到连接主栅线上，连接细栅与连接主栅线均不与局部背场区域形成欧姆接触。

进一步地，局部背面电极为线段时宽度为10-100μm，连接细栅宽度为20μm-100μm，连接主栅宽度为0.5mm-1.5mm；连接细栅和连接主栅分别采用丝网印刷烧结、导电胶粘接或者金属线焊接而成，连接细栅和主栅为Ag或表面包覆有镀In、Sn、Pb的Cu带或者含有金属颗粒的有机物。

本发明的有益效果是：该种选择性背表面场的N型双面电池结构，在金属区域采用通过PSG的激光掺杂工艺来形成高掺杂浓度区域降低金属区域的复合，从而降低背表面整体的复合。本发明能够降低背表面的复合速率，从而提高电池效率。