[发明专利]n型晶体硅太阳电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种n型晶体硅太阳电池及其制备方法。所述n型晶体硅太阳电池的背场是通过n型晶体硅和n型晶体硅背面的低功函材料来实现的；低功函材料为低功函金属或低功函合金；低功函金属可以为镁、锗、锂、钕或钙等，低功函合金可以为镁钕合金、镁锗合金、镁锂合金、锗锂合金或钙镁锗锂合金等。将低功函金属或低功函合金制作在n型晶体硅的背面，可实现能带弯曲，形成“n‑n⁺”高低结，进而可驱赶空穴，增强电子的传输功能，使电池获得高的开路电压及短路电流，提高电池的效率。而且，制备过程简单，成本低，无需高温，无需后退火处理，还不会给硅片带来损伤，也不会对环境造成污染。

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳电池技术领域，具体地说是一种n型晶体硅太阳电池及其制备方法。

背景技术

常见的n型晶体硅太阳电池背场主要通过向硅片表面二次扩散形成重掺杂或离子注入的方法实现。扩散形成的背场是通过三氯氧磷(POCl₃)在大于600℃的高温下分解形成的五氧化二磷(P₂O₅)淀积在硅片表面，P₂O₅与硅片反应生成二氧化硅(SiO₂)和磷原子，并在硅片表面形成一层磷-硅玻璃，然后磷原子向硅中进行扩散，最终形成背场。此工艺的主要问题是POCl₃扩散源是一种有毒液体，因此在生产过程中必须严格密封，而且后期工艺还需“去磷-硅玻璃”以及对硅片进行“边缘刻蚀”，不仅增加工艺的复杂性，使得生产成本增加，同时使用的化学药品还会带来污染环境。离子注入技术虽可省去“去磷-硅玻璃”和“边缘刻蚀”步骤，但会对硅片晶格造成损伤，因此还需采用退火工艺来修复晶格损伤以及激活杂化离子。

发明内容

本发明的目的之一就是提供一种n型晶体硅太阳电池，该太阳电池中背场由硅片及硅片背面的低功函材料来实现，可解决现有扩散、离子注入形成背场的多种缺陷问题。

本发明的目的之二就是提供一种n型晶体硅太阳电池的制备方法，该方法具有制备工艺简单、低温、成本低，且无需退火，不会对环境造成污染等优点。

本发明的目的之一是这样实现的：一种n型晶体硅太阳电池，所述n型晶体硅太阳电池的背场是通过n型晶体硅和n型晶体硅背面的低功函材料来实现的；低功函材料具体是低功函金属或低功函合金，低功函金属或低功函合金指功函数低于n型晶体硅的金属或合金，优选的，低功函金属或低功函合金的功函数为1.9eV~4.0eV。低功函金属例如可以是镁、锗、锂、钕或钙等，低功函合金例如可以是镁钕合金、镁锗合金、镁锂合金、锗锂合金或钙镁锗锂合金等。

低功函材料在n型晶体硅背面的成型方式可以为薄膜形式或电子浆料形式。若低功函材料以薄膜形式形成在n型晶体硅背面，则制备工艺可以为磁控溅射法、蒸发法或等离子增强化学气相沉积法等，此时所形成的低功函材料厚度一般控制在1nm~300nm之间；若低功函材料以电子浆料形式形成在n型晶体硅背面，则制备工艺一般为丝网印刷法，此时控制低功函材料的厚度为20μm~30μm。

所述n型晶体硅太阳电池可以为n型有机无机杂化晶体硅太阳电池、n型传统晶体硅太阳电池（也即n型单晶硅太阳电池）或n型异质结晶体硅太阳电池。

所述n型晶体硅太阳电池所用硅片可以单晶硅片，也可以为多晶硅片。

所述n型晶体硅太阳电池所用硅片为单面抛光硅片、双面抛光硅片或双面制绒硅片。