[实用新型]一种正反两面均可发电的硅基异质结太阳能电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池，尤其涉及一种正反两面均可发电的硅基异质结太阳能电池。

背景技术

近几年，由于硅片、电池片和组件的产能不断扩张，光伏发电成本也出现了实质性的下降。因此，降低集成成本(BOS)在整个光伏发电系统成本结构中的比例也变得更加重要，这意味着高效组件在降低系统成本的过程中将扮演着最重要的角色，因为它们在提供相同电量的情况下可以节约更多的BOS成本。在所有的太阳能电池技术中，研究硅基异质结(HJT)太阳能电池具有重要的意义，因为其具备转换效率高(25.6％),结构简单,制程温度低(<

250℃),工艺步骤少以及温度系数低等优点。

与传统的P型单晶/多晶太阳能电池相比，n型单晶衬底的HJT太阳能电池可以得到更高的转换效率，而且只需要很少的工艺步骤。同时，HJT具有独特的无PID(电势诱导衰减)和无LID(光致衰退)效应保证了光伏组件更可靠和更长的使用寿命。

HJT电池具有高效率、工艺简单、无照光裂化(LID free)、无电压裂化(PID free)、低温度系数、高发电量、低发电成本和双面照光发电等特性，非常适合分布式光伏应用，为下世代高效率电池主流技术之一。采用双面异质结组件，在白色背景的反照下，可以多输出>20％的电力。根据实地的测试，使用双面的HJT组件比单面的HJT组件平均可多输出28.9％的电力。

在制备HJT太阳能电池的过程中，等离子体加强化学气相沉积镀膜设备(PECVD，Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)在决定产品的性能方面扮演着最重要的角色。

入光面所沉积的钝化层为本征层(i)并在上面堆叠掺硼的(P)层，背面同样沉积本征钝化层(i)并堆叠掺磷的(n)层,表面钝化层i/p和i/n的厚度都约为15～20nm。然后在正反两面溅镀上约50-150nm的透明导电膜(TCO),目前大都采用传统的ITO(铟锡氧化物)作为透明导电膜层,在透明导电膜上可以用丝印低温银浆的方式制造正反两面的导线,或者采用电铸铜的方式来制作入光面的导线,这样便完成一个HJT电池片的制作。

目前HJT电池的正反面的仍然采用ITO作为透明导电膜的材料,但ITO的功函数较低(4.7)与P型及N型非晶硅层(>5)相差较大,不利于转换效率的提升,虽然ITO具有极低的电阻率且技术相当成熟，但需要超过150℃以上的制程温度，使其形成结晶结构方能获得较佳的光电性质。然而结晶的过程会增加ITO表面的粗糙度(>2.5nm)，而高温制程也限制了它在塑料基材上的应用空间，高温同时也容易在制作TCO的过程中伤害到非晶硅膜层。

目前有许多较高功函数的TCO如IMO,IWO,ITiO等被发表,但由于表面粗度较大及电性较差，所以实际溅镀薄膜的效果并不理想,本实用新型提出在N型非晶硅上面仍然溅镀传统的ITO透明导电膜层，但在P型非晶硅膜层上面中用反应式等离子体镀膜设备(RPD：Reactive Plasma Deposition)制备具有较高迁移率、低再结合率与更高穿透率的透明导电膜层(Transparent

Conductive Layer,TCO)，使用材料如IWO,IMO,ITiO等，以达到高功函数及高导电性的最佳搭配.经由低轰击能量等离子体制备TCO，对硅片表面无损害，更有明显得效率提升效果，IWO材料由In2O3和WO3所组成，IMO材料由In2O3和MoO3所组成，GZO材料由ZnO和Ga2O3所组成。其功函数可高达5-6eV，穿透度约为85％，电阻率在10-3-10-4Ω·cm的范围，且表面RMS粗糙度可达0.5nm，其导电特性近似于ITO，而材料透光性及载子迁移率优于ITO,是相当适合发展于HJT使用的新型材料。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种正反两面均可发电的硅基异质结太阳能电池，电池片封装时正面或者背面朝光都可以吸光，有助于HJT电池片的吸光及转换效率的提高，降低了企业的生产成本,有利于产品的市场推广及产品的普及。