[发明专利]一种新型的背接触异质结电池及其制作方法

说明书

本发明公开了一种新型的背接触异质结电池及其制作方法，电池包括硅基体片，硅基体片的受光面依次设置半导体钝化层、第一半导体层和减反射层，背光面设置半导体钝化层，半导体钝化层上交错排列着第一半导体层和第二半导体与第一半导体的叠层，第一半导体层和叠层上分别设置有透明导电薄膜层，透明导电薄膜层上设置有电极，第一半导体层与叠层之间设置有绝缘隔离层，所述第二半导体层与第一半导体层之间形成带间隧穿接触。本发明操作步骤简单，第一半导体层直接覆盖在第二半导体层上，无需再次掩膜刻蚀，从而减少了制作过程中多次掩膜及刻蚀带来的性能损伤与对位的复杂性，适合未来大规模的量产需求。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，尤其涉及一种新型的背接触异质结电池及其制作方法。

背景技术

提高电池片工业化生产的转换效率是太阳能行业发展并逐步取代传统能源的未来趋势。电池片转换效率的提升，主要提升开路电压、填充因子和短路电流密度等电性参数；在异质结太阳能电池中，通过在非晶硅层与单晶硅基底之间插入一层本征非晶硅层，极大地改善了基体硅的表面钝化效果，可获得较高的少数载流子寿命和开路电压，从而提高了转换效率。而背接触电池中，电极全部分布在背面即P极和N极交叉排列于电池的背面，分别收集晶体硅光伏效应产生的光生载流子，电池正面没有任何电极分布，因而没有金属电极栅线遮挡产生的光学损失，可有效增加电池片的短路电流，极大提高了转换效率。背接触异质结单晶硅太阳能电池结合了上述两种太阳能技术的优点，可获得极高的光电转换效率。据报道，目前该技术的太阳能电池已获得26％的实验室转换效率。

然而背接触异质结太阳能电池在制造的过程中存在着诸多难点：1)工艺流程复杂冗长，需多次进行湿化学刻蚀和清洗，非晶硅膜层容易因浸泡在酸或碱溶液中而失去原本的活性与质量；2)在背面形成交叉排列的N型区和P型区，两区之间需要完全隔离绝缘，避免接触短路严重影响电池性能的发挥，因此要么在镀膜的过程中通过掩膜的方式避免两种极性的膜层相互交叠，造成载流子复合；要么镀膜过后，通过局部刻蚀的方式去除另一极性的膜层，而这两种方式都需要多次进行掩膜操作和严苛的对位要求，因此单位时间产能低且制作成本高昂，不适用于规模化量产。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种新型的背接触异质结电池及其制作方法，以克服了冗长的工艺步骤和多次掩膜操作带来工艺的不稳定性，适合大规模的工艺生产。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种新型的背接触异质结电池，包括硅基体片，所述硅基体片的受光面依次设置半导体钝化层、第一半导体层和减反射层，所述硅基体片的背光面设置半导体钝化层，所述半导体钝化层上交错排列着第一半导体层和第二半导体与第一半导体的叠层，所述第一半导体层和叠层上分别设置有透明导电薄膜层，透明导电薄膜层上设置有电极，所述第一半导体层与叠层之间设置有绝缘隔离层，所述第二半导体层与第一半导体层之间形成带间隧穿接触。

进一步的，所述硅基体片为为P型单晶硅或N型单晶硅。

进一步的，所述半导体钝化层为氢化非晶硅层，厚度控制在3～15nm。

进一步的，所述第一半导体层和第二半导体层为N型非晶硅掺杂层或P型非掺杂层，若硅基体片为N型单晶硅基体，则第一半导体层为N型非晶硅掺杂层，第二半导体层为P型非晶硅掺杂层。

进一步的，所述减反射层为氧化硅、氮化硅、ITO或氧化铝，厚度控制在50～150nm之间。

进一步的，所述电池片的第一和二半导体层都进行高浓度掺杂，形成良好接触，掺杂浓度为10¹⁹-10²⁰cm^-3，接触电阻小于10mΩ.cm²。

一种新型的背接触异质结太阳能电池的制作方法，所述方法包括如下步骤：

硅基体片进行清洗；