[发明专利]一种具有局域发射极特征的硅基同质结双面太阳电池结构

说明书

一种具有局域发射极特征的硅基同质结双面太阳电池结构，以n型晶体硅片作为基底，发射极面分为发射极‑导电区域和钝化‑进光区域：前者由基底向外依次由重掺杂p型晶体硅发射极层和金属栅线I构成，后者由基底向外依次由重掺杂n型晶体硅场钝化层I和钝化减反射层I构成；背电场面分为钝化‑进光区域和背电场‑导电区域：前者由基底向外依次为重掺杂晶体硅层、钝化减反射层II；后者由基底向外依次为重掺杂n型晶体硅、金属栅线II，这两个区域交叉分布且不重叠。本发明在保持晶体硅太阳电池双面进光特性的前提下，获得了更高开路电压和短路电流，最大程度的提高晶体硅太阳电池的发电能力。

技术领域

本发明属于太阳电池领域和半导体器件领域。涉及太阳电池的制备技术。

背景技术

对于双面晶体硅太阳电池，PERT结构因为其与现有扩散制结的晶体硅产线的兼容性好，效率比较高一直受到太阳电池行业内的重点关注。但该结构的太阳电池的发展目前遇到了瓶颈，其中关键之一在于硼扩散形成的发射极层的性能以及其制备技术。为了达到更高的开路电压硼掺杂浓度一定要高，但这又会带来载流子复合的增加。而且硼掺杂层中载流子的横向传输损耗所需要的低方阻与达到这一条件所需要的提高硼掺杂浓度（会造成复合损耗的增加）的技术改进方向是相互矛盾的。

如何解决这一矛盾对PERT技术的发展至关重要，我们认为从器件结构的设计上入手可能是一个有效的突破口。本发明即是在这个方向上的一个努力尝试。

发明内容

本发明的目的是提出一种具有局域发射极特征的硅基同质结双面太阳电池结构。

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明所述的一种具有局域发射极特征的硅基同质结双面太阳电池结构，以n型晶体硅片（5）作为基底，其发射极面分为发射极-导电区域和钝化-进光区域：发射极-导电区域由基底向外依次由重掺杂p型晶体硅发射极层（2）和金属栅线I（1）构成，钝化-进光区域由基底向外依次由重掺杂n型晶体硅场钝化层I（4）和钝化减反射层I（3）构成。这两个区域交叉分布且不重叠。

本发明所述的钝化减反射层I（3）优选氮化硅。

本发明所述的发射极与重掺杂n型晶体硅场钝化层I（4）之间优选进行绝缘处理。

进一步地，为提高器件的性能，所述的重掺杂n型晶体硅场钝化层I（4）的厚度优选1-300nm。

本发明所述的一种具有局域发射极特征的硅基同质结双面太阳电池结构，为双面进光太阳电池，其正负电极分别位于n型晶体硅片（5）基底的两个表面，为双面进光太阳电池。太阳电池在发射极面之外的另外一面（背电场面）的结构分为钝化-进光区域和背电场-导电区域：钝化-进光区域由基底向外依次为重掺杂晶体硅场钝化层（6）、钝化减反射层II（7）；背电场-导电区域由基底向外依次为重掺杂n型晶体硅层（8）、金属栅线II（9）。这两个区域交叉分布且不重叠。

其中，所述的重掺杂晶体硅场钝化层（6）的厚度优选1-100nm，掺杂类型优选p型；所述的钝化减反射层II（7）优选氧化铝+氮化硅复合薄膜。

进一步地，为提高器件的性能，本发明所述的n型晶体硅片（5）可以双面制绒，以进一步提高太阳电池短路电流。

进一步地，n型晶体硅片（5）的双面的制绒情况可以不同，一面采用较小尺寸金字塔结构的绒面，另外一面采用较大尺寸的金字塔绒面或者无金字塔的抛光结构。

进一步地，有金属栅线（金属栅线I、金属栅线II）区域可以抛光或做更大尺寸金字塔的绒面，以减少复合损耗，提高太阳电池的开路电压。

进一步地，器件表面金属栅线（金属栅线I、金属栅线II）总覆盖面积比例优选为1~3%，以提高太阳电池的短路电流并保证足够好的导电性。