[发明专利]晶硅太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明揭示了一种晶硅太阳能电池及其制备方法，所述晶硅太阳能电池包括：晶硅，包括N型半导体层和P型半导体层，所述晶硅包括相对设置的第一表面和第二表面；介质层，位于晶硅的第一表面上，所述介质层的表面形成有纳米陷光结构；第一电极，与晶硅中的N型半导体层电性连接；第二电极，与晶硅中的P型半导体层电性连接。现有技术中的黑硅电池片的纳米陷光结构制备于晶硅表面，制备工艺对电池片的电学性能有很大影响；而本发明纳米陷光结构制备于介质层表面，可以最大限度避免制备纳米陷光结构工艺对电池片电学性能的影响，同时大幅降低电池表面的反射率，从而提高电池片的光电转换效率。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种晶硅太阳能电池及其制备方法。

背景技术

随着传统化石能源的枯竭，发展新能源和可再生能源已成为世界各国一项紧迫的战略性任务。晶硅(单晶和多晶)太阳能电池的光伏发电是当前新能源利用的主流技术之一，光电转换效率是评价晶体硅太阳能电池片质量最重要的指标。为获得更高的光电转换效率，要求电池片具有很好的电学和光学特性：电学方面的特性主要通过晶体硅材料本身的高质量、形成理想的PN结、表面钝化等技术来保证，即晶硅是体现电池片电学性能的主体；而光学方面的特性主要通过电池片表面织构化结合光学减反层、以及背表面反射来实现。

近年来发展的黑硅(black silicon)材料是指可以吸收几乎所有可见光、反射率极低的一种新型半导体材料。采用黑硅材料制备的太阳能电池片称为黑硅太阳能电池片。在电池片的工艺中，电池片的光电转换效率不仅取决于反射率，同时还取决于电池片通过扩散形成发射极的质量以及对电池片表面的钝化工艺。

通常制备黑硅的技术有：1999年美国哈佛大学Eric Mazur开始开发的激光扫描刻蚀技术；其他小组研发的等离子体干法刻蚀技术以及金属辅助化学溶液刻蚀技术等。所有的技术所针对的硅电池片本身，即在硅片表面形成一定厚度的纳米陷光层。这些技术的优点是硅片可以获得极低的光学反射率，但是所形成的纳米陷光结构会带来一些问题：由于一定厚度的纳米陷光结构的存在，进行扩散工艺时PN结深度的较难控制，形成的PN结深度的不均匀；纳米陷光层中会引入等离子体干法刻蚀引起的“损失层”，或纳米金属辅助化学溶液刻蚀引入的金属杂质以及多空硅层，导致晶硅表面复合严重，从而导致电性能的下降。所为，目前产线为了减小纳米黑硅的结构表面的复合以及清除干净湿法黑硅结构底部的金属杂质，一般会通过后处理工艺将黑硅的反射率再回刻到一个相对较高的范围(15～20％)，使硅片表面光学陷光和钝化之间达到一种平衡，从而导致电池光电转换效率的增益严重受限。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种晶硅太阳能电池及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶硅太阳能电池及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种晶硅太阳能电池，所述晶硅太阳能电池包括：

晶硅，包括N型半导体层和P型半导体层，所述晶硅包括相对设置的第一表面和第二表面；

介质层，位于晶硅的第一表面上，所述介质层的表面形成有纳米陷光结构；

第一电极，与晶硅中的N型半导体层电性连接；

第二电极，与晶硅中的P型半导体层电性连接。

一实施例中，所述晶硅为P型单晶硅、P型多晶硅、N型单晶硅、N型多晶硅中的任一种；和/或，所述晶硅的厚度为100-500μm，优选为150-200μm。