[发明专利]一种新型PERC太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种新型PERC太阳能电池及其制备方法。太阳能电池包括层叠设置的局部正极、正极面减反射层、氧化硅层、掺杂层、P型硅衬底、钝化层、负极面减反射层、局部宽带隙化合物选择传输层或具有局部钝化层的局部宽带隙化合物选择传输层、局部负极。本发明通过对界面附近的良好钝化确保电荷载流子不会在接触处复合，而良好的载流子选择性接触决定了电荷载流子在阻挡相反类型的电荷载流子的界面处聚集的最大量。本发明使用宽带隙化合物作为载流子选择性接触，替代金属和硅衬底的直接接触，克服了PERC电池局部金属接触复合损耗高这一缺点，提高了短路电流密度和开路电压。

技术领域

本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种新型PERC太阳能电池及其制备方法。

背景技术

研究表明，光伏能源转换有望在本世纪中叶成为遏制全球变暖的领先技术。基于晶硅的光伏器件由于纯度高、缺陷最小、少数载流子寿命高，具有高功率转换效率的优势，但是c-Si/金属接触界面存在较高的表面复合速度，含铝背场的c-Si太阳能电池(Al-BSF)具有光学复合、体复合和背面复合等多种损失，限制了太阳能电池的转化效率，因此被先进的钝化发射极及背面接触(PERC)结构所取代。2019年，钝化发射极和后电池(PERC)设计已经接管了全球光伏太阳能电池的大部分生产，成为行业的主流产品，在工业水平上实现了超过20％的转换效率。而且双面PERC电池在几乎不增加制造成本的情况下实现双面发电，提升发电量，极大地提升了PERC技术的竞争力与未来发展潜力。但仍由于复合和吸收损失，PERC太阳能电池器件的设计依然是一个挑战，这最终限制了器件的性能达到了29.4％的俄歇效率极限。

根据复合理论，复合率越高少子扩散长度越短，开路电压也就越低。良好的背面钝化效果有益于提升电池的开路电压、短路电流及填充因子，进而提升电池转化效率。目前的铝背面场可以提供一定的场钝化效果，但Al作为受主杂质在硅材料内部的固溶度较低，铝背场提供的场钝化效果比较弱，导致表面复合损失。尽管PERC技术比其Al BSF前身具有更高的效率潜力，克服了完全金属化背面的表面复合损耗的限制，在正面和背面施加介质钝化层，并通过局部形成接触限制金属化分数，可以实现优异的表面钝化。但其重掺杂结中的带隙变窄和俄歇复合，以及局部金属接触区域中的表面复合也会受到影响。尽管通过进一步地降低金属化分数可以将相关的接触复合损耗降至最低，但折衷的办法是增加电阻损耗。说明PERC技术还需要进一步地改进，以满足日益增长的效率需求。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种新型PERC太阳能电池及其制备方法，通过克服局部金属接触区域中的表面复合，进一步地增强PERC太阳能电池背表面的钝化效果，降低接触相关的复合损耗。

为了解决本发明的上述技术问题，本发明提供采用以下技术方案：

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明的第一目的是提供一种新型PERC太阳能电池，所述太阳能电池包括层叠设置的局部正极、正极面减反射层、氧化硅层、掺杂层、P型硅衬底、钝化层、负极面减反射层、局部宽带隙化合物选择传输层或具有局部钝化层的局部宽带隙化合物选择传输层、局部负极。

进一步地，所述局部正极的材料为Al、Ca/Al、Mg/Al、Mg/Ag、Cu、Ag、Ti/Pd/Ag、Ti/Au/Ag、LiFx/Al、RbFx/Al中的任意一种；

所述局部负极的材料为Al、Ca/Al、Mg/Al、Mg/Ag、Cu、Au、Ag、Ti/Pd/Ag、Ti/Au/Ag中的任意一种。

进一步地，所述正极面减反射层的材料为氮化硅、氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化钼、氧化锌、掺杂氧化锌、硫化锌、碳化硅、掺杂氧化硅、氧化钽、氟化镁、氧化锆、氧化铪中的一种或几种叠层；

所述负极面减反层的材料为氮化硅、氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化钼、氧化锌、掺杂氧化锌、硫化锌、碳化硅、掺杂氧化硅、氧化钽、氟化镁、氧化锆、氧化铪中的一种或几种叠层。