[发明专利]基于N型硅片的背接触异质结太阳电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳电池，具体涉及一种基于N型硅片的背接触异质结太阳电池。

背景技术

二十一世纪，能源危机和环境污染已经成为亟待解决的全球问题。开发绿色能源成为解决危机的主要方法。其中太阳电池因其洁净、安全、可再生成为世界各国竞相发展的目标。目前太阳电池主要发展方向是降低成本、增加效率。

新型非晶硅和晶硅构成的异质结太阳电池具有结构简单、工艺简易、它将晶体硅具有高载流子迁移率优点与低温化学气相沉积非晶硅工艺优势相结合，成为太阳能行业的热点发展方向。如日本三sanyo集团开发的以N型晶体硅为衬底的HIT电池实验室装换效率已经突破22%，产业化电池片转化效率达到19%。

目前HIT结构的太阳电池存在以下问题：第一非晶硅薄膜的缺陷较多，增加了薄膜体内的载流子复合缺陷密度，影响光生电流的收集及传输；第二正面的栅线设计是电池受光面积减少，从而降低短路电流，影响太阳电池最终的转化效率。

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种基于N型硅片的背接触异质结太阳电池。本发明太阳电池不会出现常规P型晶硅太阳电池光致衰减现象，光谱响应更好，太阳光在电池内传播光程更长，电池较常规晶硅太阳电池厚度大大减薄；电极全部印刷在电池背面，即避免了常规太阳电池正面电极遮光的问题，也提高了太阳电池短路电流，大大提高太阳电池的转化效率；低温烧结工艺大大简化生产工艺、降低生产成本，适用于产业化生产。

本发明采用的技术方案为，一种基于N型硅片的背接触异质结太阳电池，从背面特征分为N型区域和P型区域，N型区域包括由上到下依次叠层结合的受光面减反射膜、N+ a-Si N+非晶硅薄膜、i-a-Si本征非晶硅薄膜、N-C-Si N型晶体硅、N+ c-Si N+晶硅层、透明导电薄膜TCO和背电极，形成N+ a-si/ i- a-si/N-c-si/N+c-si异质结结构；P型区域包括由上到下依次叠层结合的受光面减反射膜、N+ a-Si N+非晶硅薄膜、i-a-Si本征非晶硅薄膜、N-C-Si N型晶体硅、N+ c-Si N+晶硅层、i-a-Si本征非晶硅薄膜、P-a-Si非晶硅薄膜、透明导电薄膜TCO和背电极，形成N+ a-si/ i- a-si/N-c-si/N+c-si/i-a-si/P-a-si异质结结构。

所述的受光面减反射膜为SiO₂、Si₃N₄、Ta₂O₅或TiO₂，减反射膜厚度为70~90nm，折射率为1.5~2.5。

采用化学气相沉积工艺在N型晶体硅上面和P型区域的N+晶硅层下面制作本征非晶硅薄膜，厚度为1~50nm。

所述的N型晶体硅为单晶硅、太阳能级或金属级多晶硅、带状硅，其厚度为120~220um，掺杂浓度为1×10¹⁵～5×10¹⁷/cm³。

所述的N型晶体硅下层的N⁺型晶体硅层，其厚度为0.1~0.5um，浓磷掺杂浓度为1×10¹⁸～5×10²⁰/cm³。

所述的P型区域中，P-a-Si非晶硅薄膜采用化学气相沉积工艺在本征非晶硅薄膜下面沉积一层，厚度为1~50nm。