[实用新型]一种晶体硅\非晶硅双节双面电池

说明书

技术领域

本实用新型属于光伏领域，具体涉及一种太阳能电池结构。 

背景技术

目前，与国外先进电池制备技术相比，我国晶硅太阳电池制备技术还是相对落后，基本流程由在P型硅片上以制绒、扩散、刻蚀、沉积减反膜、丝网印刷方法制造太阳电池。 

 2010年以来，太阳电池片的销售从卖方市场到买方市场，政务补贴大幅削减，使得电池片得制造商努力降低自己的生产成本，而提高电池片的效率就是有效的途径，不仅降低了每瓦的生产成本，并且销售得市场更大；目前高效电池的研发集中在背面钝化，细栅印刷，双面电池等，这些电池的制备和传统电池的制备工艺兼容和接近，都是单节电池，不能充分的利用太阳电池的光谱，效率的提高受到了限制。 

实用新型内容

实用新型目的：是针对现有技术存在的不足，提供一种晶体硅/非晶硅双节双面电池。 

技术方案：为实现上述目的，本实用新型提供了一种晶体硅/非晶硅双节电池，包括： N型硅衬底、非晶硅I层、微晶硅P层、非晶硅N层、微晶硅N层、非晶硅本征层、非晶硅P层、透明导电电极、电池的正极和电池的负极；所述电池从上而下依次为：电池的正极、透明导电电极、非晶硅P层、非晶硅本征层、微晶硅N层、微晶硅P层、非晶硅I层、N型硅衬底、非晶硅I层、非晶硅N层、透明导电电极、电池的负极。 

本实用新型在N型半导体的前后表面制备非晶硅 I层，背表面制备非晶硅N层，前表面制备微晶硅P 层，形成叠成电池的下电池-异质结电池；同时下电池的微晶硅P和上电池的微晶硅N形成良好的隧穿节；此叠成电池的上电池是NIP结构的非晶硅电池；并且双面制备透明导电极和银电极。 

本实用新型所述的一种晶体硅/非晶硅双节电池的制造方法，具体步骤如下   

（1）对N型单晶硅半导体衬底表面绒面化并进行化学清洗；

表面绒面化的目的是增加太阳光在表面的折射次数，增加光线在硅衬底中的光程，提高太阳光的利用率。单晶硅半导体通常在在碱溶液（如氢氧化钠溶液和氢氧化钾溶液）进行表面绒面化，是形成由金字塔形状的绒面。同时绒面给前薄膜PIN电池提供内反射，提高薄膜电池的电流密度；

化学清洗，化学清洗一般在稀盐酸和氢氟酸中进行，目的是去除表面的杂质，为后面的沉积本征非晶硅提供准备；

（2）在N型硅衬底两面沉积非晶硅I层；

非晶硅I层的主要作用是钝化N型晶体硅的表面；

（3）沉积非晶硅N层；

在N型硅衬底的下表面沉积非晶硅N层，主要作用是形成异质结，同时非晶硅致密度高，可以保护电池的内部不受水气的影响；

（4）沉积微晶硅P层；

在N型硅衬底的上面沉积微晶硅P层，主要作用是形成异质结，同时微晶硅P和后来的微晶硅N形成良好的隧穿节，有利于载流子的通过；

（5）沉积前电池的微晶硅N层；

在微晶硅P层上沉积前电池的微晶硅N层，一方面它是前电池的构成部分，另一方面是和前面的微晶硅P形成良好的隧穿节，有利于载流子的通过；

（6）沉积前电池的本征非晶硅I层；

在微晶硅N的上面采用PECVD的方法沉积前电池的非晶硅I层，它是前电池有源层；

（7）沉积前电池的非晶硅P层；

在非晶硅的I 层的沉积非晶硅P层，它是前电池的正极；

（8）双面制备透明导电电极；

透明导电池可以采用溅射或者金属氧化物化学沉积（MOCVD）的方法制备，主要作用是收集电池的载流子；

（9）制备银电极；

银电极的主要作用是把太阳电池的电流收集起来，导出电池。

本实用新型中N型硅片的电阻率为：0.3 ?cm -6 ?cm ；沉积在N型硅片上的非晶硅I层的厚度为：5-30nm；非晶硅N和微晶硅的厚度为10nm-30nm；微晶硅的N的光敏性为1-10，电导率为1-10S/cm；微晶硅P光敏性为1-10，电导率在0.1-10S/cm；非晶硅I层的光敏性约为10⁵；前电池（非晶硅PIN电池）的I层的厚度在300nm-2000nm。 

有益效果：本实用新型所述的一种晶体硅/非晶硅双节电池，具有以下优点： 

1.      本实用新型充分利用太阳的光谱，同时可以利用电池背面反射回来的光发电，制备出了高效的太阳电池；

2．本实用新型所述制造方法的整个过程中无高温过程，最大限度的提高晶体硅的有效少子寿命，提高电池的转化效率； 

3．本实用新型所述方法整个制造过程采用薄膜电池的制备工艺和设备，制造成本较低。