[实用新型]一种抗LID黑硅太阳能高效电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能电池，具体公开一种抗LID黑硅太阳能高效电池。

背景技术

硅是世界上储量最丰富的元素之一,广泛的应用于光电探测、光通信、微电子设备等重要领域。但是由于晶体硅的本身的性质,使得晶体硅表面对可见-红外光的反射很高,极大的限制了硅基光电器件的灵敏度、可用波段范围以及转换效率等关键技术指标。近年来,一种叫黑硅的微结构硅引起了人们极大的关注,黑硅由于对可见-红外光波段的光有着其极高的吸收,可以广泛应用于生物,红外探测,太阳能电池,药学,微电子,农业和安全检测等方面。常规的晶体硅太阳电池都是基于p型掺硼硅晶体制造的,但这种电池存在着光衰减现象,该现象已经成为制约高效太阳电池发展的一个重要瓶颈。目前光衰减现象的性质和机理还未完全清楚,它是当前国际上晶体硅太阳电池材料和器件方向的研究热点之一。光衰问题可以通过抑制光衰减的缺陷生成-硼氧复合体的方法来解决，抑制硼氧复合体的方法包括①降低氧含量②降低硼浓度③p型掺镓硅晶体（镓取代硼）④n型硅晶体（不含硼）⑤高温热处理⑥同族掺杂（锗、锡和碳）硅晶体。

目前制备黑硅的方法多种多样,最具产业化的两种方法为干法制绒RIE（ReactiveIonEtching）和湿法制绒MCCE(Met铝CatalyzedChemic铝Etching)。采用RIE法或MCCE法制备黑硅纳米陷光娥眼结构可以显著提高可见-红外光波段的光谱吸收，但是由于黑硅制备过程中表面积的增大以及引入的缺陷，具有较高的表面复合速率和较低的少数载流子寿命，导致开路电压下降、漏电增大，太阳能电池的光电转换效率没有显著的提高。黑硅纳米陷光娥眼结构使形成的PN结结深不均匀，PN结浅结处硼和氧多数处于亚稳态，容易形成硼氧复合体，导致光照衰减（LID）现象更加严重。同时，PN结浅结处容易烧穿，导致太阳能电池的漏电现象更加严重。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：为解决以上问题提供一种增强光能吸收，提高光电转换效率，减少电池漏电现象，具有抗LID和PID效果的抗LID黑硅太阳能高效电池。

本实用新型所采用的技术方案是这样的：

一种抗LID黑硅太阳能高效电池，包括正、负电极和铝背场，还包括P型硅片衬底和依次位于P型硅片衬底上的PN结、SiO₂氧化膜、SiNx薄膜，所述PN结厚度均匀，所述SiNx薄膜包覆在SiO₂氧化膜表面。

进一步地，所述P型硅片衬底一端平整，另一端呈陷光结构，在其陷光结构端端面为PN结；所述PN结外侧、P型硅片衬底陷光结构端外层为SiO₂氧化膜；所述SiNx薄膜一端平整，另一端与所述P型硅片衬底陷光结构端形成吻合设置。

进一步地，所述PN结深为0.1~10μm。

进一步地，所述SiNx薄膜厚度为50~150nm。

综上所述，由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、利用RIE法或MCCE法形成黑硅纳米陷光娥眼结构，由于超低纳米减反结构阵列的独特减反效果，增加了光能的吸收，有利于提高纳米柱电池的转化效率；

2、通过两次扩散，第一由于黑硅纳米陷光娥眼结构，通过再次扩散促使磷再分布形成均匀的PN结表面，有效防止高陷光结构凹陷部分PN结偏浅导致的光照衰减，具有抗LID效果；第二，提高了纳米柱与电极的欧姆接触特性，改善了黑硅纳米陷光娥眼结构与电极接触的问题，减少太阳能电池的漏电现象；第三，得到硅片表面掺杂浓度低，表面复合小，提高太阳能电池的开路电压，从而显著提高太阳能电池的光电转换效率；第四，在磷扩散层表面形成二氧化硅氧化层钝化膜，具有抗PID效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中标记：1、正电极；2、负电极；3、铝背场；4、P型硅片衬底；5、PN结；6、SiO₂氧化膜；7、SiNx薄膜。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。