[发明专利]一种单面制绒的硅异质结电池及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池，属于光伏领域。

技术背景

硅异质结太阳能电池具有比传统晶硅电池更高的转换效率，还具有温度系数低、弱光性能好的优点，受到了越来越广泛的关注，是未来太阳能电池技术发展的一大趋势。

硅异质结电池通常结构和制备方法为：先对N型硅片进行双面制绒、清洗，再沉积本征非晶硅钝化层、发射极P层以及背场N层，最后沉积透明导电薄膜并丝网印刷金属电极。这种结构由于非晶硅钝化层、发射极P层都在绒面表面沉积获得，导致了发射极接触界面面积大，缺陷态密度增多，电池的复合中心多导致了光生载流子不能很好的捕获，影响了电池的转换效率。

专利[CN103972325A]公布了一种单晶硅片单面制绒方法，专利[CN102694056A]公布了一种在单晶硅太阳电池单面制绒中使用的工装设备，现有技术应用于传统单晶硅电池的制备，增强了铝背场效果，提高了电池性能，但现有技术没有针对硅异质结电池的非晶硅钝化，没有解决硅异质结电池发射极界面缺陷导致的光生载流子复合过多的问题。

发明内容

针对现在技术的不足，本发明提供一种单面制绒的硅异质结电池及制造方法，从而增加发射极PN结界面处非晶硅钝化效果，减少光生载流子的复合，以此提高开路电压。

本发明具体采用如下技术方案：

一种单面制绒的硅异质结电池，其特征在于包括单面制绒的N型单晶硅片、P面非晶硅钝化层、N面非晶硅钝化层、发射极P层、背场N层、背面ITO层、正面ITO层、丝网印刷金属电极、溅射金属层；所述N型单晶硅片的抛光面为背光面，绒面为受光面；所述的P面非晶硅钝化层、发射极P层、背面ITO层、溅射金属层依次位于N型单晶硅片的抛光面下方；所述的N面非晶硅钝化层、背场N层、正面ITO层依次位于N型单晶硅片的绒面上方；所述丝网印刷金属电极设置在正面ITO层上。

上述电池的制造方法如下：

步骤一，对N型单晶硅片进行单面制绒，绒面为受光面，抛光面为背光面；

步骤二，在抛光面依次沉积本征非晶硅钝化层、发射极P层；

步骤三，在绒面依次沉积本征非晶硅钝化层、背场N层；

步骤四，分别在发射极P层、背场N层上沉积透明导电薄膜ITO层；

步骤五，在受光面的透明导电薄膜ITO层上采用丝网印刷方式获得正面金属电极；

步骤六，在背光面的透明导电薄膜ITO层上采用测控溅射金属层的方式获得背面金属电极。

本发明硅异质结电池采用双面抛光及单面制绒工艺，获得单面制绒的N型单晶硅片，在绒面表面沉积非晶硅钝化层及背场N层，在抛光表面沉积非晶硅钝化层及发射极P层，使得电池既满足了正面吸收更多的光，又满足了PN结界面处获得了良好的钝化，降低了电池的缺陷态密度，减少的光生载流子的复合，提高了电池的开路电压。同时结合抛光面溅射金属方式，可以获得更好的红外光反射效果，提高了电池的短路电流。

常规结构的硅异质结电池开路电压通常为730mv左右，电池转换效率为21.5%~22%。采用单面制绒，在抛光面进行本征非晶硅钝化、沉积发射极P层，并将PN结置于背光面，制备出的硅异质结电池开路电压可以提升至735mv以上，电池转换效率可以提高至22.5%以上。

附图说明

图1 为本发明硅异质结电池的结构示意图。

具体实施方式

实施例

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的技术方案的限定。

如图1所示，一种单面制绒的硅异质结电池，包括单面制绒的N型单晶硅片1、P面非晶硅钝化层2、N面非晶硅钝化层3、发射极P层4、背场N层5、背面ITO层6、正面ITO层7、丝网印刷金属电极8以及溅射金属层9。N型单晶硅片1的抛光面为背光面，绒面为受光面。P面非晶硅钝化层2、发射极P层4、背面ITO层6、溅射金属层9依次位于N型单晶硅片1的抛光面下方。N面非晶硅钝化层3、背场N层5、正面ITO层7依次位于N型单晶硅片1的绒面上方。丝网印刷金属电极8设置在正面ITO层7上。在具体实施例中，P面非晶硅钝化层2可以比N面非晶硅钝化层3更薄，由此可以获得更高的开路电压、填充因子及电池转换效率。

本发明的硅异质结电池制造方法如下：

步骤一，为了避免在抛光面钝化带来的电流损失，采用单面制绒工艺，先制备出一面为绒面、一面为抛光面的N型单晶硅片。

步骤二，在抛光面依次沉积本征非晶硅钝化层及发射极P层，形成PN结， PN结置于背光面。