[实用新型]硅异质结太阳电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池领域，具体而言，本实用新型涉及硅异质结太阳电池，更具体地，本实用新型涉及轻掺杂氢化非晶硅钝化的硅异质结太阳电池。

背景技术

光伏技术经过半个多世纪以来的发展，基于提高效率的考虑并结合各种新技术的应用，涌现出一些具有新型结构的高效硅太阳电池。在目前量产的高效晶硅太阳电池中，硅异质结电池是潜力较大的一款，吸引了越来越多研究机构的兴趣。

在异质结太阳电池中，由于界面处存在较高的缺陷态密度，为了抑制表面复合，采用本征非晶硅层对衬底晶硅界面进行良好钝化是获得高效异质结电池的基本条件。例如美国专利No.5705828，就是在a-Si:H/c-Si p-n结中插入本征非晶硅层来钝化界面的。但是要实现优异的钝化效果，对本征非晶硅层的质量要求非常高，因而沉积本征非晶硅薄膜的工艺窗口非常窄，实际制备过程中难于把握。而在中国专利CN102447000A中，则提出了将p 型和n型半导体中的掺杂离子浓度从靠近本征半导体到远离本征半导体层的方向依次增大，该方法减少了p型和n型半导体中的掺杂原子对本征半导体的污染，保证了较高的空间电场强度和较好的钝化作用。但是在实际操作中，要实现薄膜中的缓变掺杂，将涉及复杂的工艺参数的调控，并且厚度方向的均匀性和工艺的可重复性都会面临一定的挑战。

此外，也有采用氧化硅薄膜等材料进行表面钝化的方式。例如专利文献 US20140283902A1，以绝缘的SiO_X层代替本征非晶硅薄膜层，可起到减少界面缺陷，降低载流子复合的作用。然而，无论是本征非晶硅薄膜还是氧化硅薄膜，由于材料本身的导电性很差，电阻较高，在大规模生产中如果膜层的厚度控制不好，将影响最终电池的填充因子。

因此，现有的硅异质结太阳电池仍有待改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出硅异质结太阳电池。该硅异质结太阳电池采用轻掺杂的氢化非晶硅替代本征非晶硅作为钝化层，可以在保证良好的界面钝化作用的前提下，显著改善串联电阻，提高电池性能。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种硅异质结太阳电池。根据本实用新型的实施例，该硅异质结太阳电池包括：n型晶硅衬底；第一轻掺杂n型氢化非晶硅层，所述第一轻掺杂n型氢化非晶硅层设置在所述n型晶硅衬底的上表面；重掺杂p型氢化非晶硅发射极层，所述重掺杂p型氢化非晶硅发射极层设置在所述第一轻掺杂n型氢化非晶硅层的上表面；第一透明导电氧化物层，所述第一透明导电氧化物层设置在所述重掺杂p 型氢化非晶硅发射极层的上表面；第二轻掺杂n型氢化非晶硅层，所述第二轻掺杂n型氢化非晶硅层设置在所述n型晶硅衬底的下表面；重掺杂n型氢化非晶硅背场层，所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层设置在所述第二轻掺杂n型氢化非晶硅层的下表面；第二透明导电氧化物层，所述第二透明导电氧化物层设置在所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层的下表面；多个金属栅线电极层，所述多个金属栅线电极层间隔设置在所述第一透明导电氧化物层的上表面和所述第二透明导电氧化物层的下表面。

由此，根据本实用新型实施例的硅异质结太阳电池通过采用轻掺杂的氢化非晶硅替代本征非晶硅作为钝化层，可以在保证良好的界面钝化作用的前提下，显著改善串联电阻，提高电池性能。

任选的，所述n型晶硅衬底为n型单晶硅衬底或n型多晶硅衬底，所述n型晶硅衬底的掺杂浓度为10¹⁵～10¹⁹/cm³，所述n型晶硅衬底的厚度为50～200μm。

任选的，所述第一轻掺杂n型氢化非晶硅层、所述第二轻掺杂n型氢化非晶硅层和所述重掺杂n型氢化非晶硅背场层的掺杂气体分别独立地包括选自磷化氢(PH₃)或砷化氢 (AsH₃)中的至少之一。

任选的，所述第一轻掺杂n型氢化非晶硅层和所述第二轻掺杂n型氢化非晶硅层的掺杂浓度为10⁸～10¹⁷/cm³，所述第一轻掺杂n型氢化非晶硅层和所述第二轻掺杂n型氢化非晶硅层的厚度为1～15nm。

任选的，所述第一轻掺杂n型氢化非晶硅层和所述第二轻掺杂n型氢化非晶硅层的掺杂浓度为10¹⁵～10¹⁷/cm³，所述第一轻掺杂n型氢化非晶硅层和所述第二轻掺杂n型氢化非晶硅层的厚度为3～15nm。