[实用新型]具有多晶硅钝化遂穿复合结的N型双面晶硅电池

说明书

本实用新型提供一种具有多晶硅钝化遂穿复合结的N型双面晶硅电池，包括衬底，衬底采用n型晶体硅片，n型晶体硅片的正面由里到外依次设置n+型晶体硅层、正面钝化减反射层以及穿透正面钝化减反射层并与n型晶体硅片接触的正面金属电极；n型晶体硅片的背面依次设置p++型硅膜层、n++型硅膜层、背面钝化减反射层以及穿透背面钝化减反射层并与n++型硅膜层接触的背面金属电极；本实用新型电池背面采用p++型硅膜层与n型晶体硅片形成的异质结发射极具有较低复合电流密度；n++型硅膜层既能与p++型硅膜层形成遂穿复合结有效传输光生电流，又能与金属背电极直接形成良好的欧姆接触。

技术领域

本实用新型涉及一种具有多晶硅钝化遂穿复合结的N型双面晶硅电池。

背景技术

随着光伏市场的发展，人们对高效晶体硅电池的需求越来越急迫。相对p型晶体硅电池而言，由于n型晶体硅对金属杂质不敏感，或者说具有很好的忍耐性能，故其少数载流子具有较大的扩散长度；此外，n型晶体硅采用磷掺杂，不存在因光照而导致B-O络合体的形成，因而不存在p型晶体硅电池中的光致衰退现象。因此，n型晶体硅电池逐渐成为众多研究机构和光伏企业关注的对象。

在所有n型晶体硅电池中，n-PERT双面电池（Passivated Emitter Rear Totally-diffused，即发射结钝化全背场扩散电池），如附图1所示，是器件结构和制备工艺与现有p型晶硅电池最接近的，最容易被大多数企业采用的技术路径。通常，n-PERT双面电池以n型单晶硅片，如图1中的n型晶体硅层01为衬底，在其正、背面分别掺杂硼、磷原子形成p+型晶体硅层02、n+型晶体硅层05，形成p+n发射极和nn+背电场，然后采用介质膜钝化正、背面分别形成正面钝化减反射膜层03、背面钝化减反射膜层06，最后穿透介质膜形成正面金属电极04、背面金属电极07。

目前，p型侧的丝网印刷金属化是一个尚未完全解决的技术难题。通常，为了降低Ag浆与p型层的接触电阻，需掺入一定量的Al，而Al的存在会造成p型发射极接触区复合电流增加。目前解决此问题的办法有三种：其一是采用较深的结深，同时保持相对较小的表面浓度，以防止钝化区复合电流升高；其二是采用选择性发射极，以屏蔽接触区复合；其三是采用电镀技术以降低接触区面积和复合。

以上方法虽然在一定程度上可以缓解正面接触区的复合，但由于金属电极与p+型发射极表面仍然直接接触，金属离子很容易渗透到硼扩散区（p+型晶体硅层），破坏电极下面的ｐ＋ｎ结，从而造成p+n结区的复合增加，电池开路电压和转换效率降低；另外，Ag浆料中引入Al会使浆料的体电阻率升高，并导致电池串联电阻增大，填充因子降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有多晶硅钝化遂穿复合结的N型双面晶硅电池，克服n-PERT电池中金属电极直接接触p+型发射极表面造成的接触区复合增加而导致开路电压降低的问题。

本实用新型的技术解决方案是：

一种具有多晶硅钝化遂穿复合结的N型双面晶硅电池，包括衬底，衬底采用n型晶体硅片，n型晶体硅片的正面由里到外依次设置n+型晶体硅层、正面钝化减反射层以及穿透正面钝化减反射层并与n型晶体硅片接触的正面金属电极；n型晶体硅片的背面依次设置p++型硅膜层、n++型硅膜层、背面钝化减反射层以及穿透背面钝化减反射层并与n++型硅膜层接触的背面金属电极。

进一步地，n型晶体硅片采用n型单晶硅片或n型多晶硅片，n型晶体硅片的电阻率在0.3~10Ωcm，厚度在50~500um。

进一步地，n+型晶体硅层的厚度在0.2~2um，方块电阻在20~200Ω/□。

进一步地，p++型硅膜层采用硼掺杂的非晶硅、非晶氧化硅、微晶硅、微晶氧化硅或多晶硅，p++型硅膜层的厚度在10nm~10um。

进一步地，p++型硅膜层与n型晶体硅片之间附带一层超薄氧化硅层，超薄氧化硅层厚度在1~3nm。