[发明专利]一种太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种太阳能电池，包括硅基体，所述硅基体中设有选择性掺杂区域，所述选择性掺杂区域包括掺杂区域和非掺杂区域，所述选择性掺杂区域的表面上设有钝化介质层，所述钝化介质层上设有多晶硅薄膜，在所述多晶硅薄膜上且在与所述掺杂区域对应的位置处设有金属接触电极。该电池通过对金属接触下方的硅基体进行选择性的局部掺杂，能够有效地减小金属接触区域对超薄钝化介质层的损伤的难题，能更能够发挥好其电学性能。本发明还公开了上述太阳能电池的制备方法。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术

晶体硅太阳能电池要想获得高效率，其晶体硅基体表面必须具有良好的钝化将少数载流子的表面复合速率控制到最小，从而获得较高的开压、电流和填充因子。硅表面钝化的常用手段主要是利用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等单层或多层介质膜结构通过将硅基体表面的悬挂键浓度降低来抑制表面复合速率。但是为了将电流引出，金属电极必须穿过钝化介质膜与硅基表面接触，此时钝化膜不可以避免地被部分破坏，造成少数载流子在金属接触区域的复合，将电池的开路电压拉低。因此，在不影响电池的电流输出的条件下将金属接触面积降至最小是提高晶体硅太阳能电池转换效率的根本手段之一。

近几年来，钝化接触在晶体硅太阳电池领域逐渐得以实施应用，其基本方法是将钝化与电接触分开，采用在硅基体的背面生长一层超薄的氧化层，并在氧化层上制备一层掺杂的多晶硅薄膜作为金属电接触的缓冲层，利用隧道效应电子穿过超薄氧化层进入重掺杂多晶硅薄膜，然后被金属电极收集到外电路，但是，大规模工业生产都用丝网印刷银浆料或银铝浆料，再通过高温烧结的方法来实现金属电接触。在高温烧结过程中，金属浆料会穿透多晶硅薄膜对介于硅基体与多晶硅薄膜之间的氧化层具有一定的破坏作用，对其钝化效果导致一定的影响，造成开路电压降低。

专利文献CN205564789U、CN205564790U、CN205564764U等中公开的技术方案均是在未掺杂的硅基体上制备钝化接触结构，在印刷烧结金属电极后，实测的开路电压(电极开路电压，Terminal Voc)比虚拟开路电压(结电压，Implied Voc)低5mV～10mV，而且太阳能电池的转化效率也受到影响。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种太阳能电池，该电池通过对金属接触电极下方的硅基体进行选择性的局部掺杂，能够有效地减小金属接触电极区域对钝化介质层(通常为超薄钝化介质层)的损伤，从而能够改善其电学性能。

本发明的第二个目的还在于提供上述钝化接触太阳能电池的制备方法，该方法能够制备上述的太阳能电池，并且由于与现有工艺兼容性良好因此成本低。

本发明的上述第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种太阳能电池，包括硅基体，所述硅基体中设有选择性掺杂区域，所述选择性掺杂区域包括掺杂区域和非掺杂区域，所述选择性掺杂区域的表面上设有钝化介质层，所述钝化介质层上设有多晶硅薄膜，在所述多晶硅薄膜上且在与所述掺杂区域对应的位置处设有金属接触电极。

本发明通过将用于导出电流的金属接触电极与所述硅基体局部掺杂区域的形状完全对应，同时保证未掺杂区域上不会有金属与硅基体接触的可能。因此，即使高温烧结有可能导致金属对超薄钝化介质层损伤，也不会对电池的开路电压、填充因子及转换效率造成太大的影响。

优选地，所述多晶硅薄膜为掺杂多晶硅薄膜，所述掺杂区域和掺杂多晶硅薄膜中的掺杂元素相同，所述掺杂元素为硼或磷。

优选地，所述掺杂区域中掺杂元素的掺杂浓度为1.0E¹⁸atoms/cm³～1.0E²⁰atoms/cm³，掺杂深度为0.1～2μm。

作为本发明的一种优选的实施方式，所述掺杂区域和非掺杂区域相互交替分布在所述硅基体中。