[实用新型]一种P型单晶硅电池正面镀膜结构

说明书

本实用新型公开了一种P型单晶硅电池正面镀膜结构，包括晶硅正面膜，所述晶硅正面膜依次沉积有第一层SiO₂层，第二层掺P多晶硅(n‑Si)，第三层60‑100nm的SiNx层，所述第一层厚度为1‑4nm，所述第二层厚度为10‑30nm，第三层厚度为60‑100nm。本实用新型降低了银栅线与硅接触处的载流子复合，掺P的多晶硅膜层与电池正面形成n+/n层，阻止了电池n型硅中的少子(空穴)向正表面迁移，从而了减小了表面复合，提高了Voc。

技术领域

本实用新型涉及光伏太阳能电池技术领域，具体为一种P型单晶硅电池正面镀膜结构。

背景技术

能源问题一直是困扰我国经济发展的重要因素，化石能源的日渐枯竭使得新能源的研究变得尤为关键，尤其是太阳能的研究。光伏材料是太阳能研究的关键内容，其中单晶硅因具有诸多优点，如：晶体结构相对完美、杂质少、纯度高、高少子寿命、电阻率容易控制等，成为了光伏材料中的佼佼者。直至目前，单晶硅仍然以成熟的冶炼技术，简便的制作手法以及相对高效的光电转化效率占据着光伏行业重要的位置。

在目前的太阳电池市场中，约85％是晶硅电池，还有约15％属于薄膜电池。其中的晶硅电池市场又分单晶硅与多晶硅。相关数据显示，单晶硅与多晶硅的市场份额占比分别在 30％-40％和50％-60％之间。单晶硅和多晶硅的区别在于当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的芯片，则形成单晶硅；如果这些晶核长成晶面取向不同的芯片，则形成多晶硅。

多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面，如在力学性质、电学性质等方面，多晶硅均不如单晶硅。目前的单晶硅片主要分为N型与P型。在超纯单晶硅中掺入微量的ⅢA 族元素，如掺硼而形成P型硅半导体；掺入微量的VA族元素，如掺磷或砷形成N型硅半导体。更简单的说，单晶硅中掺磷是N型，掺磷越多则自由电子越多，导电能力越强，电阻率就越低；而掺硼为P型，掺硼越多则能置换硅产生的空穴也越多，导电能力越强，电阻率就越低。在2011年以前，无论是单晶硅还是多晶硅片，均以P型为主流产品。但根据实验观测，多晶P型产品转换效率最高为17.4％，而单晶P型产品转换效率最高为19％。但是单晶P型产品还有一个明显的缺点，即在模组端有电力流失(Power Loss)相对大的问题，所以目前的P型产品已经越来越少。而N型单晶产品没有电力流失的问题，且转换效率一般可以突破20％以上，成为目前单晶硅厂商积极投入研究及研发的领域之一。

光伏行业对太阳能电池增效提质的研究一直是热点。减少光学损失、减小载流子复合，是最重要的提高晶硅电池效率的途径。比如，太阳能电池正面和背面进行镀膜工艺，就是为了减少光学损失和减小表面复合，从而提高开路电压Voc、短路电流Isc和填充因子FF，最终提高晶硅电池的光电转化效率。

专利CN102522446B公开了一种HIT太阳电池结构及其制作方法，该电池结构，在N型硅衬底的正反面首先热氧化SiO₂层做为掩膜；在正面SiO₂层上进行开孔；在正面依次沉积本征非晶硅层、P型非晶硅层；之后沉积AL₂O₃薄膜；在AL₂O₃薄膜上开孔；然后沉积透明导电薄膜作为窗口层；最后再采用浆料丝网印刷Ag栅极；在电池的背面，首先仍然是对SiO₂层开孔，然后依次沉积本征非晶硅层、N型非晶硅层，然后沉积透明导电薄膜；最后再丝网印刷Ag栅极，从而形成一个完整的电池器件。技术效果是简化了清洗工艺，利于实现产业化。但电池转化效率还有待进一步提高。

目前较为常见的P型单晶电池的正面膜层结构是，沉积SiO₂/SiNx减反射和钝化膜层，背面沉积Al₂O₃/SiNx或者SiO₂/SiNx钝化层。