[发明专利]一种IBC太阳能电池结构及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种IBC太阳能电池结构，包括依次层叠设置的减反射层、正面钝化膜层、p型扩散层、n型单晶硅基底层、背面钝化膜层、有机异质结层、背面导电保护层、背面电极；所述n型单晶硅基底层的背面形成图形化的有机异质结层，所述有机异质结层包括p型有机异质结层和n型有机异质结层，所述p型有机异质结层和n型有机异质结层中间有形成空间隔离区；本发明也相应地公开上述IBC太阳能电池结构的制备工艺。本发明通过将有机物质和单晶硅接触面移至电池背面，保证形成均匀、高质量的有机杂化异质结膜层，而正表面采用了碱制绒金字塔绒面结构，可以大幅提升电池光学性能。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种低成本有机/晶硅杂化IBC太阳能电池结构及其制备工艺。

背景技术

太阳能电池是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件，利用光能这一可再生资源，在当今能源短缺的情形下太阳能电池具有广阔的发展前景。

太阳能电池的种类繁多，其中，IBC(Interdigitated back contact，叉指背接触)太阳能电池以其较高的转换效率、较低的串联电阻、简化的互联技术及良好的外观等优点受到越来越多业内人士的关注，成为太阳能电池技术领域较为前沿的高效电池技术之一。

常规制作IBC太阳能电池的工艺流程大致为：清洗-表面制绒-双面扩散掺杂-去玻璃层-丝网印刷阻挡层-刻蚀形成第一导电指区-扩散形成第二导电指区-正面制备减反射层-背面制备背钝化层-丝网印刷第一电极和第二电极-烧结-激光烧结。在实际生产过程制作IBC太阳能电池的技术细节及相应的操作步骤非常多，繁多的步骤和复杂的操作使IBC太阳能电池的生产效率较低，并且生产成本也较高，给IBC太阳能电池的发展造成了困难。

IBC背接触太阳能电池结构都是通过进行背面图形化掺杂，形成交叉掺杂的n型掺杂区和p型掺杂区。因为该图形化掺杂的需求，在工艺实现方面需要多次掩膜过程，制备流程复杂，成本极高；另一方面，现在采用的有机无机杂化的异质结太阳能电池，其接触面一般为平面，这种平面结构会造成光学反射损失特别多，然后当采用绒面结构时，由于有机材料和无机材料(常为晶硅材料)直接的浸润性比较差，有机材料在晶硅表面无法形成均匀的膜层。

因此亟待一种成本低廉、克服相接面造成大量光学反射损失的制备工艺。

发明内容

为了解决现有技术的问题，一方面，本发明提供了一种IBC太阳能电池结构，包括依次层叠设置的减反射层、正面钝化膜层、p型扩散层、n型单晶硅基底层、背面钝化膜层、有机异质结层、背面导电保护层、背面电极；

所述n型单晶硅基底层包括正面和背面，所述正面构造为绒面结构；所述正面包括p型扩散层且所述p型扩散层形成有正面p+型发射区；所述背面形成图形化的有机异质结层，所述有机异质结层包括p型有机异质结层和n型有机异质结层，所述p型有机异质结层和n型有机异质结层中间有形成空间隔离区；所述有机异质结层平整贴附于所述背面钝化膜层。

作为本发明实施例的进一步改进，所述减反射层为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氟化镁中一种或多种。

作为本发明实施例的进一步改进，所述正面钝化膜层包括层叠设置的氧化铝层和氧化硅层，所述氧化铝层贴合设置于所述减反射层，所述氧化硅层贴合设置于所述p型扩散层。

作为本发明实施例的进一步改进，所述p型扩散层通过硼扩散或硼离子注入形成。

作为本发明实施例的进一步改进，所述背面导电保护层构造为透明导电TCO保护层，所述TCO选自ZnO、In₂O₃、Ga₂O₃、TiO₂、ZrO₂中的一种或多种混合物。

另一方面，本发明进一步公开了一种IBC太阳能电池结构的制备工艺，所述制备工艺包括以下步骤：