[发明专利]太阳能电池单元及其制造方法

说明书

提供太阳能电池单元和太阳能电池单元的制造方法。该太阳能电池单元包括：硅基体；钝化介质层，其设置在硅基体上；第一硅层、第二硅层和第三硅层，其依次设置在钝化介质层的背向硅基体的表面上并彼此接触；以及金属接触电极，其穿过第三硅层和第二硅层而与第一硅层直接接触。

技术领域

本公开涉及一种太阳能电池单元以及一种太阳能电池单元的制造方法。

背景技术

人类的生存与发展离不开能源。太阳能是最具优点的可再生、量大、清洁能源之一。晶体硅太阳能电池是把光能直接转化为电能的半导体器件。高效的光电转化率和较低的使用成本是人类对晶体硅太阳能电池的渴求。高效太阳能电池必须具有良好的表面钝化，较低的表面复合速率，进而可以获得较高的开路电压、短路电流和转化效率。目前，表面钝化主要通过单层或多层介质膜结构实现。但是在表面钝化之后，还需要进行金属化。例如，通过在介质膜结构上印刷金属接触电极而实现金属化。在这种情况下，在印刷的金属接触电极下方的介质膜结构时金属接触电极不可以避免地被破坏，造成金属接触区域的表面复合速率比较大，进而降低电池的开路电压。

提出了一种钝化接触太阳电池，其包括超薄的氧化层以及在氧化层上的掺杂的硅膜层。该电池可以在较好地实现钝化的同时，降低金属接触导致的表面接触复合，有效地提高了电池的开路电压和电池转化效率。但仍然要想进一步提升电池的开路电压和电池转化效率。

发明内容

本公开的至少一些实施例提供一种太阳能电池单元，包括：硅基体；钝化介质层，其设置在硅基体上；第一硅层、第二硅层和第三硅层，其依次设置在钝化介质层的背向硅基体的表面上并彼此接触；以及金属接触电极，其穿过第三硅层和第二硅层而与第一硅层直接接触。

例如，在一些实施例中，第一硅层为掺杂的多晶硅层，第二硅层为未掺杂的微晶硅层、非晶硅层、多态硅层中的一种或者多种的单层或叠层，第三硅层为掺杂的微晶硅层、非晶硅层、多态硅层中的一种或者多种的单层或叠层，并且第一硅层和第三硅层具有相同的掺杂类型，掺杂类型为n型或p型。

例如，在一些实施例中，金属接触电极还与第三硅层的背向第二硅层的表面直接接触。

例如，在一些实施例中，第一硅层的掺杂浓度在1*10²⁰至1*10²¹原子数/cm³的范围内，并且第三硅层的掺杂浓度在5*10¹⁸至5*10²⁰原子数/cm³的范围内。

例如，在一些实施例中，第一硅层是被晶化的多晶硅层。

例如，在一些实施例中，钝化介质层包括氧化硅、氧化钛、氧化铝、氮化铝和氮化硅中的一种或多种的单层或叠层。

例如，在一些实施例中，第一硅层的厚度在10-300nm的范围内，第二硅层的厚度在1-100nm的范围内，并且第三硅层的厚度在1-100nm的范围内。

例如，在一些实施例中，透明导电层包括具有掺杂元素的金属氧化物或具有掺杂元素的金属氮化物。

例如，在一些实施例中，金属氧化物包括氧化铟、氧化锡、氧化锌和氧化镉中的至少一种，金属氮化物包括氮化钛中的至少一种，掺杂元素包括铟、锡、钙、铝和氟中的至少一种。

本公开的至少一些实施例提供一种太阳能电池单元的制造方法，包括：提供硅基体；在硅基体的一表面上形成钝化介质层；在钝化介质层层的背向硅基体的表面上依次形成第一硅层、第二硅层和第三硅层，其中，第一硅层、第二硅层和第三硅层彼此接触；以及形成金属接触电极，金属接触电极穿过第三硅层和第二硅层而与第一硅层直接接触。

例如，在一些实施例中，第一硅层为掺杂的多晶硅层。形成该第一硅层包括：形成第一前置层，第一前置层包括具有掺杂原子的微晶硅层、非晶硅层和多晶硅的一种或多种的单层或叠层；以及进行高温退火热处理以激活掺杂原子并且使第一前置层晶化以使其转变成第一硅层。