[发明专利]一种单晶掺镓双面太阳电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种单晶掺镓双面太阳电池及其制备方法，包括：掺杂有镓元素的单晶硅半导体基底，以及在其上的前表面发射极和背面局部背电场，置于发射极表面的正面减反射膜/钝化膜和置于基底背表面的背面钝化膜，置于正面减反射膜/钝化膜表面的导电材料组成的正面电极，置于背面钝化膜表面的导电材料组成的背面电极。其制备方法，包括：在掺镓的硅片上完成表面织构化，发射极制备，绝缘处理，正表面钝化减反射膜及背表面钝化膜制备，背面钝化膜局域开膜以及金属化过程。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种单晶掺镓双面太阳电池及其制备方法。

背景技术

目前，随着化石能源的逐渐耗尽，太阳电池作为新的能源替代方案，使用越来越广泛。太阳电池是将太阳的光能转换为电能的装置。太阳电池利用光生伏特原理产生载流子，然后使用电极将载流子引出，从而利于将电能有效利用。

目前使用的p型太阳电池基底，一般为掺杂有硼元素的硅片。但是采用掺杂有硼元素的单晶硅作为基底的太阳电池一起电池效率在太阳光照下会发生一定的衰减。这种衰减称之为光衰(LID)。目前光伏产业中的掺硼单晶硅片制成的双面太阳电池的效率衰减在3～10％之间。这种电池的光致衰减产生的本质原因和掺杂基底中的代替位硼原子和单晶硅中间隙态的氧原子在光注入的情况下会形成硼氧复合体。而硼氧复合体是深能级复合中心，这样会降低少数载流子的寿命，从而降低少数载流子的扩散长度，导致太阳电池的效率降低。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种单晶掺镓双面太阳电池及其制备方法，可以解决上述问题，降低由于硼氧复合体造成的光致衰减。

本发明的技术解决方案是：

一种单晶掺镓双面太阳电池，由正面至背面依次包括：正面电极、正面减反射膜/钝化膜、发射极、单晶掺镓硅基底、背面减反射膜/钝化膜和背面电极。

所述的单晶掺镓硅基底中镓元素的掺杂浓度为1×10¹³～1×10¹⁷个原子/立方厘米。

所述的单晶掺镓硅基底还掺杂有硼元素，硼元素的掺杂浓度为1×10¹³～1×10¹⁷个原子/立方厘米。

所述的正面电极包括正面细栅线，正面细栅线通过局部穿透正面减反射膜/钝化膜或通过在正面减反射膜/钝化膜上的局部开膜区域与发射极形成直接接触。

所述的正面电极还包括正面连接电极，正面细栅线与正面连接电极互相垂直并在相交处相连接。

所述的背面电极包括背面细栅线；背面细栅线与单晶掺镓硅基底背面接触。

所述的背面细栅线为含铝的电极，背面细栅线和单晶掺镓硅基底之间形成掺杂元素为铝的空穴掺杂层，空穴掺杂层的厚度为1～15um。

所述的空穴掺杂层中还掺杂有硼，硼元素掺杂浓度为5×10¹⁶～1×10²¹个原子/立方厘米。

所述的空穴掺杂层和背面细栅线之间还包括一层铝硅合金层，铝硅合金层厚度为1～5um。

所述的背面电极还包括背面连接电极，背面连接电极与背面细栅线方向互相垂直并在相交处相连接。

所述的正面减反射膜/钝化膜为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝和碳化硅薄膜中的一种或多种叠层构成；背面钝化膜为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝和碳化硅薄膜中的一种或多种叠层构成；背面减反射膜为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝和碳化硅薄膜中的一种或多种叠层构成。

一种所述的单晶掺镓双面太阳电池的制备方法，包括以下步骤：

1)对单晶掺镓硅基底进行表面织构化及清洗；

2)在单晶掺镓硅基底正面进行制备发射极；