背接触异质结太阳电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种背接触异质结太阳电池，属于太阳电池技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，对入射光的有效管理是薄膜/晶体硅异质结太阳电池的技术难点之一，近年来对传统异质结电池进行了结构上的创新，出现了全背面电极结构，大幅度降低了入射光的吸收效率，然而全背面电极结构由于发射极和背面场共面设计，使得p-n结的品质有所下降。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种背接触异质结太阳电池，它不仅可以改善背接触异质结太阳电池的结特性，而且有助于入射光在基底内部的广角散射，增加吸收层的有效光程，进而提升电池的整体性能。
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种背接触异质结太阳电池，包括硅片基体层，硅片基体层的背面具有P型接触区域和N型接触区域，P型接触区域呈向硅片基体层凹陷的内曲面结构，并且P型接触区域由内至外依次为背面本征层、发射极、导电介质层和发射极电极；N型接触区域由内至外依次为背面本征层、背电场层、导电介质层和背电场电极。
[0005]进一步，硅片基体层的正面由内向外依次为正面本征层、前表面场层和减反射层。
[0006]进一步，减反射层是氮化硅薄膜，或者是由氧化硅薄膜和氮化硅薄膜构成的复合层薄膜。
[0007]进一步，P型接触区域的发射极以外部分和N型接触区域的背电场层以外部分之间存在隔离线。
[0008]进一步，N型接触区域为平面结构，P型接触区域和N型接触区域为间隔排列状。
[0009]进一步，背电场层为与硅片基体层掺杂类型相同的介质薄膜。
[0010]进一步，正面本征层和/或背面本征层为非晶体薄膜或微晶硅薄膜，或者是由氧化硅薄膜和非晶体薄膜构成的叠层膜。
[0011]进一步，导电介质层为掺锡氧化铟薄膜或掺钨氧化铟薄膜，或者是掺锡氧化铟薄膜和掺钨氧化铟薄膜的叠层膜。
[0012]本实用新型还提供了一种背接触异质结太阳电池的制备方法，该方法的步骤如下:
[0013](a)对硅片基体层的背面采用光刻胶掩膜技术，使其背面呈现局域内曲面形貌；
[0014](b)对具备单面间隔内曲面形貌的硅片基体层进行清洗，并去除损伤层；
[0015](C)在硅片基体层的正面制备正面结构；
[0016](d)在处理后的硅片基体层的背面生长背面本征层，使其包覆整个内曲面以及平面区域；
[0017](e)在背面本征层上借助掩膜工艺交替沉积发射极和背电场层；
[0018](f)再在背面制备导电介质层作为表面电荷收集层；
[0019](g)在背面的导电介质层上制备发射极电极和背电场电极，并在P型接触区域和N型接触区域的边界处采用激光划线技术进行发射极隔离，产生隔离线，使得内曲面区域和平面区域独立存在；
[0020](h)最后在N2氛围中烘干，完成背接触异质结太阳电池的制备。
[0021]进一步，在步骤(C)中，在硅片基体层的正面制备正面本征层，而后在正面本征层上制备前表面场层，而后在前表面场层上制备减反射层。
[0022]采用了上述技术方案后，在传统异质结电池基础上，采用全背面电极结构有效降低了感光面电极栅线对入射光的遮挡损失，其次背面接触区采用内曲面设计提升了结的品质，背面硅片基体层表面采用间隔内曲面形状，增加了 p-n的有效面积，同时曲面结构更有利于入射光在电池背面的广角散射，增加吸收层内部的有效光程；背面发射极曲面内侧区域内嵌于硅片基体层，更加有利于背接触电池的侧向内建场形成。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的背接触异质结太阳电池的结构示意图；
[0024]图2为本实用新型的背接触异质结太阳电池的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0025]为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
[0026]如图1所示，一种背接触异质结太阳电池，包括硅片基体层1，硅片基体层I的背面具有P型接触区域和N型接触区域，P型接触区域呈向硅片基体层I凹陷的内曲面结构，并且P型接触区域由内至外依次为背面本征层5、发射极6、导电介质层8和发射极电极9 ;N型接触区域由内至外依次为背面本征层5、背电场层7、导电介质层8和背电场电极10。
[0027]如图1所示，硅片基体层I的正面由内向外依次为正面本征层2、前表面场层3和减反射层4。
[0028]减反射层4是氮化硅薄膜，或者是由氧化硅薄膜和氮化硅薄膜构成的复合层薄膜。
[0029]如图1所示，P型接触区域的发射极6以外部分和N型接触区域的背电场层7以外部分之间存在隔呙线11。
[0030]N型接触区域为平面结构，P型接触区域和N型接触区域为间隔排列状。
[0031]背电场层7为与硅片基体层I掺杂类型相同的介质薄膜。
[0032]正面本征层2和/或背面本征层5为非晶体薄膜或微晶硅薄膜，或者是由氧化硅薄膜和非晶体薄膜构成的叠层膜。
[0033]导电介质层8为掺锡氧化铟薄膜或掺钨氧化铟薄膜，或者是掺锡氧化铟薄膜和掺钨氧化铟薄膜的叠层膜。
[0034]如图2所示，本实用新型还提供了一种背接触异质结太阳电池的制备方法，该方法的步骤如下:
[0035](a)对硅片基体层I的背面采用光刻胶掩膜技术，使其背面呈现局域内曲面形貌，内曲面直径是平面区域长度的1.5?2倍；
[0036](b)对具备单面间隔内曲面形貌的硅片基体层I进行清洗，并去除损伤层；该步骤具体为:标准RCA清洗，进行PECVD之前采用HF处理2分钟；
[0037](c)在硅片基体层I的正面制备正面结构；
[0038](d)在处理后的硅片基体层I的背面采用PECVD法技术低温生长3nm?5nm厚度的本征非晶硅薄膜，作为背面本征层5，使其包覆整个内曲面以及平面区域；
[0039](e)在背面本征层5上借助掩膜工艺通过PECVD法交替沉积P型重掺杂区域作为发射极6和沉积η型轻掺杂区域，作为背电场层7 ;
[0040](f)采用PVD技术再在背面制备10nm厚度的导电介质层8作为表面电荷收集层；
[0041](g)在背面的导电介质层8上采用丝网印刷制备发射极电极9和背电场电极10，并在P型接触区域和N型接触区域的边界处采用激光划线技术进行发射极隔离，产生隔离线11，使得内曲面区域和平面区域独立存在；
[0042](h)最后在N2氛围中烘干，完成背接触异质结太阳电池的制备。
[0043]在步骤(c)中，在硅片基体层I的正面采用PECVD技术制备5nm厚度的本征非晶硅薄膜，作为正面本征层2，而后在正面本征层2上采用同样技术制备20nm厚度的N+型掺杂层薄膜，作为前表面场层3，而后在前表面场层3上采用PECVD法制备20nm的氮化硅薄膜，作为减反射层4。
[0044]本实用新型的工作原理如下:
[0045]在传统异质结电池基础上，采用全背面电极结构有效降低了感光面电极栅线对入射光的遮挡损失，其次背面接触区采用内曲面设计提升了结的品质，背面硅片基体层I表面采用间隔内曲面形状，增加了 P-n的有效面积，同时曲面结构更有利于入射光在电池背面的广角散射，增加吸收层内部的有效光程；背面发射极曲面内侧区域内嵌于硅片基体层I，更加有利于背接触电池的侧向内建场形成。
[0046]以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种背接触异质结太阳电池，包括硅片基体层(I)，其特征在于，硅片基体层(I)的背面具有P型接触区域和N型接触区域，P型接触区域呈向硅片基体层(I)凹陷的内曲面结构，并且P型接触区域由内至外依次为背面本征层(5)、发射极(6)、导电介质层(8)和发射极电极(9 ) ;N型接触区域由内至外依次为背面本征层(5 )、背电场层(7 )、导电介质层(8 )和背电场电极(10)。
2.根据权利要求1所述的背接触异质结太阳电池，其特征在于:所述的硅片基体层(I)的正面由内向外依次为正面本征层(2 )、前表面场层(3 )和减反射层(4)。
3.根据权利要求2所述的背接触异质结太阳电池，其特征在于:所述的减反射层(4)是氮化硅薄膜，或者是由氧化硅薄膜和氮化硅薄膜构成的复合层薄膜。
4.根据权利要求1所述的背接触异质结太阳电池，其特征在于:所述P型接触区域的发射极(6)以外部分和N型接触区域的背电场层(7)以外部分之间存在隔离线(11)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的背接触异质结太阳电池，其特征在于:所述的N型接触区域为平面结构，P型接触区域和N型接触区域为间隔排列状。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的背接触异质结太阳电池，其特征在于:所述的背电场层(7 )为与硅片基体层(I)掺杂类型相同的介质薄膜。
7.根据权利要求2或3中所述的背接触异质结太阳电池，其特征在于:所述的正面本征层(2)和/或背面本征层(5)为非晶体薄膜或微晶硅薄膜，或者是由氧化硅薄膜和非晶体薄膜构成的叠层膜。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的背接触异质结太阳电池，其特征在于:所述的导电介质层(8)为掺锡氧化铟薄膜或掺钨氧化铟薄膜，或者是掺锡氧化铟薄膜和掺钨氧化铟薄膜的叠层膜。
【专利摘要】本实用新型公开了一种背接触异质结太阳电池，它包括硅片基体层，硅片基体层的背面具有P型接触区域和N型接触区域，P型接触区域呈向硅片基体层凹陷的内曲面结构，并且P型接触区域由内至外依次为背面本征层、发射极、导电介质层和发射极电极；N型接触区域由内至外依次为背面本征层、背电场层、导电介质层和背电场电极。本实用新型不仅可以改善背接触异质结太阳电池的结特性，而且有助于入射光在基底内部的广角散射，增加吸收层的有效光程，进而提升电池的整体性能。
【IPC分类】H01L31-18, H01L31-0352, H01L31-0224
【公开号】CN204391126
【申请号】CN201420853155
【发明人】郭万武
【申请人】常州天合光能有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月29日