一种高效异质结太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高效利用太阳能的光伏电池领域，尤其是一种高效异质结太阳能光伏电池。
【背景技术】
[0002]能源是人类生存、发展的基础。传统能源存在不可再生、环境污染等问题，因此再生能源成为人类追求。太阳可为人类提供无限能源，高效利用太阳能，需要提高太阳能电池的发电效率并降低太阳能发电成本。超高效太阳能电池特别是具有产业化前景的超高效太阳能电池一直是产业关注的热点，也是太阳能发电系统应用时极为关注的热点。随着Sunpower背接触高效电池(发电效率达25% )、低倍聚光技术的发展、松下异质结高效电池的发展，高效电池的规模化应用受到极大地关注。目前的太阳能电池市场仍然以晶硅电池为主，高效太阳能电池的研宄也主要围绕着晶硅电池展开，经过产业界几十年的不懈努力，晶硅电池的效率不断攀升，实验室效率已经逐渐逼近了晶硅电池的理论极限(30%的Schockley-Quiesser极限)。国内近几年发展十分迅速，常规晶体娃规模化量产水平已达19.5-20.5% (单晶硅)。针对目前常规晶体硅电池而言，平均转换效率每提高0.1%都面临着极大的困难，但即便这样晶体硅电池效率还在不断地提升。因此，进一步提高光伏效率是降低成本、提高效率的核心，是降低太阳能发电成本亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种高效异质结太阳能电池。
[0004]本实用新型提供一种高效异质结太阳能电池。该高效异质结太阳能电池的底层为晶硅层，上层为非晶硅层，在非晶硅电池中间，利用激光束、电子束或离子束等点状高能量密度能量发射源，进行线性结晶化热处理，形成线性、薄片状热处理硅区。所形成的热处理硅区构成的图形可以是平行直线型、矩阵型、圆形或其他形状。热处理硅区与热处理硅区之间的间距约为1mm左右，热处理硅区的粗细在几微米到几毫米之间。
[0005]本实用新型的晶硅层从光入射面到底部的组成依次为:银电极栅网、氮化硅减反射膜、η型掺杂层、P型衬底、铝背接触层、背面银电极，其中的入射光面经过制绒处理得到制绒区。
[0006]可以在晶硅层上面直接沉积非晶硅膜得到异质结电池，也可以在部分晶硅工艺基础上沉积非晶硅膜得到异质结电池。可以减少的晶硅工艺包括:a、制绒，b、银电极栅网，C、减反射膜，d、η型扩散层，e、铝背接触层；这些工序可以部分或全部去除，相应的在非晶硅工艺及其后的处理过程中添加所需的工艺过程。
[0007]晶硅层为P型衬底、η型掺杂，实际应用中也可以是η型衬底、P型掺杂，相应的扩散层为P型掺杂。
[0008]非晶硅层结构如图3所示，晶硅层作为非晶硅膜的基片；当透光面为非晶硅电池时，非晶硅电池工艺中的镀Al膜、NiV薄膜工艺不再需要；在非晶硅层中，根据晶硅基片的特性，其中的P型掺杂非晶硅膜与η型掺杂非晶硅膜可以互换。制备过程中，在晶硅层与沉积本征非晶硅膜之间，可以不沉积P型掺杂的非晶硅膜、以及透明导电膜；
[0009]当所用的晶硅层没有进行制绒时，需要在非晶硅工艺、沉积TCO薄膜后，对该薄膜进行绒化处理。
[0010]当所用的晶硅层在光入射面制备有电极栅网时，可以在非晶硅工艺过程中，不再沉积透明导电膜。
[0011]如果晶硅层没有铝背接触层，可以在背面沉积上述完整非晶硅膜，实现三异质结，进一步提高光伏转换效率。
[0012]完成非晶硅镀膜工艺得到η型掺杂非晶硅膜之后，利用点源电子束、激光束或离子束进行表面线条形热处理，使得表面被处理的非晶硅部分形成热处理硅线，获得如图1所示的本实用新型的高效异质结太阳能电池。
[0013]本实用新型的高效异质结太阳能电池的制备过程如下所述。η型单晶硅片，经过制绒处理得到制绒区，作为非晶硅电池的基片。在经过制绒处理的表面上，利用PECVD沉积本征半导体硅膜、及P型硅膜。利用聚焦斑点为100微米的电子枪，在该电池片上，线性扫描得到热处理硅区3，线宽为10mm。对上述经过电子束扫描的电池片，利用磁控溅射技术沉积透明导电薄膜。对没有经过制绒处理的表面，利用PECVD沉积本征非晶硅膜、η型非晶硅膜，利用磁控溅射沉积透明导电膜、Al膜、NiV膜。利用丝网印刷在透明导电膜表面制备银栅线电极。
[0014]沉积了透明导电膜的电池片表面，利用超声焊接机在NiV膜表面焊接导电电极，从而制备成高效异质结太阳能电池。
[0015]本实用新型的高效异质结太阳能光伏电池，具有下列优点，消除非晶硅的衰减，消除非晶硅中光生载流子的无效复合，大幅度提高光伏效率。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型异质结太阳能电池主体结构；
[0017]图2为本实用新型的一种晶硅电池结构；
[0018]图3为本实用新型的一种非晶硅电池的结构；
[0019]图4为本实用新型的一种异质结电池结构；
[0020]附图标记:
[0021]晶硅层1、非晶硅层2、热处理硅区3、正面电极栅线11、钝化层12、η(Ρ)扩散层13、P (η)型晶硅14、铝背接触扩散层15、背面电极16、制绒区17、晶硅电池21、TCO膜22、Ρ型掺杂非晶硅膜23、本征非晶硅膜24、η型掺杂非晶硅膜25、TCO膜26、Al膜27、NiV薄膜28。
【具体实施方式】
[0022]下面，参考附图，对本实用新型进行更全面的说明，附图中示出了本实用新型的示例性实施例。然而，本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本实用新型全面和完整，并将本实用新型的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。
[0023]为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下” “左” “右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
[0024]结合附图1-4，本实用新型的【具体实施方式】阐述如下。
[0025]本实用新型的高效异质结太阳能电池的结构如图1所示。该高效异质结太阳能电池底层为晶硅层1，上层为非晶硅层2，在非晶硅电池中间，利用激光束、电子束或离子束等点状高能量密度能量发射源，进行线性结晶化热处理，形成线性、薄片状热处理硅区3。所形成的热处理硅区3构成的图形可以是平行直线型、矩阵型、圆形或其他形状。热处理硅区与热处理硅区之间的间距约为1mm左右，热处理硅区3的粗细在几微米到几毫米之间。
[0026]本实用新型的晶硅层I的结构如图2所示，晶硅层I从光入射面到底部的组成依次为:银电极栅网11、氮化硅减反射膜12、n型掺杂层13、p型衬底14、铝背接触层15、背面银电极16，其中的入射光面经过制绒处理得到制绒区17。
[0027]可以在晶硅层I上面直接沉积非晶硅膜得到异质结电池，也可以在部分晶硅工艺基础上沉积非晶硅膜得到异质结电池。可以减少的晶硅工艺包括:a、制绒，b、银电极栅网，C、减反射膜，d、η型扩散层，e、铝背接触层；这些工序可以部分或全部去除，相应的在非晶硅工艺及其后的处理过程中添加所需的工艺过程。
[0028]图2中的晶硅层I为P型衬底、η型掺杂，实际应用中也可以是η型衬底、P型掺杂，相应的扩散层13为P型掺杂。
[0029]非晶