一种高效全背电极太阳能电池的制作方法
【专利摘要】本发明涉及太阳能电池【技术领域】，尤其是指一种高效全背电极太阳能电池；所述太阳能电池包括设置在外层的太阳能电池板，所述太阳能电池板底部设置长、短边交替的锯齿状阶梯面，长边上设置PN结扩散层和扩散层电极，短边上设置衬底电极；通过在锯齿状的长边设置PN结扩散层，可以使P区和N区的接触面积即PN结区的面积尽可能的增大，另外由于衬底电极层设置在短的台阶面上，尽可能设置短边与太阳能电池板表面垂直，入射到太阳能电池板上的太阳光线就几乎完全照射到PN结扩散层上；这样结构既可以增大PN结扩散层的面积、充分吸收太阳光线，又可以确保衬底电极层具有足够的宽度、从而最大限度地提高了太阳能电池的发电量和转换效率。
【专利说明】一种高效全背电极太阳能电池
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能电池【技术领域】，尤其是指一种高效全背电极太阳能电池。
【背景技术】
[0002]能源是一个国家经济和社会发展的基础，目前广泛使用的石油、天然气、煤炭等化石能源面临着严峻的挑战，开发和利用清洁、绿色、可再生能源是解决能源与环境矛盾、实现可持续发展的重要保障。
[0003]在所有可再生能源之中，不论从资源的数量、分布的普遍性，还是从清洁性、技术的可靠成熟性来说，太阳能都具有更大的优越性，光伏发电已成为可再生能源利用的首要方式，而晶硅太阳能电池一直占据着光伏市场的最大份额。与其他的可再生能源一样，太阳能电池光伏发电推广的最大制约因素仍然是发电成本，因此，提高太阳能电池的转换效率，一直是科学研究的热门课题。
[0004]目前占据市场主流的晶硅太阳能电池仍然采用的是双面电极制造工艺，其优点是制造工艺简单，缺点也是显而易见的，由于太阳能电池正面的部分受光面被电极所阻挡，减少了太阳能电池的有效面积，从而降低了太阳能电池的发电量和转换效率。
[0005]为了解决这一问题，人们发明了全背电极太阳能电池(如图1所示)，这是一种把正极和负极均集成在太阳能电池背面的制造工艺，采用这种制造工艺的太阳能电池，由于其正面的受光面没有被电极阻挡，太阳光可以完全照射进太阳能电池表面，从而大大地提高了太阳能电池的转换效率。由于这种制造工艺需要在太阳能电池背面有选择地进行P或N型扩散的PN结扩散层2，并且要在相应的PN结扩散层2上面有选择地形成P电极或N电极的PN结扩散层电极5 (为了实现有效接触，有些还需形成相应的P+或N+层)；衬底电极层3是背面形成N电极或P电极形成的衬底电极6 (为了实现有效接触，有些还需形成相应的N+或P+层)。形成PN结扩散层2及衬底电极层3交替出现。
[0006]以N型衬底全背电极太阳能电池板为例，由于只有其背面的P型扩散层(PN结扩散层)才能与N型衬底形成PN结，实现光伏发电，因此，希望P型扩散层占据的面积越大越好，但是为了将太阳能电池所发的电力最大限度地引导出来，背面的N型衬底与P型扩散层上面的电极层必须交替排列，同时N型衬底电极层必须具有足够的宽度；这样，实际上就减少了太阳能电池的有效面积，在一定程度上降低了太阳能电池的发电量和转换效率。
【发明内容】
[0007]一种高效全背电极太阳能电池，所述太阳能电池包括设置在外层的太阳能电池板，所述太阳能电池板底部设置长、短边交替的锯齿状阶梯面，长边上设置PN结扩散层和扩散层电极，短边上构成衬底电极，PN结扩散层底部还设置保护层，长边、短边下方的保护层外分别设置扩散层电极和衬底电极。
[0008]较佳的，所述短边与太阳能电池板表面垂直设置。
[0009]较佳的，所述太阳能电池板为N型衬底太阳能电池板，所述PN结扩散层为P型扩散层，所述扩散层电极为P型电极，所述衬底电极为N型电极。
[0010]较佳的，所述太阳能电池板为P型衬底太阳能电池板，所述PN结扩散层为N型扩散层，所述扩散层电极为N型电极，所述衬底电极为P型电极。
[0011]本发明的有益效果在于，一种高效全背电极太阳能电池，所述太阳能电池包括设置在外层的太阳能电池板，所述太阳能电池板底部设置长、短边交替的锯齿状阶梯面，长边上设置PN结扩散层，短边上构成衬底电极，电极扩散层底部还设置保护层，长边、短边下方的保护层外分别设置PN结扩散层电极、衬底电极；通过在锯齿状的长边设置PN结扩散层，可以使P区和N区的接触面积即PN结区的面积尽可能的增大，另外由于衬底电极层设置在短的台阶面上，可以将短边与太阳能电池板尽可能表面垂直设置，这样，入射到太阳能电池板上的太阳光线就几乎完全照射到PN结扩散层上，因此，这样的结构既可以增大PN结扩散层的面积、充分吸收太阳光线，又可以确保衬底电极层具有足够的宽度、有效地把太阳能电池板所发的电力引导出来，从而最大限度地提高了太阳能电池的发电量和转换效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为现有技术背电极太阳能电池的示意图
[0013]图2为本发明高效背电极太阳能电池的示意图
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图2对本发明作进一步阐述:
[0015]一种高效全背电极太阳能电池，所述太阳能电池包括设置在外层的太阳能电池板1，所述太阳能电池板I底部设置长、短边11、12交替的锯齿状阶梯面，长边11上设置PN结扩散层2，短边12上构成衬底电极层3，PN结扩散层2底部还设置保护层4，长边11、短边12下方的保护层4外分别设置PN结扩散层电极5、衬底电极6。
[0016]为了增大PN结扩散层2的光照面积，减少衬底电极对入射太阳光线的吸收，短边12与太阳能电池板I表面垂直设置，正面照射过来的光线可以基本上完全照射到PN结扩散层2，而不被衬底电极3所吸收。
[0017]当太阳能电池板I为N型衬底太阳能电池板I时，所述PN结扩散层2为P型扩散层，所述扩散层电极5为P型电极，所述衬底电极6为N型电极。
[0018]当太阳能电池板I为P型太阳能电池板I时，所述PN结扩散层2为N型扩散层，所述扩散层电极5为N型电极，所述衬底电极6为P型电极。
[0019]本发明高效全背电极太阳能电池的大致生产工艺为，通过对太阳能电池板I的背面通过机械研磨、化学腐蚀、离子刻食等方法加工成锯齿形的台阶面，利用与半导体集成电路类似的光刻制造工艺，有选择性地在长边11上通过热扩散等方法形成了 PN结扩散层2，然后，在太阳能电池板I的背面形成一层氧化物、氮化物等的保护层4 ;最后，在锯齿形长边
11、短边12下方的保护层4外分别设置PN结扩散层电极5、衬底电极6，扩散层电极5、衬底电极6连接到PN结扩散层2、衬底开口区3。为了改善电极与N层和P层的有效接触，可以通过离子注入等方法在N层和N型电极之间设置N+层，在P层和P型电极之间设置P+层。
[0020]本发明通过在锯齿状的长边设置PN结扩散层，可以使P区和N区的接触面积即PN结区的面积尽可能的增大，另外由于衬底电极层设置在短的台阶面上，且短边与太阳能电池板表面垂直，这样，入射到太阳能电池板上的太阳光线就几乎完全照射到PN结扩散层上，因此，这样的结构既可以增大PN结扩散层的面积、充分吸收太阳光线，又可以确保衬底电极层具有足够的宽度、有效地把太阳能电池板所发的电力引导出来，从而最大限度地提高了太阳能电池的发电量和转换效率。
[0021]以上所述实施例，只是本发明的较佳实例，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明专利申请范围内。
【权利要求】
1.一种高效全背电极太阳能电池，其特征在于:所述太阳能电池包括设置在外层的太阳能电池板(I)，所述太阳能电池板(I)底部设置长、短边(11、12)交替的锯齿状阶梯面，长边(11)上设置PN结扩散层(2)，短边(12)上构成衬底电极层(3)，PN结扩散层⑵底部还设置保护层(4)，长边(11)、短边(12)下方的保护层(4)外分别设置PN结扩散层电极(5)、衬底电极(6)。
2.根据权利要求1所述的一种高效全背电极太阳能电池，其特征在于:所述短边(12)与太阳能电池板(I)表面垂直设置。
3.根据权利要求1所述的一种高效全背电极太阳能电池，其特征在于:所述太阳能电池板(I)为N型衬底太阳能电池板(1)，所述PN结扩散层(2)为P型扩散层，所述扩散层电极(5)为P型电极，所述衬底电极(6)为N型电极。
4.根据权利要求1所述的一种高效全背电极太阳能电池，其特征在于:所述太阳能电池板(I)为P型衬底太阳能电池板(1)，所述PN结扩散层(2)为N型扩散层，所述扩散层电极(5)为N型电极，所述衬底电极(6)为P型电极。
【文档编号】H01L31/0224GK103762258SQ201410007622
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】张依群 申请人:东莞职业技术学院