一种高效n型双面太阳电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于太阳电池制造技术领域。，尤其是涉及一种高效N型双面太阳电池。
【背景技术】
[0002]目前市场上大部分晶硅太阳电池使用的都是P型硅片，即在硅片中掺入硼的硅片。但近些年N型硅片制作的N型电池越来越受到关注，也被用于制作N型太阳电池。N型硅片是指硅片中掺入磷，由于N型硅片具有较长的少数载流子寿命，因此做成电池可以获得更高的光电转换效率，另外，N型电池对金属污染的容忍度更强，具有更好的忍耐性能，稳定性强。N型硅片掺入磷，没有硼-氧对，电池无硼氧对引起的光致衰减现象。就因为N型晶体硅的这些优点，使得N型硅片非常适合制作高效的太阳电池。但实际要实现N型高效电池的规模化生产并非易事。
[0003]想获得高效的N型太阳电池，其工艺流程相对P型太阳电池要复杂很多，技术要求也更苟1刻。如日本松下(原Sanyo，目前已被松下收购)与美国SunPower公司已用η型材料生产高效太阳能电池及组件。SunPower正在制造全背接触电池(叉指背接触，IBC)，松下则正在制造所谓的HIT(具有薄本征层的异质结)电池。上述二种电池结构除了电池加工复杂外，还要求质量非常高的硅材料和表面钝化，而且IBC电池要求背面上金属触点的高对准精度。尽管目前国内已有的N型单晶硅高效电池，具有结构简单、具有双面发电能力，光电转换效率较高等特点，但为了获得更好的背场钝化效果，需要通过选择性发射极技术来提高硅片表面钝化性能，其基本原理和结构与选择性发射极一样，广泛使用腐蚀浆料技术来制备选择性背场，又或者为了获得更好的填充因子，以期获得更高的转化效率，在正面印刷硼浆来获得选择性发射极。无论是正面还是背面，做双面电池都存在印刷对位问题，对生产及工艺人员的要求比较高。而且，清洗腐蚀浆料的过程，会消耗大量的水，也会产生大量有害有毒的污染物。
[0004]中国专利CN203103335U公开了一种双面受光太阳电池，采用P型硅片为硅衬底作为太阳电池的基区，硅衬底的前表面由内至外依次设有发射极、前钝化及减反射层和前电极，硅衬底的背表面设有硼背场、背钝化及减反射层和背电极。该专利为P型掺杂电池，与N型掺杂电池相比，掺杂类型不同，导致前表面发射极、前电极和背场、背钝化、背电极所采用的工艺及成分完全不同，所获得的电池转化效率也不同。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够确保获得更好的电池开路电压的高效N型双面太阳电池。
[0006]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0007]一种高效N型双面太阳电池，包括:
[0008]经选择性腐蚀，具有织构化表面的N型电池基体，
[0009]在N型电池基体正面形成的P型掺杂区，
[0010]经湿法刻蚀在N型电池基体背面形成的抛光钝化层，
[0011]抛光钝化层顶部经磷掺杂工艺形成的N+背面钝化层，
[0012]经氧化在正面P型掺杂区及N+背面钝化层上形成的二氧化硅氧化层，
[0013]双面的二氧化硅氧化层之上沉积的氮化硅减反膜，
[0014]印刷在N型电池基体正面及背面的金属电极。
[0015]所述的N型电池基体为磷掺杂的N型硅片。
[0016]所述的正面P型掺杂区的方阻在30?130 Ω/口。
[0017]所述的抛光钝化层反射率大于15%。
[0018]所述的N+背面钝化层的方阻为20?90 Ω / 口，钝化层厚度为0.3?0.8微米。
[0019]设置在正面的氮化硅减反膜厚度为50?lOOnm，折射率2.0?2.3。
[0020]设置在背面的氮化硅减反膜厚度为50?IlOnm折射率为1.9?2.2。
[0021]所述的金属电极由主栅电极和副栅电极组成，其中主栅电极根数为O?5根，副栅电极根数为70?110根。
[0022]本实用新型双面太阳电池所使用的是N型硅片，与现有技术相比，N型硅片具有更长的少数载流子寿命，并且太阳电池背面使用磷重掺杂，电池无翘曲，能加工更薄的硅衬底；印刷电极后，在磷背场作用下，将入射到太阳电池背面光产生的载流子收集，实现了双面光电转化效应。与现有P型双面电池相比，本实用新型具有更好的弱光响应和高温特性，在早晨和傍晚发出更多的电量。同时本实用新型比现有技术增加了抛光钝化层和N+钝化层，具有提高电池开路电压的作用，从而进一步提高电池的转换效率。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型的结构示意图。
[0024]图中，1-正面主栅电极、2-正面氮化硅膜、3-正面氧化层、4-P型掺杂区、5_N型电池基体、6-背面N+钝化层、7-背面抛光钝化层、8-背面氮化层、9-背面氮化硅膜、10-背面主栅电极。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0026]实施例
[0027]一种高效N型双面太阳电池，其结构如图1所示，包括:经选择性腐蚀，具有织构化表面的N型电池基体9，可以是磷掺杂的N型硅片。经热扩散或离子注入在N型电池基体9的正面形成的P型掺杂区4，方阻控制在30?130 Ω / 口。经湿法刻蚀在N型电池基体9的背面形成的抛光钝化层，抛光钝化层顶部经离子注入工艺形成的方阻为20?90 Ω / □的N+背面钝化层，抛光钝化层和N+背面钝化层构成了 N型重掺区5。在P型掺杂区4和N型重掺区5上经过热氧化分别形成正面氧化层3以及背面氧化层6，上述氧化层的主要成分均为二氧化硅，在氧化层上分别沉积有正面氮化硅膜2以及背面氮化硅膜8，其中，正面氮化硅膜2厚度为50?lOOnm，折射率2.0?2.3，背面氮化硅膜8厚度为50?IlOnm折射率为1.9?2.2。N型电池基体9的正面及背面均印刷有金属电极，该金属电极由主栅电极和副栅电极组成，其中主栅电极根数为O?5根，副栅电极根数为70?110根。在本实施例中，正面主栅电极I设有两根，背面主栅电极7也设有两根。
[0028]本实用新型具有抛光钝化层和N+钝化层，从而能够确保获得更好的电池开路电压，且双面印刷电极，可以双面收集太阳光，实现双面光电转化效应，从而大幅增加发电量，也打破了单面电池单面受光而导致电池光电转换效率的限制。
【主权项】
1.一种高效N型双面太阳电池，其特征在于，该太阳电池包括: 经选择性腐蚀，具有织构化表面的N型电池基体， 在N型电池基体正面形成的P型掺杂区， 经湿法刻蚀在N型电池基体背面形成的抛光钝化层， 抛光钝化层顶部经磷掺杂工艺形成的N+背面钝化层， 经氧化在正面P型掺杂区及N+背面钝化层上形成的二氧化硅氧化层， 双面的二氧化硅氧化层之上沉积的氮化硅减反膜， 印刷在N型电池基体正面及背面的金属电极。
2.根据权利要求1所述的一种高效N型双面太阳电池，其特征在于，所述的N型电池基体为磷掺杂的N型硅片。
3.根据权利要求1所述的一种高效N型双面太阳电池，其特征在于，所述的正面P型掺杂区的方阻在30?130 Ω / 口。
4.根据权利要求1所述的一种高效N型双面太阳电池，其特征在于，所述的抛光钝化层的反射率大于15%。
5.根据权利要求1所述的一种高效N型双面太阳电池，其特征在于，所述的N+背面掺杂钝化层的方阻为20?90 Ω / 口，厚度为0.3?0.8微米。
6.根据权利要求1所述的一种高效N型双面太阳电池，其特征在于，沉积在正面的氮化硅减反膜厚度为50?lOOnm，折射率2.0?2.3。
7.根据权利要求1所述的一种高效N型双面太阳电池，其特征在于，沉积在背面的氮化硅减反膜厚度为50?IlOnm折射率为1.9?2.2。
8.根据权利要求1所述的一种高效N型双面太阳电池，其特征在于，所述的金属电极由主栅电极和副栅电极组成，其中主栅电极根数为O?5根，副栅电极根数为70?110根。
【专利摘要】本实用新型涉及一种高效N型双面太阳电池，包括：经选择性腐蚀，具有织构化表面的N型电池基体，经热扩散或离子注入在N型电池基体正面形成的正面P型掺杂区，经湿法刻蚀在N型电池基体背面形成的抛光钝化层，抛光钝化层顶都经磷掺杂工艺形成的N+背面钝化层，经氧化工艺在正面P型掺杂区及N+背面钝化层上分别形成二氧化硅氧化层，正背面二氧化硅氧化层之上都沉积氮化硅减反膜，印刷在N型电池基体正面及背面的金属电极。本实用新型采用N型硅片为硅基体，并利用背面抛光钝化层及N+背场钝化层以使电池获得更高的开路电压。双面印刷可以使电池在接受太阳光照射时，双面都可以收集太阳光，实现双面光电转化效应，增加整体发电量，从而提高电池的光电转换效率。
【IPC分类】H01L31-0288, H01L31-0216, H01L31-068
【公开号】CN204303826
【申请号】CN201420697301
【发明人】郑飞, 张忠卫, 石磊, 阮忠立, 陶智华, 赵钰雪
【申请人】上海神舟新能源发展有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月19日