一種高效全背電極太陽(yáng)能電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種高效全背電極太陽(yáng)能電池；所述太陽(yáng)能電池包括設(shè)置在外層的太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板底部設(shè)置長(zhǎng)、短邊交替的鋸齒狀階梯面，長(zhǎng)邊上設(shè)置PN結(jié)擴(kuò)散層和擴(kuò)散層電極，短邊上設(shè)置襯底電極；通過(guò)在鋸齒狀的長(zhǎng)邊設(shè)置PN結(jié)擴(kuò)散層，可以使P區(qū)和N區(qū)的接觸面積即PN結(jié)區(qū)的面積盡可能的增大，另外由于襯底電極層設(shè)置在短的臺(tái)階面上，盡可能設(shè)置短邊與太陽(yáng)能電池板表面垂直，入射到太陽(yáng)能電池板上的太陽(yáng)光線就幾乎完全照射到PN結(jié)擴(kuò)散層上；這樣結(jié)構(gòu)既可以增大PN結(jié)擴(kuò)散層的面積、充分吸收太陽(yáng)光線，又可以確保襯底電極層具有足夠的寬度、從而最大限度地提高了太陽(yáng)能電池的發(fā)電量和轉(zhuǎn)換效率。
【專利說(shuō)明】一種高效全背電極太陽(yáng)能電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種高效全背電極太陽(yáng)能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]能源是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，目前廣泛使用的石油、天然氣、煤炭等化石能源面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，開發(fā)和利用清潔、綠色、可再生能源是解決能源與環(huán)境矛盾、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。
[0003]在所有可再生能源之中，不論從資源的數(shù)量、分布的普遍性，還是從清潔性、技術(shù)的可靠成熟性來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能都具有更大的優(yōu)越性，光伏發(fā)電已成為可再生能源利用的首要方式，而晶硅太陽(yáng)能電池一直占據(jù)著光伏市場(chǎng)的最大份額。與其他的可再生能源一樣，太陽(yáng)能電池光伏發(fā)電推廣的最大制約因素仍然是發(fā)電成本，因此，提高太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率，一直是科學(xué)研究的熱門課題。
[0004]目前占據(jù)市場(chǎng)主流的晶硅太陽(yáng)能電池仍然采用的是雙面電極制造工藝，其優(yōu)點(diǎn)是制造工藝簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)也是顯而易見(jiàn)的，由于太陽(yáng)能電池正面的部分受光面被電極所阻擋，減少了太陽(yáng)能電池的有效面積，從而降低了太陽(yáng)能電池的發(fā)電量和轉(zhuǎn)換效率。
[0005]為了解決這一問(wèn)題，人們發(fā)明了全背電極太陽(yáng)能電池(如圖1所示)，這是一種把正極和負(fù)極均集成在太陽(yáng)能電池背面的制造工藝，采用這種制造工藝的太陽(yáng)能電池，由于其正面的受光面沒(méi)有被電極阻擋，太陽(yáng)光可以完全照射進(jìn)太陽(yáng)能電池表面，從而大大地提高了太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。由于這種制造工藝需要在太陽(yáng)能電池背面有選擇地進(jìn)行P或N型擴(kuò)散的PN結(jié)擴(kuò)散層2，并且要在相應(yīng)的PN結(jié)擴(kuò)散層2上面有選擇地形成P電極或N電極的PN結(jié)擴(kuò)散層電極5 (為了實(shí)現(xiàn)有效接觸，有些還需形成相應(yīng)的P+或N+層)；襯底電極層3是背面形成N電極或P電極形成的襯底電極6 (為了實(shí)現(xiàn)有效接觸，有些還需形成相應(yīng)的N+或P+層)。形成PN結(jié)擴(kuò)散層2及襯底電極層3交替出現(xiàn)。
[0006]以N型襯底全背電極太陽(yáng)能電池板為例，由于只有其背面的P型擴(kuò)散層(PN結(jié)擴(kuò)散層)才能與N型襯底形成PN結(jié)，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電，因此，希望P型擴(kuò)散層占據(jù)的面積越大越好，但是為了將太陽(yáng)能電池所發(fā)的電力最大限度地引導(dǎo)出來(lái)，背面的N型襯底與P型擴(kuò)散層上面的電極層必須交替排列，同時(shí)N型襯底電極層必須具有足夠的寬度；這樣，實(shí)際上就減少了太陽(yáng)能電池的有效面積，在一定程度上降低了太陽(yáng)能電池的發(fā)電量和轉(zhuǎn)換效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]一種高效全背電極太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池包括設(shè)置在外層的太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板底部設(shè)置長(zhǎng)、短邊交替的鋸齒狀階梯面，長(zhǎng)邊上設(shè)置PN結(jié)擴(kuò)散層和擴(kuò)散層電極，短邊上構(gòu)成襯底電極，PN結(jié)擴(kuò)散層底部還設(shè)置保護(hù)層，長(zhǎng)邊、短邊下方的保護(hù)層外分別設(shè)置擴(kuò)散層電極和襯底電極。
[0008]較佳的，所述短邊與太陽(yáng)能電池板表面垂直設(shè)置。
[0009]較佳的，所述太陽(yáng)能電池板為N型襯底太陽(yáng)能電池板，所述PN結(jié)擴(kuò)散層為P型擴(kuò)散層，所述擴(kuò)散層電極為P型電極，所述襯底電極為N型電極。
[0010]較佳的，所述太陽(yáng)能電池板為P型襯底太陽(yáng)能電池板，所述PN結(jié)擴(kuò)散層為N型擴(kuò)散層，所述擴(kuò)散層電極為N型電極，所述襯底電極為P型電極。
[0011]本發(fā)明的有益效果在于，一種高效全背電極太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池包括設(shè)置在外層的太陽(yáng)能電池板，所述太陽(yáng)能電池板底部設(shè)置長(zhǎng)、短邊交替的鋸齒狀階梯面，長(zhǎng)邊上設(shè)置PN結(jié)擴(kuò)散層，短邊上構(gòu)成襯底電極，電極擴(kuò)散層底部還設(shè)置保護(hù)層，長(zhǎng)邊、短邊下方的保護(hù)層外分別設(shè)置PN結(jié)擴(kuò)散層電極、襯底電極；通過(guò)在鋸齒狀的長(zhǎng)邊設(shè)置PN結(jié)擴(kuò)散層，可以使P區(qū)和N區(qū)的接觸面積即PN結(jié)區(qū)的面積盡可能的增大，另外由于襯底電極層設(shè)置在短的臺(tái)階面上，可以將短邊與太陽(yáng)能電池板盡可能表面垂直設(shè)置，這樣，入射到太陽(yáng)能電池板上的太陽(yáng)光線就幾乎完全照射到PN結(jié)擴(kuò)散層上，因此，這樣的結(jié)構(gòu)既可以增大PN結(jié)擴(kuò)散層的面積、充分吸收太陽(yáng)光線，又可以確保襯底電極層具有足夠的寬度、有效地把太陽(yáng)能電池板所發(fā)的電力引導(dǎo)出來(lái)，從而最大限度地提高了太陽(yáng)能電池的發(fā)電量和轉(zhuǎn)換效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為現(xiàn)有技術(shù)背電極太陽(yáng)能電池的示意圖
[0013]圖2為本發(fā)明高效背電極太陽(yáng)能電池的示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖2對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述:
[0015]一種高效全背電極太陽(yáng)能電池，所述太陽(yáng)能電池包括設(shè)置在外層的太陽(yáng)能電池板1，所述太陽(yáng)能電池板I底部設(shè)置長(zhǎng)、短邊11、12交替的鋸齒狀階梯面，長(zhǎng)邊11上設(shè)置PN結(jié)擴(kuò)散層2，短邊12上構(gòu)成襯底電極層3，PN結(jié)擴(kuò)散層2底部還設(shè)置保護(hù)層4，長(zhǎng)邊11、短邊12下方的保護(hù)層4外分別設(shè)置PN結(jié)擴(kuò)散層電極5、襯底電極6。
[0016]為了增大PN結(jié)擴(kuò)散層2的光照面積，減少襯底電極對(duì)入射太陽(yáng)光線的吸收，短邊12與太陽(yáng)能電池板I表面垂直設(shè)置，正面照射過(guò)來(lái)的光線可以基本上完全照射到PN結(jié)擴(kuò)散層2，而不被襯底電極3所吸收。
[0017]當(dāng)太陽(yáng)能電池板I為N型襯底太陽(yáng)能電池板I時(shí)，所述PN結(jié)擴(kuò)散層2為P型擴(kuò)散層，所述擴(kuò)散層電極5為P型電極，所述襯底電極6為N型電極。
[0018]當(dāng)太陽(yáng)能電池板I為P型太陽(yáng)能電池板I時(shí)，所述PN結(jié)擴(kuò)散層2為N型擴(kuò)散層，所述擴(kuò)散層電極5為N型電極，所述襯底電極6為P型電極。
[0019]本發(fā)明高效全背電極太陽(yáng)能電池的大致生產(chǎn)工藝為，通過(guò)對(duì)太陽(yáng)能電池板I的背面通過(guò)機(jī)械研磨、化學(xué)腐蝕、離子刻食等方法加工成鋸齒形的臺(tái)階面，利用與半導(dǎo)體集成電路類似的光刻制造工藝，有選擇性地在長(zhǎng)邊11上通過(guò)熱擴(kuò)散等方法形成了 PN結(jié)擴(kuò)散層2，然后，在太陽(yáng)能電池板I的背面形成一層氧化物、氮化物等的保護(hù)層4 ;最后，在鋸齒形長(zhǎng)邊
11、短邊12下方的保護(hù)層4外分別設(shè)置PN結(jié)擴(kuò)散層電極5、襯底電極6，擴(kuò)散層電極5、襯底電極6連接到PN結(jié)擴(kuò)散層2、襯底開口區(qū)3。為了改善電極與N層和P層的有效接觸，可以通過(guò)離子注入等方法在N層和N型電極之間設(shè)置N+層，在P層和P型電極之間設(shè)置P+層。
[0020]本發(fā)明通過(guò)在鋸齒狀的長(zhǎng)邊設(shè)置PN結(jié)擴(kuò)散層，可以使P區(qū)和N區(qū)的接觸面積即PN結(jié)區(qū)的面積盡可能的增大，另外由于襯底電極層設(shè)置在短的臺(tái)階面上，且短邊與太陽(yáng)能電池板表面垂直，這樣，入射到太陽(yáng)能電池板上的太陽(yáng)光線就幾乎完全照射到PN結(jié)擴(kuò)散層上，因此，這樣的結(jié)構(gòu)既可以增大PN結(jié)擴(kuò)散層的面積、充分吸收太陽(yáng)光線，又可以確保襯底電極層具有足夠的寬度、有效地把太陽(yáng)能電池板所發(fā)的電力引導(dǎo)出來(lái)，從而最大限度地提高了太陽(yáng)能電池的發(fā)電量和轉(zhuǎn)換效率。
[0021]以上所述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)例，并非來(lái)限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高效全背電極太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述太陽(yáng)能電池包括設(shè)置在外層的太陽(yáng)能電池板(I)，所述太陽(yáng)能電池板(I)底部設(shè)置長(zhǎng)、短邊(11、12)交替的鋸齒狀階梯面，長(zhǎng)邊(11)上設(shè)置PN結(jié)擴(kuò)散層(2)，短邊(12)上構(gòu)成襯底電極層(3)，PN結(jié)擴(kuò)散層⑵底部還設(shè)置保護(hù)層(4)，長(zhǎng)邊(11)、短邊(12)下方的保護(hù)層(4)外分別設(shè)置PN結(jié)擴(kuò)散層電極(5)、襯底電極(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效全背電極太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述短邊(12)與太陽(yáng)能電池板(I)表面垂直設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效全背電極太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述太陽(yáng)能電池板(I)為N型襯底太陽(yáng)能電池板(1)，所述PN結(jié)擴(kuò)散層(2)為P型擴(kuò)散層，所述擴(kuò)散層電極(5)為P型電極，所述襯底電極(6)為N型電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效全背電極太陽(yáng)能電池，其特征在于:所述太陽(yáng)能電池板(I)為P型襯底太陽(yáng)能電池板(1)，所述PN結(jié)擴(kuò)散層(2)為N型擴(kuò)散層，所述擴(kuò)散層電極(5)為N型電極，所述襯底電極(6)為P型電極。
【文檔編號(hào)】H01L31/0224GK103762258SQ201410007622
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】張依群 申請(qǐng)人:東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院