一種具有透明電極的n型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，包括：正面金屬電極、正面透明導(dǎo)電膜、減反射膜/正面鈍化膜、P型層、N型硅基體、背面鈍化膜、背面透明導(dǎo)電膜和背面金屬電極；所述的P型層表面和N型硅基體背面設(shè)置有按照規(guī)則圖案布置的局部重?fù)诫sP+區(qū)和局部重?fù)诫sN+區(qū)，所述的正面透明導(dǎo)電膜與局部重?fù)诫sP+區(qū)直接接觸；所述的背面透明導(dǎo)電膜與局部重?fù)诫sN+區(qū)直接接觸。該透明導(dǎo)電組合體采用與硅基體局部接觸的透明導(dǎo)電膜作為太陽(yáng)能電池的正面或背面透明電極，有利于透明導(dǎo)電膜與硅基體形成良好的歐姆接觸。
【專利說(shuō)明】
一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]自1954年第一塊太陽(yáng)能電池在貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生以來(lái)，晶體硅太陽(yáng)能電池得到了廣泛的應(yīng)用，轉(zhuǎn)換效率不斷提升，生產(chǎn)成本持續(xù)下降。目前，晶體硅太陽(yáng)能電池占太陽(yáng)能電池全球市場(chǎng)總額的80%以上，晶體硅電池片的產(chǎn)線轉(zhuǎn)換效率目前已突破20%，全球年新增裝機(jī)容量約50GW且增速明顯，與火力發(fā)電的度電成本不斷縮小，在未來(lái)幾年有望與之持平。晶體硅太陽(yáng)能電池作為一種清潔能源在改變能源結(jié)構(gòu)、緩解環(huán)境壓力等方面的重要作用日益凸顯。
[0003]按基材的摻雜類型，晶體硅太陽(yáng)能電池分為P型晶體硅太陽(yáng)能電池和N型晶體硅太陽(yáng)能電池。與P型晶體硅太陽(yáng)能電池相比，N型晶體硅太陽(yáng)能電池具有更高的轉(zhuǎn)換效率和雜質(zhì)容忍度，且基本上無(wú)光致衰減。目前制約N型晶體硅太陽(yáng)能電池大規(guī)模應(yīng)用的主要原因是成本問(wèn)題未能很好的解決。
[0004]N型晶體硅太陽(yáng)能電池要想獲得競(jìng)爭(zhēng)力、獲得更大的發(fā)展與應(yīng)用，必須進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)降低生產(chǎn)成本。由于N型晶體硅比P型晶體硅具有更長(zhǎng)的少子壽命，所以N型晶硅電池通?？梢宰龀呻p面受光型電池以增加電池的輸出功率，增加值一般在20%以上。
[0005]目前N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池的電極多采用銀鋁漿絲網(wǎng)印刷的方式形成近百條細(xì)柵和若干條主柵，此工序使用的物料成本昂貴，且電極會(huì)造成電池片表面5%—7%的面積形成對(duì)光的遮擋，使雙面電池在效率優(yōu)勢(shì)上未能充分體現(xiàn)。
[0006]如何在減少遮光面積與保持良好的導(dǎo)電性之間進(jìn)行平衡，是目前N型晶硅雙面電池研究的一個(gè)熱點(diǎn)。由于漿料技術(shù)與印刷技術(shù)的進(jìn)步，受光面電極細(xì)柵寬度不斷減小，根據(jù)SEMI預(yù)測(cè)，到2020年細(xì)柵的寬度將減小至35微米以下，同時(shí)主柵采用多主柵及無(wú)主柵。在這個(gè)柵線細(xì)化技術(shù)過(guò)程中，電極的遮光面積有所下降，導(dǎo)電性有所提升，同時(shí)獲得了效率的提升與成本的下降。但隨著柵線寬度的不斷減小，電極制備的工藝難度不斷加大，進(jìn)一步提高效率、降低生產(chǎn)成本的空間縮小。
[0007]透明導(dǎo)電膜同時(shí)具有良好的透光性與導(dǎo)電性，是N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池電極的理想材料，有望徹底解決金屬電極的光遮擋及成本問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的是提供了一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，該太陽(yáng)能電池采用與硅基體局部接觸的透明導(dǎo)電膜作為太陽(yáng)能電池的正面或背面透明電極，局部接觸區(qū)域?yàn)橹負(fù)诫s，以有利于透明導(dǎo)電膜與硅基體形成良好的歐姆接觸。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0010]—種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，包括:正面金屬電極、正面透明導(dǎo)電膜、減反射膜/正面鈍化膜、P型層、N型硅基體、背面鈍化膜和背面透明導(dǎo)電膜、背面金屬電極;所述的P型層表面和N型硅基體背面設(shè)置有按照規(guī)則圖案布置的局部重?fù)诫sP+區(qū)和局部重?fù)诫sN+區(qū)；所述的正面透明導(dǎo)電膜與局部重?fù)诫sP+區(qū)直接接觸，所述的正面金屬電極位于正面透明導(dǎo)電膜之上，正面透明導(dǎo)電膜將按照規(guī)則圖案布置的局部重?fù)诫sP+區(qū)及正面金屬電極連接成為正面導(dǎo)電組合體;所述的背面透明導(dǎo)電膜與局部重?fù)诫sN+區(qū)直接接觸，所述的背面金屬電極位于背面透明導(dǎo)電膜之上，背面透明導(dǎo)電膜將按照規(guī)則圖案布置的局部重?fù)诫sN+區(qū)及背面金屬電極連接成為背面導(dǎo)電組合體。
[0011]透明導(dǎo)電膜為ITO薄膜、AZO薄膜、GZO薄膜、FTO薄膜、IWO薄膜和石墨烯薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成;透明導(dǎo)電膜的厚度為50?500nm。
[0012]局部重?fù)诫s區(qū)采用陣列圖案排布，其圖案為一維、二維幾何圖形或一維與二維幾何圖形的組合;一維幾何圖形選自:線段、虛線段、弧線或柵線狀;二維幾何圖形選自:圓形、橢圓形、紡錘形、環(huán)形、多邊形、多角形或扇形。
[0013]所述一維幾何圖形的線寬為30?lOOum，長(zhǎng)度為0.05?1.5mm;同一行中相鄰兩個(gè)線形的間距為0.5?2mm，同一列中相鄰兩個(gè)線形的間距為0.5?2mm。
[0014]所述二維幾何圖形X、Y方向的長(zhǎng)度均為30?200um，相鄰兩個(gè)圖形中心距為0.8?2mm ο
[0015]所述正面金屬電極與背面金屬電極為銀電極、鋁電極、鎳電極、銅電極、合金電極或金屬?gòu)?fù)合電極;正面金屬電極與背面金屬電極的排布圖案為一組平行線段或多組平行線段的組合，線段的寬度為20?2000um，數(shù)量為5?100根，線長(zhǎng)為2?156mm，相鄰線段之間的距離為0.5?50mm。
[0016]局部重慘雜P+區(qū)和局部重慘雜N+區(qū)的方阻為5?50 Ω /□。
[0017]所述的N型硅基體為N型的單晶硅或者N型多晶硅。
[0018]所述的N型硅基體正面和背表面為金字塔、倒金字塔或納米/微米多孔結(jié)構(gòu)。
[0019]正面鈍化膜為氧化鋁、氧化硅、非晶硅中的一種或多種疊層構(gòu)成，厚度為5?50nm;正面減反射膜為氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化鈦、碳化硅中的一種或多種疊層構(gòu)成，減反射膜整體厚度為50?I OOnm;背面的鈍化膜為氮化硅、氧化硅、非晶硅、氮氧化硅的中的一種或多種疊層構(gòu)成，鈍化膜整體厚度為5?50nm。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益的技術(shù)效果:
[0021]本實(shí)用新型的具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，采用與硅基體局部接觸的透明導(dǎo)電膜作為太陽(yáng)能電池的正面和背面透明電極，并通過(guò)在透明導(dǎo)電膜制作用于導(dǎo)通電流及便于制作電池組金屬電極。局部接觸區(qū)域?yàn)橹負(fù)诫s，以有利于透明導(dǎo)電膜與硅基體形成良好的歐姆接觸。本實(shí)用新型采用透明導(dǎo)電膜將硅片表層的局部重?fù)诫s區(qū)域結(jié)合為一個(gè)可作為N型晶硅雙面電池電極的導(dǎo)電整體，使電池片的受光面積增加了4%?7 %，同時(shí)保持了電極良好的導(dǎo)電性，使晶體硅電池的轉(zhuǎn)換效率顯著提升。本實(shí)用新型使制作太陽(yáng)能電池電極的金屬(銀、銅、鋁、鎳等)使用量大幅降低，避免了金屬電極光遮擋造成的功率損失，很好的平衡了晶硅電極光遮擋與導(dǎo)電性之間的兩難問(wèn)題，使電池的轉(zhuǎn)換效率提升、生產(chǎn)成本降低。
[0022]本實(shí)用新型提供的一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)形成技術(shù)，通過(guò)激光開(kāi)模摻雜、二次擴(kuò)散、離子注入、掩膜刻蝕、摻雜劑涂敷等方法在晶體硅片的正面和背面按特定的圖形(可以是柵線狀、點(diǎn)狀陣列、線段狀陣列及其他形狀)形成局部重?fù)诫s，透明導(dǎo)電膜在重?fù)诫s區(qū)域與硅基體直接接觸，金屬電極位于透明導(dǎo)電膜之上，透明導(dǎo)電膜將重?fù)诫s區(qū)及金屬電極連接成為一個(gè)可作為N型晶體硅電池正面與背面電極的透明導(dǎo)電組合體。本實(shí)用新型所述的局部接觸透明導(dǎo)電膜可以替代N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池電極的金屬細(xì)柵和主柵，或者在優(yōu)化主柵的情況下替代細(xì)柵線。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是透明導(dǎo)電膜作為正面、背面電極的N型晶硅雙面電池剖面示意圖。
[0024]圖2是透明導(dǎo)電膜協(xié)同金屬主柵作為正面、背面電極的N型晶硅雙面電池剖面示意圖。
[0025]圖3是點(diǎn)狀局部重?fù)诫s分布示意圖；
[0026]圖4是線段狀局部重?fù)诫s分布示意圖；
[0027]其中，1、局部重?fù)诫sP+區(qū)，2、正面透明導(dǎo)電膜，3、減反射膜/正面鈍化膜，4、P型層，
5、N型硅基體，6、背面鈍化膜，7、背面透明導(dǎo)電膜，8、局部重?fù)诫sN+區(qū)，9、正面金屬電極，10、背面金屬電極。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]本實(shí)用新型一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，采用與硅基體局部接觸的透明導(dǎo)電膜作為太陽(yáng)能電池的正面和背面透明電極，局部接觸區(qū)域?yàn)橹負(fù)诫s，以有利于透明導(dǎo)電膜與硅基體形成良好的歐姆接觸。通過(guò)激光開(kāi)模摻雜、二次擴(kuò)散、離子注入、掩膜刻蝕、摻雜劑涂敷等方法在晶體硅片的正面和背面按特定的圖形(可以是柵線狀、點(diǎn)狀陣列、線段狀陣列及其他形狀)形成局部重?fù)诫s，透明導(dǎo)電膜之上為金屬電極，透明導(dǎo)電膜在重?fù)诫s區(qū)域與硅基體直接接觸，并將重?fù)诫s區(qū)及金屬電極連接成為一個(gè)可作為N型晶體硅電池正面與背面電極的透明導(dǎo)電組合體。本實(shí)用新型所述的局部接觸透明導(dǎo)電膜可以替代N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池電極的金屬細(xì)柵和主柵，或者在優(yōu)化主柵的情況下替代細(xì)柵線。
[0030]如圖1和圖2所不，本實(shí)用新型提供的具有透明電極的N型晶體娃雙面太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，采用透明導(dǎo)電膜將硅片表層的局部重?fù)诫s區(qū)域及金屬電極結(jié)合為一個(gè)可作為N型晶硅雙面電池電極的導(dǎo)電整體，其結(jié)構(gòu)自上而下包括:正面金屬電極9、正面透明導(dǎo)電膜2、減反射膜/正面鈍化膜3、P型層4、N型硅基體5、背面鈍化膜6、背面透明導(dǎo)電膜7、背面金屬電極
10。采用與硅基體局部接觸的透明導(dǎo)電膜作為太陽(yáng)能電池的正面和背面透明電極，局部接觸區(qū)域?yàn)橹負(fù)诫s(P+區(qū)和N+區(qū))，以有利于透明導(dǎo)電膜與硅基體形成良好的歐姆接觸。如圖1其中正面與背面的電極可以是透明導(dǎo)電膜，可以是如圖2的透明導(dǎo)電膜協(xié)同金屬主柵線。[0031 ]本實(shí)用新型提供的N型晶體硅雙面電池制備方法按如下步驟:
[0032](I)將N型晶體娃片進(jìn)彳丁表面織構(gòu)化處理，娃片可以是N型單晶娃片、N型多晶娃片，織構(gòu)處理可以采用化學(xué)藥液腐蝕、等離子刻蝕、金屬催化、激光刻蝕等方法。
[0033](2)在正面與背面分別進(jìn)行摻雜處理，正面的雜質(zhì)源可以是BBr3、BF3、B2H6、含硼摻雜劑等，背面的雜質(zhì)源可以是P0C13、PH3、含磷摻雜劑等，摻雜的方法可以采用低壓擴(kuò)散、常壓擴(kuò)散、離子注入、雜質(zhì)漿料涂敷加熱處理等方式。
[0034](3)刻蝕去掉正面的硼硅玻璃與正面的磷硅玻璃，刻蝕的方法可采用濕法刻蝕、干法刻蝕。
[0035](4)在正面和背面分別沉積或生長(zhǎng)5?50nm鈍化膜和50?90nm左右的減反射膜，鈍化膜和減反射膜可以是氧化硅、氧化鋁、氮化硅、氮氧化硅、非晶硅、碳化硅、氧化鈦等。
[0036](5)按特定的圖形在硅片的正面和背面形成局部重?fù)诫s，重?fù)诫s圖形可以是柵線狀、點(diǎn)狀陣列、線段狀陣列及其他圖形。如圖3和圖4所示，其中，柵線狀圖形可以是任何一種生產(chǎn)實(shí)際中使用的受光面電極模板圖案；點(diǎn)狀圖案的直徑在50?200um之間，點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距在0.8?2mm之間；線段狀圖案的線寬在40?10um之間，長(zhǎng)度在0.05?1.5mm之間，線段在X、Y方向的間距為0.5?2mm。形成局部重?fù)诫s的方法可以采用二次熱擴(kuò)散、激光開(kāi)模摻雜、局域離子注入、掩膜反刻蝕、摻雜劑局域涂敷等，與此對(duì)應(yīng)，局部重?fù)诫s可以在形成PN結(jié)的工序中完成，也可以在刻蝕清洗的工序中完成，還可以與激光摻雜同時(shí)完成。
[0037](6)在正面和背面制作透明導(dǎo)電膜，透明導(dǎo)電膜可以是ITO(銦錫氧化物)、ΑΖ0(摻鋁氧化鋅)、FTO (摻氟氧化錫)、IWO (摻鎢氧化銦)、石墨烯、GZO (摻鎵氧化鋅)等，制作的方法可以采用濺射、印刷、氣相沉積、噴涂、旋涂等，透明導(dǎo)電膜的厚度控制在100?500nm。再在正面透明導(dǎo)電膜和背面透明導(dǎo)電膜上分別制作正面金屬電極和背面金屬電極;正面透明導(dǎo)電膜和背面透明導(dǎo)電膜在重?fù)诫s區(qū)域處與硅基體直接接觸，并將局部重?fù)诫s區(qū)及金屬電極連接成為導(dǎo)電組合體。
[0038]下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的制備方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0039]實(shí)施例1:
[0040](I)將N型單晶硅片于80 °C左右的KOH溶液中異向腐蝕，獲得表面金字塔結(jié)構(gòu)；
[0041 ] (2)以BBr3作為雜質(zhì)，在950°C左右擴(kuò)散形成80 Ω /□的均勻擴(kuò)散層；
[0042](3)采用濕法刻蝕去掉硼硅玻璃及背結(jié)；
[0043](4)在正面先后沉積25nm左右的氧化鋁和80nm左右的氮化硅；
[0044](5)在背面先后沉積30nm左右的氧化硅和80nm左右的氮化硅；
[0045](6)在正面和背面按特定圖形分別印刷含硼摻雜劑與含磷摻雜劑，印刷圖形采用點(diǎn)狀陣列，單個(gè)點(diǎn)的直徑為50um，點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距為0.8mm;
[0046](7)采用激光按步驟(6)中所述的特定圖形對(duì)摻雜劑進(jìn)行脈沖加熱，使正面的硼原子和背面的磷原子穿透減反射膜及鈍化膜向硅基體擴(kuò)散，在硅片的正面與背面形成點(diǎn)狀陣列的局部重?fù)诫s區(qū)域；
[0047](8)采用濺射法在正面與背面分別制備10nm的AZO透明導(dǎo)電膜，再在正面透明導(dǎo)電膜和背面透明導(dǎo)電膜上分別制作正面銀電極和背面銀電極;正面、背面銀電極圖案由I組等距平行的柵線構(gòu)成，柵線數(shù)量為20根，柵線寬度為20um。正面透明導(dǎo)電膜和背面透明導(dǎo)電膜在重?fù)诫s區(qū)域處與硅基體直接接觸，并將局部重?fù)诫s區(qū)及銀電極連接成為可作為N型晶硅電池正面與背面電極的導(dǎo)電組合體。
[0048]實(shí)施例2:
[0049](I)采用納米金屬顆粒催化化學(xué)刻蝕在N型單晶硅片的表面上形成倒金字塔結(jié)構(gòu)；
[0050](2)在硅片的正面與背面采用離子注入的方法分別摻入硼原子與磷原子，硼源采用BF3，磷源采用PH3，之后進(jìn)行退火處理；
[0051](3)清洗硅片的正面與背面；
[0052](4)在正面先后沉積20nm左右的氧化鋁和80nm左右的氧化硅；
[0053 ] (5)在背面沉積80nm左右的氧化硅；
[0054](6)在正面和背面按特定圖形分別噴涂含硼摻雜劑與含磷摻雜劑，噴涂圖形采用點(diǎn)狀陣列，單個(gè)點(diǎn)的直徑為lOOum，點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距為1.5mm;
[0055](7)采用激光按步驟(6)中所述的特定圖形對(duì)摻雜劑進(jìn)行脈沖加熱，使正面的硼原子和背面的磷原子穿透減反射膜及鈍化膜向硅基體擴(kuò)散，在硅片的正面與背面形成點(diǎn)狀陣列的局部重?fù)诫s區(qū)域；
[0056](8)采用濺射法在正面與背面分別制備150nm的ITO透明導(dǎo)電膜，再在正面透明導(dǎo)電膜和背面透明導(dǎo)電膜上分別制作正面銀電極和背面銀電極;銀電極由一組等距平行的細(xì)柵線與一組等距平行的主柵線構(gòu)成，細(xì)柵線與主柵線垂直相交。細(xì)柵線為30根，截面寬度為30um;主柵為4根，截面寬度為1mm。正面透明導(dǎo)電膜和背面透明導(dǎo)電膜在重?fù)诫s區(qū)域處與硅基體直接接觸，并將局部重?fù)诫s區(qū)及銀電極連接成為可作為N型晶硅電池正面與背面電極的導(dǎo)電組合體。
[0057]實(shí)施例3:
[0058](I)采用納米金屬顆粒催化化學(xué)刻蝕在N型單晶硅片的表面上形成倒金字塔結(jié)構(gòu)；
[0059](2)在硅片正面以BBr3作為雜質(zhì)，在1000°C左右擴(kuò)散形成40 Ω/□的均勻擴(kuò)散層；
[0060](3)在硅片背面以POCl3作為雜質(zhì)，在800°C左右擴(kuò)散形成40 Ω/□的均勻擴(kuò)散層；
[0061](4)在正面和背面的擴(kuò)散層上按特定的圖形分別噴掩膜，掩膜圖形采用線段狀陣列，線段的長(zhǎng)度為50um，寬度為40um，線段與線段之間的間距為0.5mm;
[0062](5)采用濕法刻蝕去掉正面和背面的硼硅玻璃/磷硅玻璃及掩膜，在噴有掩膜的區(qū)域形成重?fù)诫s，在沒(méi)有噴掩膜的區(qū)域形成輕摻雜；
[0063](6)在正面和背面分別沉積90nm左右的氧化硅；
[0064](7)采用掩膜及化學(xué)藥劑腐蝕的方法按步驟(4)中所述的陣列圖形對(duì)正面和背面的氧化硅進(jìn)行開(kāi)孔；
[0065](8)采用濺射法在正面和背面制備10nm的IWO透明導(dǎo)電膜，再在正面透明導(dǎo)電膜和背面透明導(dǎo)電膜上分別制作正面銀電極和背面銀電極;銀電極由10組相互平行的等距平行柵線構(gòu)成，每組柵線為30根，截面寬度為20um，相鄰兩組平行柵線之間的間距為2mm。正面透明導(dǎo)電膜和背面透明導(dǎo)電膜在重?fù)诫s區(qū)域處與硅基體直接接觸，并將局部重?fù)诫s區(qū)及銀電極連接成為可作為N型晶硅電池正面與背面電極的導(dǎo)電組合體。
[0066]實(shí)施例4:
[0067 ] (I)將N型單晶硅片于80 °C左右的NaOH溶液中異向腐蝕，獲得表面金字塔結(jié)構(gòu)；
[0068](2)在硅片的正面和背面分別按特定圖形印刷硼漿與磷漿，印刷圖形為線段狀陣列，線段的長(zhǎng)度為1.5mm，寬度為lOOum，線段與線段之間的間距為2mm;
[0069](3)在擴(kuò)散爐中通入BBr3進(jìn)行低壓擴(kuò)散，在印刷硼漿與磷漿的區(qū)域形成重?fù)诫s，在沒(méi)有印刷硼漿與磷漿的區(qū)域形成輕摻雜；
[0070](4)采用濕法刻蝕去掉正面和背面的硼硅玻璃與磷硅玻璃；
[0071 ] (5)在正面先后沉積30nm左右的氧化鋁和80nm左右的氮氧化硅；
[0072](6)在背面沉積80nm左右的氮氧化硅；
[0073](7)采用激光按步驟(2)中所述的陣列圖形去掉正面和背面重?fù)絽^(qū)域的減反射膜；
[0074](9)采用化學(xué)氣相沉積在正面和背面沉積SOnm的石墨烯透明導(dǎo)電膜，再在正面透明導(dǎo)電膜和背面透明導(dǎo)電膜上分別制作正面銀電極和背面銀電極;銀電極由一組等距平行的細(xì)柵線與一組等距平行的主柵線構(gòu)成，細(xì)柵線與主柵線垂直相交。細(xì)柵線為10根，截面寬度為40um;主柵為5根，截面寬度為1mm。正面透明導(dǎo)電膜和背面透明導(dǎo)電膜在重?fù)诫s區(qū)域處與硅基體直接接觸，并將局部重?fù)诫s區(qū)及銀電極連接成為可作為N型晶硅電池正面與背面電極的導(dǎo)電組合體。
[0075]實(shí)施例5:
[0076](I)將N型多晶硅片于HF/HN03的溶液體系中進(jìn)行腐蝕，獲得表面織構(gòu)；
[0077](2)在正面以BBr3作為雜質(zhì)，在950°C左右擴(kuò)散形成50 Ω/□的均勻擴(kuò)散層；
[0078](3)在背面以POCl3作為雜質(zhì)，在750°C左右擴(kuò)散形成50 Ω/□的均勻擴(kuò)散層；
[0079](4)在正面與背面的擴(kuò)散層上按特定的圖形噴掩膜，掩膜圖形為柵線狀，細(xì)柵由100條寬度為30um左右的等間距平行線組成，主柵由5條寬度為Imm的等間距平行線組成，細(xì)柵與主柵垂直相交。
[0080](5)采用濕法刻蝕去掉硼硅玻璃、磷硅玻璃及掩膜，在噴有掩膜的區(qū)域形成重?fù)诫s，在沒(méi)有噴掩膜的區(qū)域形成輕摻雜；
[0081 ] (6)在正面先后沉積25nm左右的氧化硅和80nm左右的氮化硅；
[0082](7)在背面沉積80nm左右的氮化硅；
[0083](8)采用掩膜及化學(xué)藥劑腐蝕的方法按步驟(4)中所述的圖形去掉正面與背面重?fù)诫s區(qū)域的減反射膜及鈍化膜；
[0084](9)采用濺射法在正面和背面分別沉積200nm的GZO透明導(dǎo)電膜，該透明導(dǎo)電膜與重?fù)絽^(qū)的硅基體直接接觸形成N型晶硅電池的正面與背面電極。
[0085]實(shí)施例6:
[0086](I)采用納米金屬顆粒催化化學(xué)刻蝕在N型單晶硅片的表面上形成倒金字塔結(jié)構(gòu)；
[0087](2)在硅片正面和背面按特定的圖形噴涂含硼摻雜劑和含磷摻雜劑，噴涂圖形為柵線狀，細(xì)柵由80條寬度為60um左右的等間距平行線組成，主柵由3條寬度為1.5mm的等間距平行線組成，細(xì)柵與主柵垂直相交。
[0088](3)在正面以BBr3作為雜質(zhì)，在950 °C左右擴(kuò)散形成局域重?fù)诫s的擴(kuò)散層；
[0089](4)在背面以POCl3作為雜質(zhì)，在750 °C左右擴(kuò)散形成局域重?fù)诫s的均勻擴(kuò)散層；
[0090](5)采用濕法刻蝕去掉正面與背面的硼硅玻璃、磷硅玻璃；
[0091 ] (6)在正面先后沉積35nm左右的氧化鋁和70nm左右的氮化硅；
[0092](7)在背面先后沉積35nm左右的氧化硅和70nm左右的氮化硅；
[0093](8)采用激光按步驟(2)中所述的圖形去掉正面和背面細(xì)柵狀重?fù)诫s區(qū)域的減反射膜及鈍化膜；
[0094](9)采用濺射法在正面和背面分別沉積10nm的AZO透明導(dǎo)電膜；
[0095](10)按主柵狀重?fù)诫s區(qū)域在正面和背面的透明導(dǎo)電膜上的制作銀主柵電極，正面透明導(dǎo)電膜和背面透明導(dǎo)電膜在重?fù)诫s區(qū)域處與硅基體直接接觸，并將局部重?fù)诫s區(qū)及銀主柵電極連接成為可作為N型晶硅電池正面與背面電極的導(dǎo)電組合體。
[0096]本實(shí)用新型一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，采用與硅基體局部接觸的透明導(dǎo)電膜作為太陽(yáng)能電池的正面和背面透明電極，局部接觸區(qū)域?yàn)橹負(fù)诫s，以有利于透明導(dǎo)電膜與硅基體形成良好的歐姆接觸。本實(shí)用新型使制作太陽(yáng)能電池電極的金屬(銀、銅、鋁、鎳等)使用量大幅降低，甚至可以完全不使用金屬，避免了金屬電極光遮擋造成的功率損失，很好的平衡了晶硅電極光遮擋與導(dǎo)電性之間的兩難問(wèn)題，使電池的轉(zhuǎn)換效率提升、生產(chǎn)成本降低。
[0097]以上所述僅為本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，不是全部或唯一的實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)閱讀本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)而對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，其特征在于，包括:自上而下依次設(shè)置的正面金屬電極(9)、正面透明導(dǎo)電膜(2)、減反射膜/正面鈍化膜(3)、P型層(4)、N型硅基體(5)、背面鈍化膜(6)、背面透明導(dǎo)電膜(7)和背面金屬電極(10);所述的P型層(4)表面和N型硅基體(5)背面分別設(shè)置有按照規(guī)則圖案布置的局部重?fù)诫sP+區(qū)(I)和局部重?fù)诫sN+區(qū)(8)，所述的正面透明導(dǎo)電膜(2)與局部重?fù)诫sP+區(qū)(I)直接接觸，正面透明導(dǎo)電膜(2)將局部重?fù)诫sP+區(qū)(I)及正面金屬電極(9)連接成為正面導(dǎo)電組合體;所述的背面透明導(dǎo)電膜(7)與局部重?fù)诫sN+區(qū)(8)直接接觸，背面透明導(dǎo)電膜(7)將局部重?fù)诫sN+區(qū)(8)及背面金屬電極(10)連接成為背面導(dǎo)電組合體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，其特征在于，正面金屬電極(9)與背面金屬電極(10)為銀電極、鋁電極、鎳電極、銅電極、合金電極或金屬?gòu)?fù)合電極;正面金屬電極(9)與背面金屬電極(10)的排布圖案為一組平行線段或多組平行線段的組合，線段的寬度為20?2000um，數(shù)量為5?100根，線長(zhǎng)為2?156mm，相鄰線段之間的距離為0.5?50mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，其特征在于，正面透明導(dǎo)電膜(2)和背面透明導(dǎo)電膜(7)均為ITO薄膜、AZO薄膜、GZO薄膜、FTO薄膜、IWO薄膜和石墨稀薄膜中的一種或多種疊層構(gòu)成;透明導(dǎo)電膜的厚度為50?500nm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，其特征在于，局部重?fù)诫sP+區(qū)(I)和局部重?fù)诫sN+區(qū)(8)均采用陣列圖案排布，其圖案為一維、二維幾何圖形或一維與二維幾何圖形的組合;一維幾何圖形選自:線段、虛線段、弧線或柵線狀;二維幾何圖形選自:圓形、橢圓形、紡錘形、環(huán)形、多邊形、多角形或扇形。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述一維幾何圖形的線寬為30?10um，長(zhǎng)度為0.05?1.5mm;同一行中相鄰兩個(gè)線形的間距為0.5?2mm，同一列中相鄰兩個(gè)線形的間距為0.5?2mm。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述二維幾何圖形的尺寸均為30?200um，相鄰兩個(gè)圖形中心距為0.8?2mm。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，其特征在于，局部重?fù)诫sP+區(qū)(I)和局部重?fù)诫sN+區(qū)(8)的方阻為5?50 Ω /□。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述的N型娃基體(5)為N型的單晶娃或者N型多晶娃。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述的N型硅基體(5)正面和背表面為金字塔、倒金字塔或納米/微米多孔結(jié)構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有透明電極的N型晶體硅雙面太陽(yáng)能電池，其特征在于，正面鈍化膜為氧化鋁、氧化硅、非晶硅中的一種或多種疊層構(gòu)成，厚度為5?50nm;正面減反射膜為氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化鈦、碳化硅中的一種或多種疊層構(gòu)成，減反射膜整體厚度為50?10nm ；背面的鈍化膜為氮化硅、氧化硅、非晶硅、氮氧化硅的中的一種或多種疊層構(gòu)成，鈍化膜整體厚度為5?50nm。
【文檔編號(hào)】H01L31/0224GK205564767SQ201620285766
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月7日
【發(fā)明人】鐘寶申, 李華, 趙科雄
【申請(qǐng)人】樂(lè)葉光伏科技有限公司