一種具有透明電極的p型晶體硅太陽(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P型晶體硅太陽(yáng)能電池，由上至下依次包括：正面金屬電極、正面透明導(dǎo)電膜、正面減反射膜/鈍化膜、N型層、P型硅基體和背面電極；正面電極為所述的N型層表面按照規(guī)則圖案成型有局部重?fù)诫sN+區(qū)，所述的正面透明導(dǎo)電膜與局部重?fù)诫sN+區(qū)直接接觸，正面透明導(dǎo)電膜將局部重?fù)诫sN+區(qū)及正面金屬電極連接成為正面電極。該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，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P型晶體硅太陽(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P型晶體硅太陽(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]晶體硅太陽(yáng)能電池要想繼續(xù)保持競(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。目前晶體硅電池的受光面電極采用銀漿絲網(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，且銀電極會(huì)造成電池片表面5%?7%的面積形成對(duì)光的遮擋，大大降低了電池片的轉(zhuǎn)換效率。
[0004]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，是近幾年晶體硅電池技術(shù)研究的一個(gè)重點(diǎn)。由于漿料技術(shù)與印刷技術(shù)的進(jìn)步，晶體硅電池的受光面電極細(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。
[0005]透明導(dǎo)電膜同時(shí)具有良好的透光性與導(dǎo)電性，是太陽(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。雖然透明導(dǎo)電膜在薄膜及異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用已非常成熟，但在市場(chǎng)主流的晶體硅太陽(yáng)能電池中應(yīng)用卻不多見(jiàn)，其主要原因是與現(xiàn)有工藝的匹配性較差、接觸電阻較高等。所以，盡快推動(dòng)透明導(dǎo)電膜在主流晶體硅太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用是未來(lái)研究的熱點(diǎn)之一。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供了一種具有透明電極的P型晶體硅太陽(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。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0008]—種具有透明電極的P型晶體硅太陽(yáng)能電池，由上至下依次包括:正面金屬電極、正面透明導(dǎo)電膜、正面減反射膜/鈍化膜、N型層、P型硅基體和背面電極;所述的N型層正面設(shè)置有按照規(guī)則圖案布置的局部重?fù)诫sN+區(qū)，所述的正面透明導(dǎo)電膜與局部重?fù)诫sN+區(qū)直接接觸，正面透明導(dǎo)電膜將局部重?fù)诫sN+區(qū)及正面金屬電極連接成為正面導(dǎo)電組合體;所述背面電極為鋁背場(chǎng)電極、局部接觸電極或背面透明電極。
[0009]背面透明電極包括背面透明導(dǎo)電膜，P型硅基體背面依次設(shè)置有按照規(guī)則圖案布置的局部重?fù)诫sP+區(qū)、背面鈍化膜、背面透明導(dǎo)電膜和背面金屬電極，背面金屬電極位于背面透明導(dǎo)電膜之上，背面透明導(dǎo)電膜與局部重?fù)诫sP+區(qū)直接接觸，背面透明導(dǎo)電膜將局部重?fù)诫sP+區(qū)及背面金屬電極連接成為背面電極。
[0010]局部重慘雜N+區(qū)和局部重慘雜P+區(qū)的方阻為5?50 Ω /□。
[0011]局部重?fù)诫sN+區(qū)和局部重?fù)诫sP+區(qū)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。
[0012]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;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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]所述的P型娃基體為P型的單晶娃或者P型多晶娃。
[0016]所述的P型硅基體正面或背表面為金字塔、倒金字塔或納米/微米多孔結(jié)構(gòu)。
[0017]金屬電極為銀電極、招電極、鎳電極、銅電極、合金電極或金屬?gòu)?fù)合電極;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。
[0018]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:
[0019]本實(shí)用新型的具有透明電極的P型晶體硅太陽(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)能電池的正面或/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)域及透明導(dǎo)電膜之上的金屬電極結(jié)合為一個(gè)可作為P型晶硅電池電極的導(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，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。
[0020]本實(shí)用新型提供的一種具有透明電極的P型晶體硅太陽(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P型晶體硅電池正面和/或背面電極的透明導(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P型晶體硅太陽(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】
[0021]圖1是透明導(dǎo)電膜作為正面電極的背面局部接觸電池剖面示意圖；
[0022]圖2是透明導(dǎo)電膜作為正面、背面電極的背面局部接觸電池剖面示意圖；
[0023]圖3是透明導(dǎo)電膜作為正面電極的鋁背場(chǎng)電池剖面示意圖；
[0024]圖4是點(diǎn)狀局部重?fù)诫s分布示意圖；
[0025]圖5是線段狀局部重?fù)诫s分布示意圖。
[0026]其中，1、局部重?fù)诫sN+區(qū)，2、正面透明導(dǎo)電膜，3、正面減反射膜/鈍化膜，4、N型層，
5、P型硅基體，6、背面鈍化膜，7、鋁背場(chǎng)，8、局部接觸金屬電極，9、鈍化膜，10、背面透明導(dǎo)電膜，11、局部重?fù)诫sP+區(qū)，12、背面金屬電極，13、正面金屬電極，14、背面接觸金屬電極。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0028]本實(shí)用新型的一種具有透明電極的P型晶體硅太陽(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。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或背面按特定的圖形(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P型晶體硅電池電極的透明導(dǎo)電組合體。本實(shí)用新型的透明導(dǎo)電膜局部接觸具有透明電極的電池結(jié)構(gòu)包括常規(guī)鋁背場(chǎng)電池、背面局部接觸電池、雙面電池等，可以替代傳統(tǒng)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。
[0029]如圖1所示，具有透明電極的P型晶體硅背面局部接觸太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)自上而下包括:正面金屬電極13、正面透明導(dǎo)電膜2、正面減反射膜/鈍化膜3、N型層4、P型硅基體5和背面電極;所述的N型層表面2按照規(guī)則圖案成型有局部重?fù)诫sN+區(qū)I，所述的正面透明導(dǎo)電膜2與局部重?fù)诫sN+區(qū)2直接接觸，正面金屬電極13位于透明導(dǎo)電膜2之上，透明導(dǎo)電膜2將重?fù)诫s區(qū)I及金屬電極13連接成為正面電極。背面電極包括背面鈍化膜6、鋁背場(chǎng)7和局部接觸金屬電極8，所述的背面鈍化膜6設(shè)置在P型硅基體5的背面，鋁背場(chǎng)7設(shè)置在背面鈍化膜6上，且鋁背場(chǎng)7穿過(guò)背面鈍化膜6與P型硅基體5接觸，局部接觸金屬電極8設(shè)置在鋁背場(chǎng)7內(nèi)且穿過(guò)鈍化膜6與P型硅基體5接觸。
[0030]其中局部接觸背電極也可以是背面透明電極，見(jiàn)圖2。所述的電池背場(chǎng)包括背面減反射膜/鈍化膜9、背面透明導(dǎo)電膜10和背面金屬電極12;P型硅基體5背面按照規(guī)則圖案成型有局部重?fù)诫sP+區(qū)11，背面透明導(dǎo)電膜10與P型硅基體5直接接觸，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10將局部重?fù)诫sP+區(qū)11及金屬電極12連接成為背面電極。
[0031]具有透明電極的P型晶體硅背面局部接觸太陽(yáng)能電池制備方法按如下步驟:
[0032](I)將P型晶體娃片進(jìn)彳丁表面織構(gòu)化處理，娃片可以是P型單晶娃片和多晶娃片，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)以磷源作為雜質(zhì)，制作形成40?100 Ω/□的均勻雜質(zhì)層，磷源可以采用P0C13、ΡΗ3、磷漿等，雜質(zhì)層的制作方法可以采用常壓擴(kuò)散、低壓擴(kuò)散、離子注入、含磷漿料涂敷等。
[0034](3)刻蝕去掉死層及背結(jié)，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或背面形成局部重?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。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)在正面或背面制作透明導(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。透明導(dǎo)電膜在重?fù)诫s區(qū)域與硅基體直接接觸形成可作為P型晶硅電池電極的透明導(dǎo)電組合體。
[0038](7)再在透明導(dǎo)電膜上制備正、背面金屬電極。
[0039]如圖3所示，本實(shí)用新型提供的具有透明電極的P型晶體硅鋁背場(chǎng)太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)自上而下包括:正面透明導(dǎo)電膜2、正面減反射膜/鈍化膜3、N型層4、P型硅基體5和背面電極;所述的N型層表面2按照規(guī)則圖案成型有局部重?fù)诫sN+區(qū)I，所述的正面透明導(dǎo)電膜2與局部重?fù)诫sN+區(qū)2直接接觸，正面透明導(dǎo)電膜2將局部重?fù)诫sN+區(qū)I連接成為正面電極。所述的背面電極包括鋁背場(chǎng)7和背面接觸金屬電極14，所述的背面接觸金屬電極14設(shè)置在鋁背場(chǎng)7中且穿過(guò)鋁背場(chǎng)7與P型硅基體5形成歐姆接觸。
[0040]—種具有透明電極的P型晶體硅鋁背場(chǎng)太陽(yáng)能電池制備方法按如下步驟:
[0041 ] (I)將P型晶體娃片進(jìn)彳丁表面織構(gòu)化處理，娃片可以是P型單晶娃片和多晶娃片，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。
[0042](2)以磷源作為雜質(zhì)，制作形成40?100 Ω/□的均勻雜質(zhì)層，磷源可以采用P0C13、PH3、磷漿等，雜質(zhì)層的制作方法可以采用常壓擴(kuò)散、低壓擴(kuò)散、離子注入、含磷漿料涂敷等。
[0043](3)刻蝕去掉死層及背結(jié)，刻蝕的方法可采用濕法刻蝕、干法刻蝕。
[0044](4)在正面先后沉積5?50nm左右的鈍化膜和50?90nm左右的減反射膜，鈍化膜和減反射膜可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、非晶硅、碳化硅、氧化鈦等，沉積的方法可以采用PECVD、LPCVD、ALD 等；
[0045](5)按特定的圖形在硅片的正面形成局部重?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。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；如圖4所示，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；如圖5所示，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。
[0046](6)制作背面電極。制作方法可以采用絲網(wǎng)印刷、物理氣相沉積PVD等，背面電極可以是銀、鋁等金屬。
[0047](7)在正面制作透明導(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、噴涂、旋涂、氣相沉積等，透明導(dǎo)電膜的厚度控制在100?500nm。再在正面透明導(dǎo)電膜上制作正面金屬電極，正面透明導(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)及正面金屬電極連接成為導(dǎo)電組合體。
[0048]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:
[0049]實(shí)施例1:
[0050](I)將P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)；
[0051 ] (2)以POCl3作為雜質(zhì)，在800°C左右擴(kuò)散形成80 Ω/□的均勻擴(kuò)散層；
[0052](3)采用濕法刻蝕去掉磷硅玻璃及背結(jié)；
[0053](4)在正面先后沉積5nm左右的氧化硅和80nm左右的氮化硅；
[0054](5)在背面先后沉積30nm左右的氧化鋁和80nm左右的氮化硅；
[0055](6)在正面和背面按特定圖形分別印刷含磷的摻雜劑與含硼摻雜劑，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；
[0056](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，使正面的磷原子和背面的硼原子穿過(guò)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；
[0057](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P型晶硅電池正面與背面電極的導(dǎo)電組合體。
[0058]實(shí)施例2:
[0059](I)采用納米金屬顆粒催化化學(xué)刻蝕在P型單晶硅片的表面上形成倒金字塔結(jié)構(gòu)；
[0060](2)以PH3作為雜質(zhì)，采用離子注入的方法形成90 Ω/□的均勻擴(kuò)散層；
[0061](3)采用濕法刻蝕去掉死層及背結(jié)；
[0062](4)在正面沉積80nm左右的氮氧化硅
[0063](5)在背面沉積30nm左右的氧化鋁；
[0064](6)在背面采用激光對(duì)氧化鋁膜進(jìn)行開(kāi)孔，再采用蒸鍍的方法制備背面電極，并進(jìn)行退火處理；
[0065](7)在正面按特定圖形噴涂含磷的摻雜劑，噴涂圖形采用點(diǎn)狀陣列，單個(gè)點(diǎn)的直徑為10um，點(diǎn)與點(diǎn)之間的間距為I.5mm;
[0066](8)采用激光按步驟(7)中所述的特定圖形對(duì)摻雜劑進(jìn)行脈沖加熱，使磷原子穿過(guò)減反射膜向硅基體擴(kuò)散，在硅片正面形成點(diǎn)狀陣列的局部重?fù)诫s區(qū)域；
[0067](9)采用濺射法在正面制備150nm的ITO透明導(dǎo)電膜，再在正面透明導(dǎo)電膜上制作正面銀電極;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P型晶硅電池正面電極的導(dǎo)電組合體。
[0068]實(shí)施例3:
[0069](I)將P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)；
[0070](2)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；
[0071](3)在正面的擴(kuò)散層上按特定的圖形噴掩膜，掩膜圖形采用線段狀陣列，線段的長(zhǎng)度為5011111，寬度為4011111，線段與線段之間的間距為0.5臟；
[0072](4)采用濕法刻蝕去掉磷硅玻璃、掩膜及背結(jié)，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；
[0073](5)在正面沉積90nm左右的氧化硅；
[0074](6)采用蒸鍍的方法制作背電極，并進(jìn)行退火處理；
[0075](7)采用掩膜及化學(xué)藥劑腐蝕的方法按步驟(3)中所述的陣列圖形對(duì)正面氧化硅進(jìn)行開(kāi)孔；
[0076](8)采用濺射法在正面制備10nm的IWO透明導(dǎo)電膜，再在正面透明導(dǎo)電膜上制作正面銀電極;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P型晶硅電池正面的導(dǎo)電組合體。
[0077]實(shí)施例4:
[0078](I)采用化學(xué)腐蝕及RIE干法刻蝕的方法在P型多晶硅片的表面獲得織構(gòu)；
[0079](2)在硅片正面按特定的圖形印刷含磷漿料，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;
[0080](3)在擴(kuò)散爐中通入POCl3進(jìn)行低壓擴(kuò)散，在印刷磷漿的區(qū)域形成重?fù)诫s，在沒(méi)有印刷磷漿的區(qū)域形成輕摻雜；
[0081](4)采用濕法刻蝕去掉表面的磷硅玻璃及背結(jié)；
[0082](5)在正面沉積90nm左右的氮氧化硅；
[0083](6)采用絲網(wǎng)印刷的方法制作背電極，并進(jìn)行熱處理；
[0084](7)采用激光按步驟(2)中所述的陣列圖形去掉重?fù)絽^(qū)域的減反射膜；
[0085](8)采用化學(xué)氣相沉積在正面沉積SOnm的石墨烯透明導(dǎo)電膜，再在正面透明導(dǎo)電膜上分作正面銀電極;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P型晶硅電池正面電極的導(dǎo)電組合體。
[0086]實(shí)施例5:
[0087](I)將P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)；
[0088](2)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；
[0089](3)在擴(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。
[0090](4)采用濕法刻蝕去掉磷硅玻璃、掩膜及背結(jié)，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；
[0091 ] (5)在正面沉積80nm左右的氮化硅；
[0092](6)采用掩膜及化學(xué)藥劑腐蝕的方法按步驟(3)中所述的圖形去掉重?fù)诫s區(qū)域的減反射膜；
[0093](7)采用濺射法在正面沉積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電池的正面電極。
[0094]實(shí)施例6:
[0095](I)采用化學(xué)腐蝕及RIE干法刻蝕的方法在P型多晶硅片的表面獲得織構(gòu)；
[0096](2)在硅片正面按特定的圖形噴涂含磷摻雜劑，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。
[0097](3)在擴(kuò)散爐中通入POCl3進(jìn)行常壓擴(kuò)散，在噴涂磷摻雜劑的區(qū)域形成重?fù)诫s，在沒(méi)有噴涂磷摻雜劑的區(qū)域形成輕摻雜；
[0098](4)采用濕法刻蝕去掉表面的磷硅玻璃及背結(jié)；
[0099](5)在正面沉積80nm左右的氮氧化硅；
[0100](6)采用蒸鍍的方法制作背電極，并進(jìn)行退火處理；
[0101](7)采用激光按步驟(2)中所述的圖形去掉細(xì)柵狀重?fù)诫s區(qū)域的減反射膜；
[0102](8)采用濺射法在正面沉積10nm的AZO透明導(dǎo)電膜；
[0103](9)采用激光按步驟(2)中所述的圖形去掉主柵狀重?fù)诫s區(qū)域的減反射膜和導(dǎo)電膜;在正面主柵狀重?fù)诫s區(qū)域制作金屬電極，與重?fù)诫s區(qū)域局部接觸的透明導(dǎo)電膜與金屬電極共同構(gòu)成晶硅電池的正面電極。
[0104]本實(shí)用新型一種具有透明電極的P型晶體硅太陽(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/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。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。
[0105]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P型晶體硅太陽(yáng)能電池，其特征在于，由上至下依次包括:正面金屬電極(13)、正面透明導(dǎo)電膜(2)、正面減反射膜/鈍化膜(3)、N型層(4)、P型硅基體(5)和背面電極;所述的N型層(4)正面設(shè)置有按照規(guī)則圖案布置的局部重?fù)诫sN+區(qū)(I)，所述的正面透明導(dǎo)電膜(2)與局部重?fù)诫sN+區(qū)(I)直接接觸，正面透明導(dǎo)電膜(2)將局部重?fù)诫sN+區(qū)(I)及正面金屬電極(13)連接成為正面導(dǎo)電組合體;所述背面電極為鋁背場(chǎng)電極、局部接觸電極或背面透明電極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有透明電極的P型晶體硅太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述的背面透明電極包括背面透明導(dǎo)電膜(10)和背面金屬電極(12)，P型硅基體(5)背面依次設(shè)置有按照規(guī)則圖案布置的局部重?fù)诫sP+區(qū)(11)、背面鈍化膜(9)、背面透明導(dǎo)電膜(10)和背面金屬電極(12)，背面透明導(dǎo)電膜(10)與局部重?fù)诫sP+區(qū)(11)直接接觸，背面透明導(dǎo)電膜(10)將局部重?fù)诫sP+區(qū)(11)及背面金屬電極(12)連接成為背面導(dǎo)電組合體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有透明電極的P型晶體硅太陽(yáng)能電池，其特征在于，局部重?fù)诫sN+區(qū)(I)和局部重?fù)诫sP+區(qū)(11)的方阻為5?50 Ω /口。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有透明電極的P型晶體硅太陽(yáng)能電池，其特征在于，局部重?fù)诫sN+區(qū)(I)和局部重?fù)诫sP+區(qū)(11)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P型晶體硅太陽(yáng)能電池，其特征在于，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;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。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有透明電極的P型晶體硅太陽(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?50nmo7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有透明電極的P型晶體硅太陽(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(I O)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。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有透明電極的P型晶體硅太陽(yáng)能電池，正面金屬電極(13)和背面金屬電極(12)均為銀電極、鋁電極、鎳電極、銅電極、合金電極或金屬?gòu)?fù)合電極；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。9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的一種具有透明電極的P型晶體硅太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述的P型硅基體(5)為P型的單晶硅或者P型多晶硅。10.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的一種具有透明電極的P型晶體硅太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述的P型硅基體(5)正面或背表面為金字塔、倒金字塔或納米/微米多孔結(jié)構(gòu)。
【文檔編號(hào)】H01L31/0248GK205564769SQ201620284787
【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