CN103400868A - 一种新型双层膜背面钝化太阳能电池结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型双层膜背面钝化太阳能电池结构，包括银电极、氮化硅介质膜、铝背场、硅衬底，在所述氮化硅介质膜上还设有一层氧化铝钝化膜和一层氮氧化硅钝化膜，并在所述氮化硅介质膜和氧化铝钝化膜及氮氧化硅钝化膜的背场上设有若干槽，所述的槽均匀分布。本发明更进一步提高了太阳能电池的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池结构，特别涉及一种原子层沉积氧化铝钝化膜与PECVD沉积氮氧化硅钝化膜的双层钝化膜太阳能电池结构。
背景技术
目前，传统太阳能电池结构，其太阳光谱短波响应和串联电阻始终是一对矛盾，制约了电池的光电转换效率。为解决两者之间的矛盾，近年来人们致力于开发新型电池结构的高效电池，例如新南威尔士大学实验室研发的PESC、PERL结构的新型电池，使得电池的转换效率达到了24.5%。目前产业化的选择性发射极电池（SE solar cell）是在传统电池的基础上的进一步改善，使电池转换效率提高了约0.6%。选择性发射极结构具有如下优点：在金属化电极栅线下形成磷高掺杂深扩散区以形成良好的欧姆接触；在其它受光区域形成磷低掺杂浅扩散区以有效收集光生载流子，提高电池在短波段的光谱响应。这种电池结构可以显著的提高电池的开路电压Voc、短路电流Isc和填充因子FF，从而可以使晶硅电池光电转换效率提高到一个新的高度。尽管选择性发射极电池能大大提高电池在短波段的光谱响应，但是在组件端的封装损失却较大，是由于在组件端需要匹配高透射紫外光的玻璃及耐紫外光照射的EVA膜。由于目前对制造这种高透射紫外光的玻璃仍存在门槛，对于普遍应用还存在一定的困难。此外，对于EVA长期在强紫外光照射下的老化现象仍然需要解决。因此，这两种技术难题限制了选择性发射极电池的普及。虽然我们很难应用太阳光的短波段光谱，但是我们可以开发新的技术提高电池在长波段的光能利用率。为提高长波段光谱的利用率，必须提高背电场的钝化效果，增强背场收集载流子的能力，提高电池效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新型太阳能电池结构，更进一步提高了太阳能电池的光电转换效率。
本发明解决问题采用的技术方案是：一种新型双层膜背面钝化太阳能电池结构，包括银电极、氮化硅介质膜、铝背场、硅衬底，在所述氮化硅介质膜上还设有一层氧化铝钝化膜和一层氮氧化硅钝化膜，并在所述氮化硅介质膜和氧化铝钝化膜及氮氧化硅钝化膜的背场上设有若干槽，所述的槽均匀分布。
作为一种优选，在所述硅衬底的背面沉积的氧化铝钝化膜的厚度为10~20nm。
作为一种优选，在所述氧化铝钝化膜上沉积的氮氧化硅钝化膜的厚度为15~25nm。
本发明的硅衬底在经过常规工艺进行硅片清洗、制绒后，在800℃下进行低温扩散，方阻控制在75Ω/□左右的轻掺杂发射极，并用湿化学法进行磷硅玻璃的去除和边缘隔离，然后利用PECVD法在正表面沉积一层75nm左右的氮化硅介质膜，用1%的HF清洗10~20s后利用原子层沉积技术对硅片进行双面沉积厚度为10~20nm的氧化铝钝化膜；将沉积氧化铝钝化膜的硅片利用PECVD法在硅片背面同时沉积厚度约为15~25nm的氮氧化硅钝化膜和厚度为80nm的氮化硅介质膜。然后利用激光器或腐蚀性浆料对氧化铝及氮氧化硅钝化膜和氮化硅介质膜背电场进行开槽，将开槽完毕的硅片进行背电极、铝背场和正银电极的印刷，然后烧结，完成新型结构电池片的制作。
本发明的有益效果是：在电池正面，氮化硅介质膜上设有氧化铝钝化膜，即在正表面获得了双层减反射膜的结构，可降低电池片的反射率，增加对光的吸收；在电池背面，在氮化硅介质膜与氧化铝和氮氧化硅钝化膜的背场上均匀分布设槽，开槽的区域铝浆可与硅形成铝-硅合金，更好的收集载流子，提升电池在长波段的光谱响应，未被开槽的氮化硅介质膜保护氧化铝和氮氧化硅钝化膜不被浆料腐蚀，进而达到背场钝化的效果；背面的氧化铝钝化膜主要提供电场钝化和表面钝化，提高电池在长波段的光谱响应；背面的氮氧化硅钝化膜主要提供反射器的作用，使入射到背场的红外光重新反射到硅片内部，重复利用。此外氮氧化硅还可以使氮化硅介质膜中的氢在快速烧结阶段易于进入硅内部，进一步提升钝化效果。
附图说明
图1为本发明一种具体实施方式结构示意图。
下面结合附图对本发明做进一步说明。
具体实施方式
如图1所示，一种新型双层膜背面钝化太阳能电池结构，包括银电极1、氮化硅介质膜5、铝背场7、P型硅衬底2，在氮化硅介质膜5上沉积有氧化铝钝化膜3和氮氧化硅钝化膜4，并在氮化硅介质膜5和氧化铝钝化膜3与氮氧化硅钝化膜4的背场上均匀分布设槽6。氧化铝钝化膜3的厚度在10~20nm范围内，氮氧化硅钝化膜的厚度在15~25nm范围内。
Claims (3)
1.一种新型双层膜背面钝化太阳能电池结构，包括银电极（1）、氮化硅介质膜（5）、铝背场（7）、硅衬底（2），其特征在于：在所述氮化硅介质膜（5）上还设有一层氧化铝钝化膜（3）和一层氮氧化硅钝化膜（4），并在所述氮化硅介质膜（5）和氧化铝钝化膜（3）及氮氧化硅钝化膜（4）的背场上设有若干槽（6），所述的槽（6）均匀分布。
2.如权利要求1所述的一种新型双层膜背面钝化太阳能电池结构，其特征在于：在所述硅衬底（2）的背面沉积的氧化铝钝化膜（3）的厚度为10~20nm。
3.如权利要求2所述的一种新型双层膜背面钝化太阳能电池结构，其特征在于：在所述氧化铝钝化膜（3）上沉积的氮氧化硅钝化膜（4）的厚度为15~25nm。
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