【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及指叉型背接触太阳电池制备，尤其涉及一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构。
技术介绍
1、指叉型背接触太阳电池(interdigitated back contact，ibc)的基本结构创新地将晶体硅太阳电池的正负电极全部布置于电池的背表面，采用了一种正负极相互交替排列的指叉型结构。这一布局设计的关键之处在于，通过完全取消正表面的电极排布，成功地避免了电极对入射光的遮挡，最大程度地促使光生载流子的生成。这种独特的结构使得电子传输和电荷收集能够更为高效地实现。此外，ibc电池结构具备与其他先进太阳电池技术相叠加的灵活性，例如可以与氢化非晶硅钝化接触结构、掺杂多晶硅钝化接触结构等相结合，构建全新且高效的电池体系。
2、尽管ibc技术在改善光电转换效率方面取得了显著进展，但同时也面临一系列挑战。挑战之一是由于ibc电池属于背结电池，因此必须确保基底材料具有足够高的少子扩散长度，以最小化光生载流子在抵达背面p-n结前的复合现象。这使得对基底材料的少子寿命提出了更为严格的要求。为了提高电池的整体转换效率，ibc电池对前表面的钝化要求相当高，以确保光生载流子能够充分到达背面p-n结区域。而更重要的发展制约因素是ibc太阳电池制备工艺较为复杂：在ibc电池背面制作呈叉指状分布的p+区和n+区时，需要采用多次掩膜以及多步的区域刻蚀，使整体工艺制程显得相对繁琐。由此导致ibc太阳电池的制备成本较高，同时成品良率较低。
3、本专利技术基于掺杂多晶硅多晶硅钝化接触结构设计了一种新型ibc太阳电池，通过多层多晶硅
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的技术问题，提供一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构。
2、为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构，所述太阳电池结构采用n型单晶硅片作为基底，n型单晶硅片正表面设置有具有减反射效果的“金字塔”形状的微结构，微结构表面沉积具有减反射及钝化效果的正面钝化减反层，n型单晶硅片背面为化学抛光的平面结构，n型单晶硅片背面设置有一层1～3nm的超薄氧化硅膜层作为隧穿层；
3、n型单晶硅片背面对应的电池负电极处的隧穿层上依次叠加重掺杂n型多晶硅和p型多晶硅形成隧穿结结构，隧穿结结构上覆盖含氢的氮化硅的介质膜，实现对隧穿结结构的氢钝化，隧穿结结构上设置负电极，负电极穿过氮化硅介质膜层与p型多晶硅连接；
4、n型单晶硅片背面对应的电池正电极处的隧穿层上重掺杂p型多晶硅形成钝化接触结构，钝化接触结构上覆盖含氢的氮化硅的介质膜，实现对钝化接触结构的氢钝化，钝化接触结构上设置正电极，正电极穿过氮化硅介质膜层与p型多晶硅连接。
5、优选的，所述n型单晶硅片在正面方向可以利用热扩散或离子注入的方法制备n+或p+型前表面结，也可以不扩散制结。
6、优选的，正面钝化减反层采用氧化铝、单层氮化硅、多层不同折射率氮化硅、氮化硅或氮氧化硅以及氧化硅的复合膜层，正面钝化减反层的总膜厚控制在60-90纳米。
7、优选的，超薄氧化硅膜层的制备采用热氧化、等离子氧化或化学氧化的方法。
8、优选的，n型单晶硅片的厚度控制在80-200微米，n型单晶硅片的电阻率范围0.1到10ω*cm。
9、优选的，隧穿层上重掺杂n型多晶硅的厚度控制在20-200纳米，p型多晶硅的厚度范围在20-200纳米。
10、优选的，正电极、负电极均采用银、铝、铜或其它金属材料制备而成。
11、本专利技术有益效果：
12、本专利技术通过在ibc太阳电池背面搭配适宜掺杂浓度的双层多晶硅实现隧穿结的构建，隧穿结的形成能够减少掩膜和区域刻蚀步骤并降低了对于工艺精度的要求，显著降低了ibc太阳电池的制备难度和制造成本，并提高电池效率。
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1.一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构，其特征在于：所述太阳电池结构采用n型单晶硅片作为基底，n型单晶硅片正表面设置有具有减反射效果的“金字塔”形状的微结构，微结构表面沉积具有减反射及钝化效果的正面钝化减反层，n型单晶硅片背面为化学抛光的平面结构，n型单晶硅片背面设置有一层1～3nm的超薄氧化硅膜层作为隧穿层；
2.根据权利要求1所述的一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构，其特征在于：所述n型单晶硅片在正面方向可以利用热扩散或离子注入的方法制备n+或p+型前表面结，也可以不扩散制结。
3.根据权利要求1所述的一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构，其特征在于：正面钝化减反层采用氧化铝、单层氮化硅、多层不同折射率氮化硅、氮化硅或氮氧化硅以及氧化硅的复合膜层，正面钝化减反层的总膜厚控制在60-90纳米。
4.根据权利要求1所述的一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构，其特征在于：超薄氧化硅膜层的制备采用热氧化、等离子氧化或化学氧化的方法。
5.根据权利要求1所述的一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构，其特征在于：n型单
6.根据权利要求1所述的一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构，其特征在于：隧穿层上重掺杂n型多晶硅的厚度控制在20-200纳米，p型多晶硅的厚度范围在20-200纳米。
7.根据权利要求1所述的一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构，其特征在于：正电极、负电极均采用银、铝、铜或其它金属材料制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构，其特征在于：所述太阳电池结构采用n型单晶硅片作为基底，n型单晶硅片正表面设置有具有减反射效果的“金字塔”形状的微结构，微结构表面沉积具有减反射及钝化效果的正面钝化减反层，n型单晶硅片背面为化学抛光的平面结构，n型单晶硅片背面设置有一层1～3nm的超薄氧化硅膜层作为隧穿层；
2.根据权利要求1所述的一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构，其特征在于：所述n型单晶硅片在正面方向可以利用热扩散或离子注入的方法制备n+或p+型前表面结，也可以不扩散制结。
3.根据权利要求1所述的一种采用隧穿结的指叉型背接触太阳电池结构，其特征在于：正面钝化减反层采用氧化铝、单层氮化硅、多层不同折射率氮化硅、氮化硅或氮氧化硅以及氧化硅的复合膜层，正面...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈文浩，曹佳乐，刘伟庆，元利刚，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：
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