晶硅太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种晶硅太阳能电池，所述晶硅太阳能电池包括Ｐ型单晶硅衬底；位于Ｐ型单晶硅衬底下方的背场以及穿透背场并与Ｐ型单晶硅衬底相连的背电极；位于Ｐ型单晶硅衬底上方的Ｎ型发射区、覆盖在Ｎ型发射区上方的减反射薄膜以及穿透减反射薄膜并与Ｎ型发射区相连的主栅线和副栅线，所述减反射薄膜的折射率比Ｎ型发射区的折射率小；所述减反射薄膜为三层介质结构，并且所述减反射薄膜的三层介质的折射率从下至上依次减小。本实用新型专利技术能有效提高太阳光的利用率，同时减小晶硅太阳能电池的表面复合速度，对晶硅太阳能电池的开路电压和短路电流均有一定的提升。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电池，尤其是涉及一种晶硅太阳能电池。
技术介绍
随着全球能源的日趋紧张，太阳能以无污染、市场空间大等独有的优势受到世界各国的广泛重视。晶硅太阳能电池光伏发电具有安全可靠、无噪声、故障率低等优点，同时其优越的环保性能、丰富的资源和可再生性，受到了世界各国的普遍青睐，成为经济复苏的引擎和低碳环保的代表。常见的晶体硅太阳能电池是由背电极、背场、半导体材料构成的P型层、N型层、 P-N结、减反射薄膜、正面栅电极等部分构成。当太阳光照射到太阳能电池表面时，减反射薄膜和绒面结构可有效减少电池表面的光反射损失。太阳能电池中的半导体结构吸收太阳光能后，激发产生电子、空穴对，电子、空穴对被半导体内部P-N结自建电场分开，电子流入 N区，空穴流入P区，如果将晶体硅太阳电池的正、负电极与外部负载连接，外部电路中就有光生电流流过。对于晶硅太阳能电池的减反射薄膜，目前常用的材料主要有二氧化硅、二氧化钛、 氮化硅等介质薄膜，制备方法有溅射法、喷涂法和化学气相沉积法等。减反射膜一方面提高了对太阳光的利用率，有助于提高光生电流密度，进而起到提高转换效率的作用，另一方面介质减反射薄膜中的氢对电池的体内和表面悬键的钝化降低了发射结的表面复合速率，减小了暗电流，提升了开路电压，从而提高了光电转换效率。在早先的晶硅太阳能电池工业化生产中，由于生产设备、工艺技术以及成本方面的考虑，晶硅太阳能电池的减反射薄膜主要采用单层氮化硅介质膜结构。但为了进一步提升晶硅太阳能电池的光电转换效率，关于双层减反射薄膜的研发和推广得到了部分科研技术人员的重视。申请号为200910303615. 0的中国专利“一种晶硅太阳能电池双层减反射膜及其制备方法”，提出一种二氧化钛准双层减反射薄膜，其中在硅衬底与致密二氧化钛之间的二氧化硅薄膜可起到钝化作用。申请号为200710047894的中国专利“一种太阳能电池的双层减反射膜加工方法”提出了一种二氧化硅和氮化硅双层减反射薄膜，其中先用湿法氧化使硅片表面生成二氧化硅膜，然后再用PECVD技术在第一步中做好的二氧化硅膜上进行氮化硅沉积。然而，由于这两个专利中提到的双层减反射薄膜中存在着低折射率层和晶硅接触的问题，这并未发挥出减反射薄膜的最大作用，同时因为这种双层膜涉及到两种材料且制作工艺复杂，至今没有被广泛地应用于晶硅太阳能电池的大规模生产中。
技术实现思路
本技术提供一种晶硅太阳能电池，使太阳能电池片表面钝化作用和降低短波光吸收损失的功能得到进一步的提升，以最终达到进一步提高光电转换效率的效果。本技术提出一种晶硅太阳能电池，所述晶硅太阳能电池包括P型单晶硅衬底；位于所述P型单晶硅衬底下方的背场以及穿透所述背场并与所述P型单晶硅衬底相连的背电极；位于所述P型单晶硅衬底上方的N型发射区、覆盖在所述N型发射区上方的减反射薄膜以及穿透所述减反射薄膜并与所述N型发射区相连的主栅线和副栅线，所述减反射薄膜的折射率比N型发射区的折射率小；所述减反射薄膜为三层介质结构，所述减反射薄膜从下至上依次包括第一减反射薄膜、第二减反射薄膜以及第三减反射薄膜，并且所述减反射薄膜的三层介质的折射率从下至上依次减小。优选地，所述三层介质减反射薄膜的第一减反射薄膜是通过喷涂法或CVD技术形成的二氧化钛薄膜或者氮化硅薄膜，其折射率为2. 0-2. 7，厚度为l-15nm。优选地，所述的三层介质减反射薄膜的第二减反射薄膜是通过CVD技术形成的氮化硅薄膜或者氮氧硅薄膜，其折射率为1. 9-2. 1，厚度为50-85nm。优选地，所述的三层介质减反射薄膜的第三减反射薄膜是通过CVD技术形成的氮化硅薄膜或者二氧化硅薄膜，折射率为1. 5 2. 1，厚度为1 20nm。优选地，所述主栅线和副栅线通过高温烧结与所述N型发射区相连形成欧姆接触。本技术提供的晶硅太阳能电池，是将常规工艺中的单层或双层减反射薄膜改进成三层结构。其中紧挨晶硅太阳能电池发射极的折射率最大的第一减反射薄膜用来减小界面的光学反射损失，同时通过选取合适的材料与薄膜沉积方式来起到硅表面和体内钝化作用；第二减反射薄膜利用光的干涉相消原理来减小三层介质减反射薄膜间的两个界面处的光学反射损失；折射率最小的第三减反射薄膜能够有效减小与空气或者组件封装材料接触的晶硅太阳能电池表面的光学反射损失。通过采用所述折射率从下至上依次减小的三层介质减反射薄膜结构使得所述晶硅太阳能电池在接受太阳光时，外部的太阳光能够从光疏介质射入到光密介质，从而减小了光的折射角，有效地提高了太阳光的利用率，同时通过钝化作用减小了晶硅太阳能电池的表面复合速度，对晶硅太阳能电池的开路电压和短路电流均有一定的提升。通过在三层介质减反射薄膜上高温烧结主栅线、副栅线和N型发射区形成欧姆接触，不仅使所述晶硅太阳能电池结构稳固，还使所述晶硅太阳能电池在不大幅度减小光的入射面积的前提下，降低了晶硅太阳能电池的损耗，并且增加了其短路电流。以下结合附图对本技术作进一步说明附图说明图1为本技术实施例一提供的晶硅太阳能电池的结构示意图。图2为本技术实施例二提供的晶硅太阳能电池的结构示意图。在图1和图2中，10 :P型单晶硅衬底；11 背电极；12 背场；13 :N型发射区；14、15、16 氮化硅薄膜；17:主栅线；18:副栅线；20 =P型单晶硅衬底；21 背电极；22 背场；23 =N型发射区；24 二氧化钛薄膜； 25 氮化硅薄膜；26 二氧化硅薄膜；27 主栅线；28 副栅线。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术提出的晶硅太阳能电池作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本技术实施例的目的。本技术的核心思想在于，提供一种晶硅太阳能电池，包括P型单晶硅衬底；位于所述P型单晶硅衬底下方的背场以及穿透所述背场并与所述P型单晶硅衬底相连的背电极；位于所述P型单晶硅衬底上方的N型发射区、覆盖在所述N型发射区上方的减反射薄膜以及穿透所述减反射薄膜并与所述N型发射区相连的主栅线和副栅线，所述减反射薄膜的折射率比N型发射区的折射率小；所述减反射薄膜为三层介质结构，所述减反射薄膜从下至上依次包括第一减反射薄膜、第二减反射薄膜以及第三减反射薄膜，并且所述减反射薄膜的三层介质的折射率从下至上依次减小，所述晶硅太阳能电池能有效提高太阳光的利用率，同时减小晶硅太阳能电池的表面复合速度，对晶硅太阳能电池的开路电压和短路电流均有一定的提升。实施例一图1为技术实施例一提供的晶硅太阳能电池的结构示意图。所述晶硅太阳能电池包括P型单晶硅衬底10 ；位于所述P型单晶硅衬底10下方的背场12以及穿透所述背场12并与所述P型单晶硅衬底10相连的背电极11 ；位于所述P型单晶硅衬底10上方的N 型发射区13、覆盖在所述N型发射区13上方的减反射薄膜以及穿透所述减反射薄膜并与所述N型发射区13相连的主栅线17和副栅线18，所述减反射薄膜的折射率比N型发射区13 的折射率小；其中，所述减反射薄膜为三层介质结构，所述减反射薄膜从下至上依次包括第一减反射薄膜14、第二减反射薄膜15以及第三减反射薄膜16，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种晶硅太阳能电池，包括：Ｐ型单晶硅衬底；位于所述Ｐ型单晶硅衬底下方的背场以及穿透所述背场并与所述Ｐ型单晶硅衬底相连的背电极；位于所述Ｐ型单晶硅衬底上方的Ｎ型发射区、覆盖在所述Ｎ型发射区上方的减反射薄膜以及穿透所述减反射薄膜并与所述Ｎ型发射区相连的主栅线和副栅线，所述减反射薄膜的折射率比Ｎ型发射区的折射率小；其特征在于，所述减反射薄膜为三层介质结构，所述减反射薄膜从下至上依次包括第一减反射薄膜、第二减反射薄膜以及第三减反射薄膜，并且所述减反射薄膜的三层介质的折射率从下至上依次减小。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林涛，
申请(专利权)人：江苏伯乐达光伏有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32