一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构
技术领域
1.本实用新型涉及太阳能电池领域，具体涉及一种非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池背面结构。
背景技术：2.近年来，随着能源需求的不断提高，在传统化石燃料能源枯竭，以及人们环保意识的增强的背景下，发展清洁环保、可再生能源成为人类发展的当务之急，太阳能是一种清洁的可再生的能源,取之不尽，用之不竭。因此开发和利用太阳能为代表的清洁环保、可再生的新能源将成为最具发展前景的能源之一。
3.对于晶硅太阳能电池，尤其hbc电池，其特点是电池正面无电极，正负电极金属栅线指状交叉排列与电池背面，具有更高的短路电流，并可有效降低电池的温度系数，具有很大的发展潜力。但现有的hbc电池制作技术还存在使用非晶硅薄膜对长波光谱吸收低、容易引发光电效应衰退等问题。
技术实现要素：4.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构，包括晶硅衬底；设置于晶硅衬底前表面的正面正表面场层；设置于正面正表面场层上的正面钝化层；
5.设置于晶硅衬底背表面的本征非晶硅层；交替排列设置于本征非晶硅层上的n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层；交替排列设置于n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层上的n+掺杂微晶硅层、p+掺杂微晶硅层；设置于n+掺杂微晶硅层及p+掺杂微晶硅层上的背面透明导电膜；设置于背面透明导电膜上的负电极、正电极；
6.以及，由背面透明导电膜至交替排列的n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层上设置的激光开槽区。
7.优选地，所述晶硅衬底为n型单晶硅或p型单晶硅中的任意一种；所述晶硅基体前表面为制绒面，背表面为抛光面。
8.优选地，所述正面正表面场层为掺杂非晶硅层、掺杂多晶硅层的任意一种，所述正面正表面场层的厚度为5-30nm，方阻80-180ω。
9.优选地，所述正面钝化层为sio2层、alox层、sinx层、sionx层、zno层中的一种或几种叠层组合，所述正面钝化层厚度70-100nm，折射率1.7-2.4。
10.优选地，所述本征非晶层的厚3-10nm。
11.优选地，所述n+掺杂非晶硅层厚度为5-10nm，所述p+掺杂非晶硅层厚度为5-10nm。
12.优选地，所述n+掺杂微晶硅层厚度为10-30nm，p+掺杂微晶硅层厚度为10-30nm。
13.优选地，所述透明导电膜为金属氧化物膜、ito复合膜、iwo复合膜的一种或几种组合，厚度70-150nm。
14.采用以上方案后，本实用新型具有如下优点：本实用新型在晶硅衬底背面采用微
晶与非晶复合层钝化结构，优化了电池对长波光谱及近长波光谱的吸收，从而提高电池转换效率，有效抑制非晶硅薄膜的光致衰退效应，大大提高电池的寿命及稳定性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
16.图1为本实用新型一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构的电池局部结构示意图。
17.图中：10、晶硅衬底；11、n+正表面场；12、正面钝化层；20、非晶硅层；30、n+掺杂非晶硅层；40、p+掺杂非晶硅层；50、n+掺杂微晶硅层；60、p+掺杂微晶硅层；70透明导电膜层；80、激光开槽区；90、负电极100、正电极。
具体实施方式
18.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
19.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
21.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
23.在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
24.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以
根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构，如图1所示：
26.具体包括晶硅衬底10，晶硅衬底10的前表面从内到外包括n+正表面场11和正面钝化层12，晶硅衬底10的背表面从内到外分别包括本征非晶硅层20、交替排列的n+掺杂非晶硅层30/p+掺杂非晶硅层40、交替排列的n+掺杂微晶硅层50/p+掺杂微晶硅层60、激光开槽区80、背面透明导电膜70、负电极90/正电极100。
27.晶硅衬底10为n型单晶硅。
28.晶硅衬底10前表面为制绒面，背表面为抛光面。
29.正表面场11为掺杂非晶硅层，掺杂非晶硅层采用pecvd技术实现，利用氢气(h2)稀释的硅烷(sih4)气体混合掺杂气体磷烷(ph3)沉积制备，厚度为20nm，方阻100ω。
30.正面钝化层12为sionx膜层，厚度85nm，折射率2.1。
31.本征非晶硅层20采用pecvd技术，利用氢气(h2)稀释的硅烷(sih4)气体作为前躯体沉积制得,本征非晶层20的厚度10nm。
32.交替排列的n+掺杂非晶硅层30/p+掺杂非晶硅层40，采用pecvd技术，n+掺杂则利用氢气(h2)稀释的硅烷(sih4)气体混合掺杂气体磷烷(ph3)沉积制备，p+掺杂则利用氢气(h2)稀释的硅烷(sih4)气体混合掺杂气体硼烷(b2h6)沉积制备，n+掺杂非晶硅层30厚度为10nm，p+掺杂非晶硅层40厚度为10nm。
33.交替排列的n+掺杂微晶硅层50/p+掺杂微晶硅层60，采用rf-pecvd技术，n+掺杂则利用氢气(h2)稀释的硅烷(sih4)气体混合掺杂气体磷烷(ph3)沉积制备，p+掺杂则利用氢气(h2)稀释的硅烷(sih4)气体混合掺杂气体硼烷(b2h6)沉积制备，n+掺杂非晶硅层50厚度为15nm，p+掺杂非晶硅层60厚度为15nm。
34.n+掺杂非晶硅层30、n+掺杂微晶层50和p+掺杂非晶硅层40、p+掺杂微晶硅层60采用了掩膜、激光开槽技术来实现。
35.透明导电膜70，为iwo薄膜，采用rpd法制备，厚度90nm。
36.负电极90、正电极100采用丝网印刷制备。
37.在制备本实用新型产品时，具有两种制备方法，(一)其中之一为：
38.当正面正表面场层采用掺杂非晶硅层时，本实施例的制备方法包括以下步骤：
39.s1：对晶硅衬底进行双面抛光及制绒，背面形成抛光面，正面形成制绒面，
40.s2：采用pecvd，在晶硅衬底背表面沉积本征非晶硅层；
41.s3：采用pecvd，再通过扩散炉利用pocl3液态源实现掺杂，在晶硅衬底正表面、背表面双面沉积n+掺杂非晶硅层，n+掺杂利用氢气h2稀释的硅烷sih4气体混合掺杂气体磷烷ph3沉积制备；
42.s4：采用rf-pecvd，在晶硅衬底背表面沉积n+掺杂微晶硅层，n+掺杂则利用氢气h2稀释的硅烷sih4气体混合掺杂气体磷烷ph3沉积制备；
43.s5：采用pecvd及低温技术在在晶硅衬底正表面、背表面双面沉积一层二氧化硅作为掩膜；
44.s6：激光开槽，对晶硅衬底背表面p+区进行激光开槽及清洗；
45.s7：采用pecvd，在晶硅衬底背表面沉积p+掺杂非晶硅层，p+掺杂利用氢气h2稀释的硅烷sih4气体混合掺杂气体硼烷b2h6沉积制备；
46.s8：采用rf-pecvd，在晶硅衬底背表面沉积p+掺杂微晶硅层，p+掺杂则利用氢气h2稀释的硅烷sih4气体混合掺杂气体硼烷b2h6沉积制备；
47.s9：刻蚀，利用hf酸溶液去除n+区上掩膜层及n+掺杂层；
48.s10：对晶硅衬底正表面、背表面双面镀膜，晶硅衬底正表面制备减反射膜，晶硅衬底背表面制备透明导电膜，采用rpd、pvd法的任意一种制备；
49.s11：负电极、正电极采用丝网印刷、喷墨打印、激光转印、化学镀、电镀、pvd法的任意一种制备；
50.s12：激光开槽，对晶硅衬底背表面n+区与p+区中间区域开槽；
51.s13：丝网印刷及烧结。
52.(二)另一种制备方法为：
53.当正面正表面场层采用掺杂多晶硅层时，其制备方法包括以下步骤：
54.s1：清洗制绒，对晶硅衬底进行清洗及正面织构化馅光；
55.s2：采用lpcvd，制备晶硅衬底正底面的n+掺杂多晶硅层，n+掺杂利用氢气h2稀释的硅烷sih4气体混合掺杂气体磷烷ph3沉积制备；
56.s3：碱抛，使用koh或naoh碱溶液对晶硅衬底进行背表面抛光；
57.s4：采用pecvd，在晶硅衬底背表面沉积本征非晶硅层；
58.s5：采用pecvd，在晶硅衬底背表面沉积n+掺杂非晶硅层，n+掺杂利用氢气h2稀释的硅烷sih4气体混合掺杂气体磷烷ph3沉积制备；
59.s6：采用rf-pecvd，在晶硅衬底背表面沉积n+掺杂微晶硅层，n+掺杂则利用氢气h2稀释的硅烷sih4气体混合掺杂气体磷烷ph3沉积制备；
60.s7：采用pecvd及低温技术在在晶硅衬底正表面、背表面双面沉积一层二氧化硅作为掩膜；
61.s8：激光开槽，对晶硅衬底背表面p+区进行激光开槽及清洗；
62.s9：采用pecvd，在晶硅衬底背表面沉积p+掺杂非晶硅层，p+掺杂利用氢气h2稀释的硅烷sih4气体混合掺杂气体硼烷b2h6沉积制备；
63.s10：采用rf-pecvd，在晶硅衬底背表面沉积p+掺杂微晶硅层，p+掺杂则利用氢气h2稀释的硅烷sih4气体混合掺杂气体硼烷b2h6沉积制备；
64.s11：刻蚀，利用hf酸溶液去除n+区上掩膜层及n+掺杂层，
65.s12：对晶硅衬底正表面、背表面双面镀膜，晶硅衬底正表面制备减反射膜，晶硅衬底背表面制备透明导电膜，采用rpd、pvd法的任意一种制备；
66.s13：负电极、正电极采用丝网印刷、喷墨打印、激光转印、化学镀、电镀、pvd法的任意一种制备；
67.s14：激光开槽，对晶硅衬底背表面n+区与p+区中间区域开槽；
68.s15：丝网印刷及烧结。
69.本实用新型背面采用微晶与非晶复合层钝化结构，优化了电池对长波光谱及近长波光谱的吸收，从而提高电池转换效率，有效抑制非晶硅薄膜的光致衰退效应，大大提高电池的寿命及稳定性。
70.以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的
普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
技术特征：1.一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构，其特征在于：包括晶硅衬底；设置于晶硅衬底前表面的正面正表面场层；设置于正面正表面场层上的正面钝化层；设置于晶硅衬底背表面的本征非晶硅层；交替排列设置于本征非晶硅层上的n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层；交替排列设置于n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层上的n+掺杂微晶硅层、p+掺杂微晶硅层；设置于n+掺杂微晶硅层及p+掺杂微晶硅层上的背面透明导电膜；设置于背面透明导电膜上的负电极、正电极；以及，由背面透明导电膜至交替排列的n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层上设置的激光开槽区。2.根据权利要求1所述的一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构，其特征在于，所述晶硅衬底为n型单晶硅或p型单晶硅中的任意一种。3.根据权利要求1所述的一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构，其特征在于，所述晶硅衬底前表面为制绒面，背表面为抛光面。4.根据权利要求1所述的一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构，其特征在于，所述正面正表面场层为掺杂非晶硅层、掺杂多晶硅层的任意一种，所述正面正表面场层的厚度为5-30nm，方阻80-180ω。5.根据权利要求1所述的一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构，其特征在于，所述正面钝化层为sio2层、alox层、sinx层、sionx层、zno层中的一种或几种叠层组合，所述正面钝化层厚度70-100nm，折射率1.7-2.4。6.根据权利要求1所述的一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构，其特征在于，所述本征非晶硅层的厚3-10nm。7.根据权利要求1所述的一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构，其特征在于，所述n+掺杂非晶硅层厚度为5-10nm，所述p+掺杂非晶硅层厚度为5-10nm。8.根据权利要求1所述的一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构，其特征在于，所述n+掺杂微晶硅层厚度为10-30nm，p+掺杂微晶硅层厚度为10-30nm。9.根据权利要求1所述的一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构，其特征在于，所述透明导电膜为金属氧化物膜、ito复合膜、iwo复合膜的一种或几种组合，厚度70-150nm。
技术总结本实用新型提供了一种具有非晶硅/微晶硅复合层的HBC太阳能电池结构，包括晶硅衬底，所述晶硅衬底的前表面从内到外包括正表面场和正面钝化层，所述晶硅衬底的背表面从内到外分别包括本征非晶硅层、交替排列的n+掺杂非晶硅层/p+掺杂非晶硅层、交替排列的n+掺杂微晶硅层/p+掺杂微晶硅层、激光开槽区、背面透明导电膜、负电极/正电极。与现有技术相比，本发明采用背面非晶硅叠加微晶硅复合层结构，优化了HBC电池背面发射层和背场层，提升电池的短路电流密度与开压，降低串联电阻，从而提升电池转换效率。转换效率。转换效率。
技术研发人员：欧文凯 李含朋 向亮睿
受保护的技术使用者：普乐新能源科技（徐州）有限公司
技术研发日：2021.08.28
技术公布日：2022/7/5
