一种perc太阳能电池的制作方法

一种perc太阳能电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种PERC太阳能电池，属于太阳能电池技术领域。
【背景技术】
[0002] 常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清 洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳能发电装置又称为太阳能电池或光伏电池，可以将 太阳能直接转换成电能，其发电原理是基于半导体PN结的光生伏特效应。
[0003] 随着科技的发展，出现了局部接触背钝化（PERC)太阳能电池，这是新开发出来的 一种高效太阳能电池，得到了业界的广泛关注。其核心是在硅片的背光面用氧化铝或者氧 化硅薄膜（5~100纳米）覆盖，以起到钝化表面，提高长波响应的作用，从而提升电池的转 换效率。但是，氧化铝或者氧化硅不导电，因此需要对该薄膜局部开口，以便于铝金属与硅 片背表面接触，收集电流。另外，铝金属（通常是铝浆），在高温烧结过程中，会破坏氧化铝 或者氧化硅的钝化作用，因此通常要在氧化铝或者氧化硅薄膜上再覆盖氮化硅薄膜，起到 保护作用。现有的PERC太阳能电池的制备方法主要包括如下步骤：制绒、扩散、背抛光、刻 蚀和去杂质玻璃、背面沉积氧化铝或氧化硅薄膜、沉积氮化硅保护膜、正面沉积氮化硅减反 射层、背面局部开口、丝网印刷正背面金属浆料、烧结，即可得到太阳能电池。因此，现有的 PERC太阳能电池的结构参见附图1所示，包括具有PN结的硅片层1，以及依次设于硅片层 背面的钝化层2、氮化硅薄膜层3和铝金属层4 ;所述钝化层和氮化硅薄膜层上设有多个开 口区5 (或称局部接触区），而在太阳能电池的正面设有多个正面电极6。且现有技术中，上 述开口区和正面电极之间是不关联的，具体的，参见附图1所示，开口区5和正面电极的覆 盖区域7是交错设置的。
[0004] 因此，开发高效率的PERC太阳能电池始终是本领域技术人员的研发方法。

【发明内容】

[0005] 本发明的发明目的是提供一种PERC太阳能电池。
[0006] 为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种PERC太阳能电池，包括具 有PN结的硅片层，以及依次设于硅片层背面的钝化层、氮化硅薄膜层和铝金属层；所述钝 化层和氮化硅薄膜层上设有开口区；太阳能电池的正面设有正面电极；所述开口区位于正 面电极的正下方，且所述开口区位于正面电极的覆盖区域内。
[0007] 发明人研宄发现，正面电极的覆盖区域（或称为遮光区）内，几乎没有光生载流子 产生，是太阳电池的死区。此外，钝化层和氮化硅薄膜层上的开口区中，铝硅合金带来的载 流子复合很多；是电池的低效区。因此，上述两类区域都是PERC太阳能电池的低效区。
[0008] 针对上述问题，发明人对现有的PERC太阳能电池结构进行了改进，将开口区设于 正面电极的正下方，使2个区域合二为一；从而减少了电池的低效区，提高了电池效率。
[0009] 上述技术方案中，所述开口区位于正面电极的覆盖区域内。即正面电极的覆盖区 域的投影面大于开口区的投影面，且开口区的投影面位于正面电极的覆盖区域的投影面之 内，使得从正面俯视时，开口区完全在正面电极的覆盖区域内。
[0010] 优选的，所述开口区的数量与正面电极的数量相同，且各个开口区均位于各个正 面电极的正下方，形成-对应结构。
[0011] 上述技术方案中，所述开口区位于正面电极的覆盖区域内。
[0012] 上述技术方案中，所述钝化层为氧化铝或者氧化硅薄膜层。
[0013] 上述技术方案中，所述钝化层的厚度为5~100纳米。
[0014] 由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点： 1、 本发明开发了一种新结构的PERC太阳能电池，通过将开口区设于正面电极的正下 方，使2个区域合二为一，从而减少了电池的低效区，提高了电池效率；实验证明，相对于现 有结构，本发明的PERC太阳能电池的电池效率提升0. 1~0. 2%，取得了意想不到的技术效 果； 2、 本发明的结构简单，成本较低，适于推广应用。
【附图说明】
[0015] 图1是【背景技术】中PERC太阳能电池的结构示意图。
[0016] 图2是本发明实施例一的结构示意图。
[0017] 其中：1、硅片层；2、钝化层；3、氮化硅薄膜层；4、铝金属层；5、开口区；6、正面电 极；7、正面电极的覆盖区域。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合实施例对本发明进一步描述。
[0019] 实施例一： 参见图2所示，一种PERC太阳能电池，包括具有PN结的硅片层1，以及依次设于硅片 层背面的钝化层2、氮化硅薄膜层3和铝金属层4;所述钝化层和氮化硅薄膜层上设有开口 区5;太阳能电池的正面设有正面电极6;所述开口区位于正面电极的正下方，且所述开口 区位于正面电极的覆盖区域内。
[0020] 所述开口区的数量与正面电极的数量相同，且各个开口区均位于各个正面电极的 正下方，形成一一对应结构。所述开口区位于正面电极的覆盖区域7内。
[0021] 所述钝化层为氧化铝或者氧化硅薄膜层。所述钝化层的厚度为50纳米。
[0022] 对比例一： 参见图1所示，一种PERC太阳能电池，包括具有PN结的硅片层1，以及依次设于硅片 层背面的钝化层2、氮化硅薄膜层3和铝金属层4;所述钝化层和氮化硅薄膜层上设有开口 区5;太阳能电池的正面设有正面电极6;上述开口区和正面电极之间是不关联的，具体的， 参见附图1所示，开口区5和正面电极的覆盖区域7是交错设置的。
[0023] 然后，对实施例和对比例得到的太阳能电池进行电性能测试，结果如下：
由上表可见，与对比例相比，本实施例的太阳能电池在开路电压、填充因子和电池效率 等方面都有明显提_，开路电压提_了 2 mV，短路电流提升0.05A，填充因子提_了 0.05%， 电池效率提高了 〇. 16%，取得了意想不到的效果。
【主权项】
1. 一种PERC太阳能电池，包括具有PN结的硅片层（I)，以及依次设于硅片层背面的 钝化层（2)、氮化硅薄膜层（3)和铝金属层（4);所述钝化层和氮化硅薄膜层上设有开口区 (5);太阳能电池的正面设有正面电极（6);其特征在于：所述开口区位于正面电极的正下 方；且所述开口区位于正面电极的覆盖区域内。2. 根据权利要求1所述的PERC太阳能电池，其特征在于：所述开口区的数量与正面电 极的数量相同，且各个开口区均位于各个正面电极的正下方，形成一一对应结构。3. 根据权利要求2所述的PERC太阳能电池，其特征在于：所述开口区位于正面电极的 覆盖区域内。4. 根据权利要求1所述的PERC太阳能电池，其特征在于：所述钝化层为氧化铝或者氧 化娃薄膜层。5. 根据权利要求1或4所述的PERC太阳能电池，其特征在于：所述钝化层的厚度为 5~100纳米。
【专利摘要】本发明公开了一种PERC太阳能电池，包括具有PN结的硅片层，以及依次设于硅片层背面的钝化层、氮化硅薄膜层和铝金属层；所述钝化层和氮化硅薄膜层上设有开口区；太阳能电池的正面设有正面电极；所述开口区位于正面电极的正下方，且所述开口区位于正面电极的覆盖区域内。通过将开口区设于正面电极的正下方，使2个区域合二为一，从而减少了电池的低效区，提高了电池效率；实验证明，相对于现有结构，本发明的PERC太阳能电池的电池效率提升0.1~0.2%，取得了意想不到的技术效果。
【IPC分类】H01L31/0236
【公开号】CN104882498
【申请号】CN201510246507
【发明人】吴坚, 王栩生, 邢国强
【申请人】苏州阿特斯阳光电力科技有限公司, 盐城阿特斯协鑫阳光电力科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月14日