硅基異質(zhì)接面太陽能電池制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種硅基異質(zhì)接面太陽能電池。硅基異質(zhì)接面太陽能電池，包含：一硅基PN接面結(jié)構(gòu)，具有兩個相對表面，其中硅基PN接面結(jié)構(gòu)是由一P型半導(dǎo)體層與一N型半導(dǎo)體基板所組成，N型半導(dǎo)體基板具有一第一糙化表面以及一第二糙化表面，且P型半導(dǎo)體層的能隙不同于N型半導(dǎo)體基板的能隙；其中，該第一糙化表面以及該第二糙化表面具有凹凸的一金字塔紋理化結(jié)構(gòu)，該金字塔紋理化結(jié)構(gòu)中的該金字塔寬度與金字塔錐頂高度的比值在2到0.8之間。該硅基異質(zhì)接面太陽能電池能具有高質(zhì)量的紋理結(jié)構(gòu)，改善其電流特性及提升光電轉(zhuǎn)換效率的特性。

Silicon based heterojunction solar cell

The utility model discloses a silicon base heterojunction solar cell. Silicon heterojunction solar cell, comprising a silicon PN junction structure, which has two opposite surfaces, the silicon PN junction structure is composed of a P type semiconductor layer and N type semiconductor substrate, N type semiconductor substrate has a first roughened surface and a second surface roughness. And the P type semiconductor layer of the energy gap is different from the N type semiconductor substrate; wherein, one of the first Pyramid texture structure of the roughened surface and the second surface roughness has a concave convex, the width of Pyramid Pyramid Pyramid of the cone texture structure of the top height ratio is between 2 to 0.8. The silicon based heterojunction solar cell has the advantages of high quality texture structure, improvement of current characteristics and improvement of photoelectric conversion efficiency.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)有關(guān)于一種硅基異質(zhì)接面太陽能電池，特別有關(guān)于一種無異丙醇(isopropyl alcohol，IPA)的變溫紋理化堿蝕刻的硅基異質(zhì)接面太陽能電池。
技術(shù)介紹
按，目前由于國際能源短缺，世界各國一直持續(xù)研發(fā)各種可行的替代能源，其中又以太陽能發(fā)電的太陽電池最受到矚目。目前，以硅晶做成的太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率，因其僅能吸收1.1 電子伏特以上的太陽光能的限制、反射光造成的損失、材料對太陽光的吸收能力不足、載子在尚未被導(dǎo)出之前就被材料中的缺陷捕捉而失效，或是載子受到材料表面的懸浮鍵結(jié)捕捉產(chǎn)生復(fù)合等諸多因素，皆使其效率下降。因此，現(xiàn)在市售硅晶太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率僅約15 ％，即表示硅晶太陽能電池的高效率化其實(shí)還有相當(dāng)大的空間。其中，太陽能電池高效率化的基本原理就是結(jié)合不同能隙的發(fā)電層材質(zhì)，把它們做成疊層結(jié)構(gòu)。參照美國公告專利第5,213,628號，標(biāo)題為：光伏組件 (Photovoltaic device)，其主要揭示一種結(jié)合不同能隙的太陽能電池，借由加入非晶硅本質(zhì)半導(dǎo)體，增加太陽能電池的載子壽命，減少電子電洞復(fù)合機(jī)率，提高光電流轉(zhuǎn)換效率。參照美國公告專利第6,878,921號，標(biāo)題為：光伏組件與其制作方法(Photovoltaic device and manufacturing method thereof )。如圖1所示，其主要揭示一種硅基異質(zhì)接面太陽能電池，使用銦錫氧化物(In2O3:SnO2，ITO)透明導(dǎo)電膜作為電流分散層，以提升其電流特性及提升光電轉(zhuǎn)換效率的特性。參照美國公告專利第6,207,890號，標(biāo)題為：光伏組件與其制作方法(Photovoltaic element and method for manufacture thereof)，其主要揭示一種光伏組件結(jié)構(gòu)與制作方式。該專利揭示一異向蝕刻溶液，在N型單晶硅基版制作出金字塔型結(jié)構(gòu)，并使得金字塔底部呈現(xiàn)圓弧形狀，以提高其開路電壓及短路電流。其利用堿性溶液加上接口活性劑IPA(isopropyl alcohol)作為異向蝕刻液，可以防止氣泡產(chǎn)生于N型半導(dǎo)體層，IPA的濃度將影響液體的表面張力，當(dāng)表面張力小于47 dyn/cm 時，氣泡將將會存留在半導(dǎo)體表面上造成效率的降低。參照美國公告專利第8,835,210號，標(biāo)題為：光伏組件制作方法(Method of manufacturing solar cell)，其主要揭示一種制造太陽能電池的方法，其包括形成一個主要表面具有紋理結(jié)構(gòu)的結(jié)晶硅基板。其特征在于: 使用蝕刻液對結(jié)晶硅基板的主要表面進(jìn)行第一次蝕刻，之后，使用蝕刻成分的濃度更高的蝕刻液進(jìn)行第二次蝕刻，從而在結(jié)晶硅基板的主要表面形成紋理結(jié)構(gòu)。然而，上述專利揭示的蝕刻法，在單晶硅N型半導(dǎo)體制作出金字塔型結(jié)構(gòu)。但由于金字塔底部出現(xiàn)深V凹槽，將導(dǎo)致電子電洞產(chǎn)生復(fù)合現(xiàn)象。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)的主要目的在于提出一種硅基異質(zhì)接面太陽能電池，借由無異丙醇(isopropyl alcohol，IPA)的變溫紋理化堿蝕刻制備出的高質(zhì)量紋理結(jié)構(gòu)，借此改善電池整體的光電轉(zhuǎn)換效率。本技術(shù)的另一目的在于提出一種硅基異質(zhì)接面太陽能電池的制程方式，借由無異丙醇(isopropyl alcohol，IPA)的變溫紋理化堿蝕刻制備出的高質(zhì)量紋理結(jié)構(gòu)，借此改善電池整體的光電轉(zhuǎn)換效率。本技術(shù)提供的硅基異質(zhì)接面太陽能電池，包含：一硅基PN接面結(jié)構(gòu)，具有兩個相對表面，其中該硅基PN接面結(jié)構(gòu)是由一P型半導(dǎo)體層與一N型半導(dǎo)體基板所組成，該N型半導(dǎo)體基板具有一第一糙化表面以及一第二糙化表面；其中，該第一糙化表面以及該第二糙化表面，具有凹凸的一金字塔紋理化結(jié)構(gòu)，該金字塔紋理化結(jié)構(gòu)中的該金字塔寬度與金字塔錐頂高度的比值在2到0.8之間。優(yōu)選地，該金字塔紋理化結(jié)構(gòu)的金字塔寬度在 5 微米至15 微米之間。優(yōu)選地，該金字塔紋理化結(jié)構(gòu)的金字塔錐頂高度在4微米至10微米之間。優(yōu)選地，該硅基異質(zhì)接面太陽能電池還包含：一第一透明導(dǎo)電膜，設(shè)置位于該硅基PN接面結(jié)構(gòu)的一表面；以及一第二透明導(dǎo)電膜，設(shè)置位于該P(yáng)N接面結(jié)構(gòu)且相對于該第一透明導(dǎo)電膜的另一表面。優(yōu)選地，該第一透明導(dǎo)電膜的折射率介于1.90至1.94之間，且該第二透明導(dǎo)電膜的折射率介于1.90至1.94之間。因此，本技術(shù)能夠達(dá)到的效果，包含：1、使用無異丙醇(isopropyl alcohol，IPA)的堿蝕刻，防止因異丙醇揮發(fā)而造成的作業(yè)環(huán)境惡化。2、使用變溫的紋理化堿蝕刻制程，可以制備出呈現(xiàn)比較圓弧形狀的高質(zhì)量紋理結(jié)構(gòu)，減少載子復(fù)合速度；3、高質(zhì)量紋理結(jié)構(gòu)增加光的吸收，提升輸出電流密度，進(jìn)而提高光電轉(zhuǎn)換效率；4、提供商業(yè)化量產(chǎn)速度，降低量產(chǎn)制程成本。附圖說明圖1顯示為硅基異質(zhì)接面太陽能電池的先前技術(shù)剖面示意圖；圖2顯示為本技術(shù)異質(zhì)接面太陽能電池的第一實(shí)施例剖面示意圖；圖3顯示為所揭示的該第一糙化表面以及第二糙化表面的金字塔紋理化結(jié)構(gòu)；以及圖4顯示為本技術(shù)異質(zhì)接面太陽能電池的第二實(shí)施例剖面示意圖。【符號說明】100 硅基異質(zhì)接面太陽能電池；110 基板；111 第一糙化表面；112 第二糙化表面；120 第一本質(zhì)非晶硅層；130 P型半導(dǎo)體層；140 第二本質(zhì)非晶硅層；150 N型半導(dǎo)體層；160 第一電極；170 第二電極；180 第一透明導(dǎo)電膜；190 第二透明導(dǎo)電膜。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本技術(shù)作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本技術(shù)并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本技術(shù)的限定。現(xiàn)請參照圖2，其顯示為根據(jù)本技術(shù)的第一實(shí)施例中，所揭示的一種硅基異質(zhì)接面太陽能電池 100結(jié)構(gòu)，其包含：一基板 110；一半導(dǎo)體層 130；一第一透明導(dǎo)電膜180；一第一電極 160；一第二透明導(dǎo)電膜190；以及一第二電極 170。該基板 110更具有一第一糙化表面111以及一第二糙化表面112。該種硅基異質(zhì)接面太陽能電池 100結(jié)構(gòu)主要由一硅基PN接面結(jié)構(gòu)，具有兩個相對表面，其中該硅基PN接面結(jié)構(gòu)由該基板 110與該半導(dǎo)體層130所組成，且該基板的能隙不同于該半導(dǎo)體層的能隙。該基板 110選自P型半導(dǎo)性單晶基板、N型半導(dǎo)性單晶基板、P型單晶硅基板以及N型單晶硅基板之一。較佳地，該基板 110選自(100)面N型半導(dǎo)性硅基單晶基板，但并不限于此。該基板 110較佳地選自(100)面N型半導(dǎo)性硅基單晶基板，在進(jìn)行蝕刻之前，切片損傷層需先使用堿濃度超過2質(zhì)量%堿性混合液進(jìn)行等向性蝕刻去除。特定物的質(zhì)量%定義為在整體溶液中，特定物的質(zhì)量的百分比。該基板 110蝕刻前的厚度為180微米(μm)至200微米(μm)之間，蝕刻后的厚度為160微米(μm)至180微米(μm)之間。另外，蝕刻將硅基板的厚度變薄，并令完工后的該基板 110的平均厚度為70微米(μm)至120微米(μm)之間。借此可提供更薄且高經(jīng)濟(jì)性的硅基異質(zhì)接面太陽能電池 100。該基板 110的該第一糙化表面111以及該第二糙化表面112經(jīng)由一異向性蝕刻，以形成具有凹凸的金字塔紋理化結(jié)構(gòu)，以使光漫反射所致的光局限更為有效。要形成該具有凹凸的金字塔紋理化結(jié)構(gòu)的第一糙化表面1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種硅基異質(zhì)接面太陽能電池，其特征在于，包含：一硅基PN接面結(jié)構(gòu)，具有兩個相對表面，其中該硅基PN接面結(jié)構(gòu)是由一P型半導(dǎo)體層與一N型半導(dǎo)體基板所組成，該N型半導(dǎo)體基板具有一第一糙化表面以及一第二糙化表面；其中，該第一糙化表面以及該第二糙化表面，具有凹凸的一金字塔紋理化結(jié)構(gòu)，該金字塔紋理化結(jié)構(gòu)中的該金字塔寬度與金字塔錐頂高度的比值在2到0.8之間。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種硅基異質(zhì)接面太陽能電池，其特征在于，包含：一硅基PN接面結(jié)構(gòu)，具有兩個相對表面，其中該硅基PN接面結(jié)構(gòu)是由一P型半導(dǎo)體層與一N型半導(dǎo)體基板所組成，該N型半導(dǎo)體基板具有一第一糙化表面以及一第二糙化表面；其中，該第一糙化表面以及該第二糙化表面，具有凹凸的一金字塔紋理化結(jié)構(gòu)，該金字塔紋理化結(jié)構(gòu)中的該金字塔寬度與金字塔錐頂高度的比值在2到0.8之間。2.如權(quán)利要求1所述的硅基異質(zhì)接面太陽能電池，其特征...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張金隆，楊茹媛，陳坤賢，
申請(專利權(quán))人：鹽城金合盛光電科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇;32