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1、124材料导报A:综述篇2011年7月(上)第25卷第7期*背面点接触结构在晶体硅太阳电池中的应用陶路平,陈达明,洪瑞江(中山大学太阳能系统研究所,广州510006)摘要背面点接触结构晶体硅太阳电池是实验室高效电池的一种。介绍了目前研究较多的两种背面点接触晶体硅太阳电池,比较了几种背部结构的设计方法和制造工艺,包括背面钝化层的材料选择、背反射层的光学性能、去背结技术以及点电极结构的设计等。并展望了背面点接触太阳电池在工业生产上的前景。关键词背面点电极晶体硅太阳电池背面钝化ApplicationsofRearPointContactStructu
2、reinCrystallineSiliconSolarCellsTAOLuping,CHENDaming,HONGRuijiang(InstituteforSolarEnergySystems,SunYatSenUniversity,Guangzhou510006)AbstractRearpointcontactcSisolarcellsbelongtolaboratoryhighconversioncells.Twosortsofrearpointcontactcellsstudieddeeplyareintroduced.Hence,differen
3、trearstructuresandmanufacturemethods,includingrearsurfacepassivationlayer,opticalperformanceofrearreflector,techniquesforremovalofrearsurfaceemitterandcontactpointdesignarecompared.Trendsoffutureindustrializingareproposed.Keywordsrearpointcontact,cSisolarcells,rearpassivationPERC电
4、池以p型Si作为衬底,在其上用轻度掺磷的n型Si0引言作为发射极,同时在正表面条状电极下方施加重度扩散,如自20世纪80年代以来,光伏产业得到了迅速发展,全图1所示,在n型硅上又覆盖SiO2层作为钝化层和减反射[1]球光伏市场每年以30%~40%的速度高速增长。2009年层,与正表面金字塔结构一同提高了电池的陷光效应。通过全球新增的安装量已经达到了7.3GW,比2008年增加了背部氧化层的接触孔,背部电极直接与衬底接触。这些接触[2][3]20%。目前,光伏市场中太阳电池种类主要为晶体硅电池孔的间距比电池厚度大很多,可以减少背表面复合。为了和薄膜电池,其中晶体硅电
5、池的市场占有率接近90%。为了减少由大间距背接触孔带来的高串联电阻,衬底采用重度掺[4]提高电池效率,降低制造成本,国际上涌现出了许多新型制杂,电阻率为0.2~0.5cm。在K.R.Catchpole等的后作工艺与电池结构,背面点接触晶体硅太阳电池就是其中的续改进实验中,在效率不变的前提下,电阻率可以提高到1一种。cm。与常规铝背场(Albacksurfacefield,AlBSF)晶体硅电池相比,背面点接触太阳电池在硅片基体背部多了介质钝化层,其上再覆盖金属层,组成陷光结构。介质层被规则的接触孔所打穿,保证金属层与基体有良好的接触。这种结构的电池拥
6、有更优秀的背面钝化效果以及对入射光更高的背反射率,少子寿命的延长使电池开路电压变高,效率得到提升。背面点接触结构同时具有简单快速的制作工艺,在实验室高效电池中很有希望投入大规模工业化生产。[3]1代表电池及其结构图1PERC太阳电池结构[3]Fig.1SchematicdiagramofaPERCcell1.1PERC太阳电池1988年,新南威尔士大学光伏实验室设计出了PERCPERC电池的主要制作工艺如下:(1)用稀释的KOH对(Passivatedemitterandrearcell)太阳电池,其效率达到了(111)晶面进行各向异性蚀刻,制作出倒金字塔结
7、构;(2)在22.8%,创下了当时晶体硅太阳电池转换效率的纪录[3]。金属与硅的接触位对氧化层进行条状刻蚀,对这些区域进行*国家自然科学基金(60876044)陶路平:男,1988年生,硕士研究生,主要从事太阳电池研究Email:taolp.1002@yahoo.com.cn洪瑞江:通讯作者,博士,教授Email:hongruij@mail.sysu.edu.cn背面点接触结构在晶体硅太阳电池中的应用/陶路平等125[10]重磷扩散(~25/);(3)对前表面进行轻磷扩散(~250电池表面15000个点的烧结。在保持高效率的前提下,电/)
