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你了解商业化高效晶硅光伏电池技术吗?

发布时间:2016-02-01 00:02:00

2.4、激光刻槽埋栅电池

由UNSW开发的激光刻槽埋栅极技术即利用激光技术在硅表面上刻槽,然后填人金属,以起到前表面电接触栅极的作用。图6显示了激光刻槽埋栅电池的结构。

  图6激光刻槽埋栅电池结构

发射结扩散后,用激光在前面刻出20μm宽、40μm深的沟槽,将槽清洗后进行浓磷扩散。然后在槽内镀出金属电极。电极位于电池内部,减少了栅线的遮蔽面积,使电池效率达到19.6%。与传统工艺的前表面镀敷金属层相比,激光刻槽埋栅电池所具有的优点是:栅电极遮光率小、电流密度高;埋栅电极深入到硅衬底内部可增加对基区光生电子的收集;浓磷扩散降低了浓磷区电阻功耗和栅指电极与衬底的接触电阻功耗,提高了电池的开路电压等几个方面。

刻槽埋栅电池既保留了高效电池的特点,又省去了高效电池制作中一些复杂工艺,很适合利用低成本、大面积的硅片进行大规模生产。目前这一技术已转让给好几家世界上规模较大的太阳能电池生产厂家如英国的BPSOLAR和美国的SOLAREX等,

激光刻槽埋栅电池的大致工艺流程为:

清洗、腐蚀制绒面→清洗→淡磷扩散→热氧化钝化→开槽→槽区腐蚀→清洗→槽区浓磷扩散→背面蒸铝→烧制背场→化学镀埋栅→制作背面电极→蒸镀减反射膜→去边烧结→测试

2.5、OECO电池

  (1)标准OECO电池

OECO(Obliquely evaporated contact)太阳电池是德国ISFH研究所从九十年代就开始研制的一种新型单晶硅电池。与当前一些研究机构利用复杂技术制作的高效电池相比,具有结构设计新颖、制作简单、电极原料无损耗、成本低廉和适合大批量生产等优点。

OECO电池结构基于金属-绝缘体-半导体(MIS)接触,利用表面沟槽形貌的遮掩在极薄的氧化隧道层上倾斜蒸镀低成本的Al作为电极,无需光刻、电极烧穿、电极下重掺杂和高温工艺即可形成高质量的接触,并且一次性可蒸镀大批量的电池电极。更为重要的是当这种电池制作面积从4cm2扩大到100cm2时,效率也只是从21.1%略微降到20%,仍然属于高效范围,所以这种结构的电池更适宜于工艺生产。

OECO结构如图7(a)所示,电池的表面由许多排列整齐的方形沟槽组成(这种沟槽可由划槽工具的不同而有半圆形或三角形等形状),浅发射极n+位于硅片的上表面,在其上有一极薄的氧化隧道层,Al电极倾斜蒸镀于沟槽的侧面,然后利用PECVD蒸镀氮化硅作为钝化层和减反射膜。

  图7(a)OECO电池结构

OECO电池具有高效性的原因包括:几乎是无遮挡的表面。由于电极是蒸镀在沟槽的侧面,对光线的遮挡率极小,有利于提高短路电流;优异的MIS结构设计。电极与发射极不是直接接触,电池表面完全被钝化,所以载流子复合很小,可以获得很高的开路电压和填充因子以及高质量的蒸镀电极接触(丝网印刷电极方式严格限制了电池效率的进一步提高)。

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