一种N型电池的制作方法

本实用新型涉及太阳能技术领域，涉及一种n型电池。

背景技术：

近年来，随着单晶太阳能电池的发展，尤其是钝化发射极和背场(perc)技术的成功产业化，量产电池效率在p型硅片上的效率提升接近瓶颈。更多的目光投向了体少子寿命更高，衰减更小的n型电池。

n型pert、异质结(hjt)和隧穿氧化层钝化接触(topcon)等三种电池结构也逐渐受到业界关注。其中，topcon结构利用超薄氧化层和掺杂多晶硅形成钝化接触，在提供良好表面和接触部位钝化作用的同时，拥有很低的接触电阻。因此，相比perx结构通过减小金属接触面积来降低接触部位复合损失，topcon结构能够在保证开路电压(voc)的前提下带来填充因子(ff)方面的优势。同时，由于超薄氧化层加掺杂多晶硅的钝化效果(＜2fa.cm^-2)优于sinx等常用钝化膜，量产topcon电池的voc可以达到700mv以上。相比hjt电池，尽管voc较低，但topcon电池在短路电流(isc)和ff方面有所弥补，最终效率相差不多。更重要的是，实现topcon电池的量产仅需对现有的perc或n-pert产线进行简单的改造，添加一台多晶硅沉积设备即可(perc产线还需增加硼掺杂设备)，而hjt则必须更换整条产线，需要巨大的前期投资。同时，在洁净度方面hjt的要求也比topcon更为严苛。

综合以上因素，n型topcon电池无疑是继perc电池后一条很有量产潜力的高效电池路线。

与此同时，也出现了多种可以提升电池光学性能的电池结构，比如多主栅(mbb)，金属穿孔卷绕(mwt)和指状交叉背接触(ibc)。现有钝化接触电池多采用常规h型多主栅结构(mbb)，如cn207149567u公开了一种电池片，包括设置在所述电池片正面的主栅线和细栅线，所述细栅线包括与所述主栅线垂直且彼此平行排列的多根第一细栅线及与所述主栅线平行排列的第二细栅线，所述第二细栅线设置在所述主栅线的两侧且靠近所述主栅线设置，定义所述主栅线的宽度为w、位于所述主栅线两侧的两根第二细栅线之间的间距为w1，则w1与w之间的差值为0.1-0.5mm。但是，mbb结构中由于主栅较粗，遮光较为严重，影响电池电流和效率，同时也造成浆料耗量过重。虽然可以通过降低正面主栅宽度以改善遮光问题，但仍无法完全避免遮光，对电池电流以及转换效率均有一定影响。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种n型电池，尤其是一种n型钝化接触mwt太阳能电池。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种n型电池，所述n型电池包括开设有通孔的n型基底、pn结、过孔正电极、量子隧穿层、p掺杂的多晶硅层和负电极；

所述pn结由第一pn结和第二pn结构成，所述第一pn结为位于所述n型基底正面的pn结，所述第二pn结为位于通孔外周的pn结；

所述过孔正电极穿透n型电池，而且，过孔正电极位于n型电池正面的部分进入第一pn结；

所述量子隧穿层和p掺杂的多晶硅层依次位于n型基底的背面，且与第二pn结通过n型基底隔绝。

本实用新型中，第一pn结和第二pn结是一体结构。

本实用新型提供的n型电池将mwt结构与钝化接触电池相结合，通过将电池正面电极从孔洞引至背面，在提升电池电学性能的同时，利用其无主栅的特点，进一步降低正面遮光损失，提升电池转换效率。

作为本实用新型所述n型电池的优选技术方案，所述n型电池还包括依次位于第一pn结表面的正面钝化层和钝化减反层，过孔正电极位于n型电池正面的部分穿透正面钝化层和钝化减反层。

所述钝化减反层的可以是氮化硅，其在电池正面发挥钝化以及减反射的双重作用。

作为本实用新型所述n型电池的又一优选技术方案，所述n型电池还包括位于所述n型电池背面的背面钝化层，且所述负电极穿过背面钝化层与p掺杂的多晶硅层接触。

所述背面钝化层可以是氮化硅，其在电池背面发挥钝化的作用。

优选地，所述通孔在n型电池上呈阵列排布。

优选地，所述通孔的直径为50μm-500μm，例如50μm、70μm、80μm、100μm、115μm、130μm、150μm、175μm、200μm、220μm、245μm、260μm、280μm、300μm、325μm、350μm、380μm、400μm、430μm、460μm或500μm等，优选为100μm-200μm。

优选地，第二pn结包括直径不同的上部和下部，所述上部的直径<下部的直径。

优选地，所述上部的直径为通孔的直径+2×(0-5μm且不含0)，此处的0-5μm且不含0代表此部分pn结的深度为0-5μm。

所述上部的直径例如50μm-510μm且不含50μm，例如51μm、54μm、55μm、60μm、70μm、80μm、100μm、135μm、150μm、170μm、200μm、230μm、270μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm等。

所述下部的直径为1mm-10mm，例如1mm、1.5mm、2mm、3mm、3.5mm、4mm、5mm、5.5mm、6.5mm、8mm、9mm或10mm等，优选为4mm-10mm。

优选地，所述下部的高度为0-5μm且不含0，例如0.1μm、0.3μm、0.5μm、0.8μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、4μm或5μm等。此处的0-5μm且不含0代表此部分pn结的深度为0-5μm。

本实用新型的n型电池中，过孔正电极位于n型电池背面的部分进入背面钝化层，或不进入背面钝化层。

优选地，所述正面钝化层为氧化铝层，钝化减反层为氮化硅层，所述量子隧穿层为厚度1nm-3nm(例如1nm、1.5nm、2nm或3nm等)的二氧化硅层，背面钝化层为氮化硅层。

本实用新型对所述n型电池的制备方法不作限定，例如可以采用常规的掩膜刻蚀、沉积等工艺方法进行制备。

与已有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型在n型钝化接触电池上，将正面栅线从mbb改为mwt结构，该电池结构通过将电池正电极从预先打的孔洞引至电池背面，减小了正面遮光比例，可以进一步提升电池的电流和转换效率，并且能节省印刷浆料，降低正面印刷浆料耗量。

附图说明

图1为对比例1的n型钝化接触电池侧视图；

图2为本实用新型的n型钝化接触mwt电池侧视图；

图3为本实用新型的n型钝化接触mwt电池俯视图；

其中，1-n型基底，2-pn结，3-正面钝化层，4-sinx钝化减反层，5-超薄siox层，6-p掺杂的多晶硅层，7-背面钝化层，8-正电极，9-负电极。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

本实施例提供一种n型电池，其是一种n型钝化接触mwt电池，结构示意图参见图2和图3，所述n型电池包括：

所述n型电池包括开设有直径200μm通孔的n型基底1、pn结2、正面钝化层3(厚度为5nm)、钝化减反层4(厚度为85nm)、超薄siox层5(厚度为1.5nm)、p掺杂的多晶硅层6(厚度为200nm)、背面钝化层7(厚度为80nm)、正电极8和负电极9，所述正电极8为过孔正电极；

所述pn结2由第一pn结和第二pn结构成，所述第一pn结为位于所述n型基底1正面的pn结，厚度1μm；所述第二pn结为位于通孔外周的pn结，由直径202μm的上部和直径4mm的下部构成，下部的高度为1μm；

第一pn结表面依次设置正面钝化层3和钝化减反层4；

所述正电极8穿透n型电池，而且，正电极8位于n型电池正面的部分穿透正面钝化层3和钝化减反层4并进入第一pn结；

所述超薄siox层5和p掺杂的多晶硅层6依次位于n型基底1的背面，且与第二pn结通过n型基底隔绝；

所述n型电池背面设有背面钝化层7，负电极9穿过背面钝化层7与p掺杂的多晶硅层6接触；

其中，所述pn结2也即p⁺发射极，正面钝化层为alox钝化层，钝化减反层4为sinx钝化减反层，所述p掺杂的多晶硅层6也即n⁺掺杂多晶硅层，背面钝化层7为sinx钝化层。

本实施例将钝化接触电池与mwt结构相结合，在n型基体(硅片)表面事先打孔，形成如图2所示的侧视图和图3所示的俯视图。

由于事先打孔，在制备正电极时可以将正电极在打孔处通过孔洞引至电池背面，其中，超薄siox层与p掺杂的多晶硅层与从孔洞中绕过的pn结(也即p⁺发射极)之间有本征n型基底(n型硅层)隔绝。同时，背面还设有负电极，负电极的部分区域穿透sinx钝化层与掺杂多晶硅层接触。

实施例2

本实施例提供一种n型电池，其是一种n型钝化接触mwt电池，结构示意图参见图2和图3，所述n型电池包括：

所述n型电池包括开设有直径200μm通孔的n型基底1、pn结2、正面钝化层3(厚度为5nm)、钝化减反层4(厚度为85nm)、超薄siox层5(厚度为1.5nm)、p掺杂的多晶硅层6(厚度为100nm)、背面钝化层7(厚度为80nm)、正电极8和负电极9，所述正电极8为过孔正电极；

所述pn结2由第一pn结和第二pn结构成，所述第一pn结为位于所述n型基底1正面的pn结，厚度1μm；所述第二pn结为位于通孔外周的pn结，由直径202μm的上部和直径4mm的下部构成，下部的高度为1μm；

第一pn结表面依次设置正面钝化层3和钝化减反层4；

所述正电极8穿透n型电池，而且，正电极8位于n型电池正面的部分穿透正面钝化层3和钝化减反层4并进入第一pn结；

所述超薄siox层5和p掺杂的多晶硅层6依次位于n型基底1的背面，且与第二pn结通过n型基底隔绝；

所述n型电池背面设有背面钝化层7，负电极9穿过背面钝化层7与p掺杂的多晶硅层6接触；

其中，所述pn结2也即p⁺发射极，正面钝化层为alox钝化层，钝化减反层4为sinx钝化减反层，所述p掺杂的多晶硅层6也即n⁺掺杂多晶硅层，背面钝化层7为sinx钝化层。

实施例3

本实施例提供一种n型电池，其是一种n型钝化接触mwt电池，结构示意图参见图2和图3，所述n型电池包括：

所述n型电池包括开设有直径200μm通孔的n型基底1、pn结2、正面钝化层3(厚度为5nm)、钝化减反层4(厚度为85nm)、超薄siox层5(厚度为1.5nm)、p掺杂的多晶硅层6(厚度为200nm)、背面钝化层7(厚度为120nm)、正电极8和负电极9，所述正电极8为过孔正电极；

所述pn结2由第一pn结和第二pn结构成，所述第一pn结为位于所述n型基底1正面的pn结，厚度1μm；所述第二pn结为位于通孔外周的pn结，由直径202μm的上部和直径4mm的下部构成，下部的高度为1μm；

第一pn结表面依次设置正面钝化层3和钝化减反层4；

所述正电极8穿透n型电池，而且，正电极8位于n型电池正面的部分穿透正面钝化层3和钝化减反层4并进入第一pn结；

所述超薄siox层5和p掺杂的多晶硅层6依次位于n型基底1的背面，且与第二pn结通过n型基底隔绝；

所述n型电池背面设有背面钝化层7，负电极9穿过背面钝化层7与p掺杂的多晶硅层6接触；

其中，所述pn结2也即p⁺发射极，正面钝化层为alox钝化层，钝化减反层4为sinx钝化减反层，所述p掺杂的多晶硅层6也即n⁺掺杂多晶硅层，背面钝化层7为sinx钝化层。

实施例4

本实施例提供一种n型电池，其是一种n型钝化接触mwt电池，结构示意图参见图2和图3，所述n型电池包括：

所述n型电池包括开设有直径200μm通孔的n型基底1、pn结2、正面钝化层3(厚度为5nm)、钝化减反层4(厚度为85nm)、超薄siox层5(厚度为1.5nm)、p掺杂的多晶硅层6(厚度为200nm)、背面钝化层7(厚度为80nm)、正电极8和负电极9，所述正电极8为过孔正电极；

所述pn结2由第一pn结和第二pn结构成，所述第一pn结为位于所述n型基底1正面的pn结，厚度0.5μm；所述第二pn结为位于通孔外周的pn结，由直径201μm的上部和直径4mm的下部构成，下部的高度为0.5μm；

第一pn结表面依次设置正面钝化层3和钝化减反层4；

所述正电极8穿透n型电池，而且，正电极8位于n型电池正面的部分穿透正面钝化层3和钝化减反层4并进入第一pn结；

所述超薄siox层5和p掺杂的多晶硅层6依次位于n型基底1的背面，且与第二pn结通过n型基底隔绝；

所述n型电池背面设有背面钝化层7，负电极9穿过背面钝化层7与p掺杂的多晶硅层6接触；

其中，所述pn结2也即p⁺发射极，正面钝化层为alox钝化层，钝化减反层4为sinx钝化减反层，所述p掺杂的多晶硅层6也即n⁺掺杂多晶硅层，背面钝化层7为sinx钝化层。

对比例1

本对比例提供一种常规的n型钝化接触电池，其是一种mbb钝化接触电池，其侧视图参见图1。

表1

通过表1可知，通过本实用新型对电池结构的改进，可以提升电池的电流和转换效率。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。