专利汇可以提供硅基太阳能电池专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种薄 硅 太阳能 电池 ,更具体地, 太阳能电池 可以由厚度约50至500微米的结晶硅晶片制成。太阳能电池包括具有p-n同质接面的第一区、可产生异质接面表面 钝化 的第二区,以及可产生异质接面表面钝化的第三区。非晶硅层在低于约400摄氏度的 温度 下沉积于硅晶片的两侧,以减小非晶硅钝化特性损失。在大约165摄氏度的温度下,在两侧形成最终的透明导电 氧 化物层。金属触点施加于 透明导电氧化物 上。用于制造太阳能电池外层的低温和极薄材料层可防止薄晶片受到可能导致晶片 变形 的过大应 力 。,下面是硅基太阳能电池专利的具体信息内容。
1.一种光电装置,包括:
包含基层和邻近基层的扩散层的结晶硅基板,其中,基层的导电类型与扩散层的导电类型相反,在基层和扩散层的界面形成p-n同质界面;
与结晶硅的基层相接合以钝化基层表面的第一本征非晶硅层,在基层和第一本征非晶硅层的界面形成第一异质接面;
与结晶硅的扩散层相接合以钝化扩散层表面的第二本征非晶硅层,在扩散层和第二本征非晶硅层的界面形成第二异质接面;
与第一本征非晶硅层相接合以加强结晶硅电场的第一掺杂非晶硅层,其中,第一掺杂非晶硅层的导电类型与基层的导电类型相同;以及
与第二本征非晶硅层相接合以加强结晶硅电场的第二掺杂非晶硅层,其中,第二掺杂非晶硅层的导电类型与扩散层的导电类型相同。
2.根据权利要求1所述的光电装置,进一步包括:
与第一掺杂非晶硅层相接合以引导电荷并提供减反射涂层的第一透明导电氧化物层;
以及
与第二掺杂非晶硅层相接合以引导电荷并提供减发射涂层的第二透明导电氧化物层。
3.根据权利要求2所述的光电装置,其特征在于:所述第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层包含氧化铟锡。
4.根据权利要求2所述的光电装置,其特征在于:所述第一透明导电氧化物层和第二透明导电氧化物层包含氧化锌。
5.根据权利要求1所述的光电装置,其特征在于:所述结晶硅的厚度为50至500微米。
6.根据权利要求1所述的光电装置,其特征在于:所述第一本征非晶硅层的厚度为2至10纳米。
7.根据权利要求1所述的光电装置,其特征在于:所述第一本征非晶硅层的厚度与第二本征非晶硅层的厚度相同。
8.根据权利要求1所述的光电装置,其特征在于:所述第一本征非晶硅层的厚度小于第二本征非晶硅层的厚度。
9.根据权利要求1所述的光电装置,其特征在于:所述结晶硅为单晶硅。
10.根据权利要求9所述的光电装置,其特征在于:所述单晶硅表面具有(100)晶向。
11.根据权利要求1所述的光电装置,其特征在于:所述结晶硅为多晶硅。
12.根据权利要求1所述的光电装置,其特征在于:所述第一掺杂非晶硅层的厚度为4至20纳米。
13.根据权利要求1所述的光电装置,其特征在于:所述第二掺杂非晶硅层的厚度为4至20纳米。
14.根据权利要求2所述的光电装置,进一步包括:
与所述第一透明导电氧化物层相接合以引导电荷的第一若干触点;以及
与所述第二透明导电氧化物层相接合以引导电荷的第二若干触点。
15.根据权利要求2所述的光电装置,其特征在于:所述第一透明导电氧化物层的厚度为75纳米。
16.根据权利要求2所述的光电装置,其特征在于:所述第一透明导电氧化物层的薄层电阻为50欧姆/平方。
17.根据权利要求2所述的光电装置,其特征在于:所述第一透明导电氧化物层的折射率为2.0。
18.根据权利要求1所述的光电装置,其特征在于:所述结晶硅为硅晶片。
19.根据权利要求18所述的光电装置,其特征在于:所述硅晶片为形成有p-型区的p-型硅晶片,所述n-型区为硅晶片中的扩散层。
20.根据权利要求19所述的光电装置,其特征在于:所述n-型区的薄层电阻为10至
1000欧姆/平方。
21.根据权利要求1所述的光电装置,其特征在于:所述基层经掺杂具有p-型导电,所述扩散层经掺杂具有n-型导电。
22.根据权利要求21所述的光电装置,其特征在于:所述扩散层的薄层电阻为10至
1000欧姆/平方。
23.一种太阳能电池,包括:
第一区,第一区包含同质接面、位于同质接面顶部的顶面和位于同质接面底部的底面,其中,同质接面定义电场,将光生电子导向顶面和底面中的一个,并将光生电洞导向顶面和底面中的另一个;
与第一区相接合以钝化第一区顶面的第二区,第一区和第二区的界面包含第一异质接面,其中,第二区包括与第一区的顶面相接触的第一未掺杂非晶硅层和在第一未掺杂非晶硅层上的第一掺杂非晶硅层;以及
与第一区相接合以钝化第一区底面的第三区,第一区和第三区的界面包含第二异质接面,其中,第三区包括与第一区的底面相接触的第二未掺杂非晶硅层和在第二未掺杂非晶硅层下的第二掺杂非晶硅层。
24.根据权利要求23所述的太阳能电池,其特征在于:所述电场为第一电场,所述第一异质接面包含第二电场,所述第二异质接面包含第三电场。
25.根据权利要求24所述的太阳能电池,其特征在于:所述第一电场、第二电场和第三电场的方向相同。
26.根据权利要求23所述的太阳能电池,其特征在于:所述第一区包含结晶硅。
27.根据权利要求23所述的太阳能电池,其特征在于:所述第一掺杂非晶硅层经掺杂具有n-型导电类型。
28.根据权利要求23所述的太阳能电池,其特征在于:所述第二掺杂非晶硅层经掺杂具有p-型导电。
29.根据权利要求23所述的太阳能电池,其特征在于:所述第一区的厚度为50至500微米。
30.根据权利要求23所述的太阳能电池,其特征在于:所述第一区为硅晶片。
31.根据权利要求30所述的太阳能电池,其特征在于:所述硅晶片为形成有p-型层的p-型硅晶片,n-型层为硅晶片中的扩散层,同质接面为p-型层和n-型层的界面。
32.根据权利要求31所述的太阳能电池,其特征在于:所述n-型层的薄层电阻为10至
1000欧姆/平方。
33.根据权利要求30所述的太阳能电池,其特征在于:所述硅晶片为形成有n-型层的n-型硅晶片,p-型层为硅晶片中的扩散层,同质接面为n-型层和p-型层的界面。
34.根据权利要求33所述的太阳能电池,其特征在于:所述p-型区的薄层电阻为10至
1000欧姆/平方。
35.一种太阳能电池模组,其包括:
若干个串联连接的太阳能电池,其中,若干个太阳能电池中的每个太阳能电池包括:
掺杂成第一导电类型的硅晶片;
形成于硅晶片上的扩散层,其中,扩散层掺杂成与第一导电类型相反的第二导电类型,以在扩散层和硅晶片的界面形成p-n同质接面;
与扩散层的前面相接合的第一非晶硅层,在第一非晶硅层和扩散层的前面的界面形成第一异质接面,以钝化前面并加强p-n同质接面电场,其中,第一非晶硅层包括第一本征非晶硅层和第一掺杂非晶硅层,第一本征非晶硅层与扩散层的前面相结合,第一掺杂非晶硅层与第一本征非晶硅层的前面相结合;
与硅晶片的后面相接合的第二非晶硅层,在第二非晶硅层和硅晶片的后面的界面形成第二异质接面,以钝化后面并加强p-n同质接面电场,其中,第二非晶硅层包括与硅晶片的后面相结合的第二本征非晶硅层和与第二本征非晶硅层的后面相结合的第二掺杂非晶硅层,且第二掺杂非晶硅层的导电类型与硅晶片的导电类型相同;
与第一非晶硅层相接合以提供减反射涂层和引导电流的第一导电氧化物层;以及与第二非晶硅层相接合以引导电流的第二导电氧化物层;
与若干个太阳能电池相接合以保护若干个太阳能电池的透明封装材料;以及与透明封装材料相接合且与若干个太阳能电池的后面相对,以将透过太阳能电池的光线反射至太阳能电池以增加太阳能电池内光吸收的反光材料。
36.根据权利要求35所述的太阳能电池模组,其特征在于:所述透明封装材料为乙烯醋酸乙烯酯。
37.根据权利要求35所述的太阳能电池模组,其特征在于:所述反光材料为聚氟乙烯板。
38.根据权利要求35所述的太阳能电池模组,其特征在于:所述若干个太阳能电池包含36个太阳能电池。
39.根据权利要求35所述的太阳能电池模组,其特征在于:所述若干个太阳能电池包含72个太阳能电池。
40.根据权利要求35所述的太阳能电池模组,其特征在于:所述第一导电氧化物层和第二导电氧化物层均透明。
41.根据权利要求35所述的太阳能电池模组,进一步包括:与透明封装材料相接合且与若干个太阳能电池的前面相对,以为太阳能电池模组提供刚度并保护若干个太阳能电池的玻璃板。
42.根据权利要求35所述的太阳能电池模组,其特征在于:所述若干个太阳能电池中的每个太阳能电池包括:
与第一导电氧化物层相接合以引导电流的第一若干触点;以及
与第二导电氧化物层相接合以引导电流的第二若干触点。
43.根据权利要求35所述的太阳能电池模组,其特征在于:所述若干个太阳能电池中的每个太阳能电池的厚度为50至500微米。
44.根据权利要求35所述的太阳能电池模组,其特征在于:所述若干个太阳能电池中的每个太阳能电池的厚度小于150微米。
45.根据权利要求35所述的太阳能电池模组,其特征在于:所述若干个太阳能电池中的每个太阳能电池的厚度小于100微米。
46.一种用于制造光电装置的方法,包括:
在一热循环中,在掺杂基板上形成扩散层,使两者形成为薄结晶硅晶片,其中,热循环在熔炉内进行,且扩散层的导电类型与掺杂基板的导电类型相反,形成p-n同质接面;
向熔炉内注入氧气,以在热循环中在结晶硅晶片的第一表面上形成邻近扩散层的第一氧化物层,并在结晶硅晶片的第二表面上形成与扩散层相对的第二氧化物层;
移除第一和第二氧化物层,以暴露结晶硅晶片的第一和第二表面;
在结晶硅晶片的第一表面上形成第一未掺杂非晶硅层;
在结晶硅晶片的第二表面上形成第二未掺杂非晶硅层;
在第一未掺杂非晶硅层上形成第一掺杂非晶硅层,其中,第一掺杂非晶硅的导电类型与扩散层的导电类型相同;以及
在第二未掺杂非晶硅层上形成第二掺杂非晶硅层,其中,第二掺杂非晶硅的导电类型与扩散层的导电类型相反。
47.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述第一未掺杂非晶硅层和第二未掺杂非晶硅层同时形成。
48.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述结晶硅晶片的厚度为50至500微米。
49.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述第一氧化物层的厚度与第二氧化物层的厚度相同。
50.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述扩散层在700至1000摄氏度的温度下形成于掺杂基板上,使两者形成为结晶硅片。
51.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:在形成所述第一和第二氧化物层时,部分结晶硅晶片被消耗。
52.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述第一和第二热氧化物层未用湿式化学清洗方法移除。
53.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述第一和第二热氧化物层通过使用氢氟酸溶液移除。
54.根据权利要求53所述的方法,其特征在于:所述氢氟酸溶液包含24份水和1份
49%氢氟酸。
55.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述第一未掺杂非晶硅层在10毫托压力下通过热丝化学气相沉积法分解硅烷形成,结晶硅晶片的温度为100摄氏度。
56.根据权利要求55所述的方法,其特征在于:在热丝化学气相沉积法中,通过将金属丝加热至2000摄氏度使硅烷分子分解。
57.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述第一未掺杂非晶硅层通过等离子体辅助化学蒸气沉积法分解硅烷形成,使用频率范围为13至70兆赫的频率激发等离子体。
58.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述第一未掺杂非晶硅层的厚度为2至10纳米。
59.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述结晶硅晶片的扩散层为p-型,结晶硅晶片的掺杂基板为n-型,第一掺杂非晶硅层为p-型,第二掺杂非晶硅层为n-型。
60.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述结晶硅晶片的扩散层为n-型,结晶硅晶片的掺杂基板为p-型,第一掺杂非晶硅层为n-型,第二掺杂非晶硅层为p-型。
61.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述第一掺杂非晶硅层通过对硅烷和存于氢气中的5%磷化氢施加热丝化学气相沉积法形成,硅烷和存于氢气中的5%磷化氢在60毫托压力下的比为1:1.2,结晶硅晶片保持在200摄氏度的温度下。
62.根据权利要求46所述的方法,其特征在于:所述第二掺杂非晶硅层通过对硅烷和存于氢气中的2.5%乙硼烷施加热丝化学气相沉积法形成,硅烷和存在于氢气中的2.5%乙硼烷在70毫托压力下的比为1:5,结晶硅晶片保持在250摄氏度的温度下。
63.根据权利要求46所述的方法,进一步包括:
在第一掺杂非晶硅层上形成第一导电氧化物层,以及
在第二掺杂非晶硅层上形成第二导电氧化物层。
64.根据权利要求63所述的方法,其特征在于:所述第一导电氧化物层通过在氧气存在下蒸发90%铟、10%锡合金形成,结晶硅晶片保持在165摄氏度的温度下。
65.根据权利要求63所述的方法,其特征在于:所述第一导电氧化物层通过溅镀形成。
66.根据权利要求63所述的方法,进一步包括:
在第一导电氧化物上施加第一若干触点;以及
在第二导电氧化物上施加第二若干触点。
67.根据权利要求66所述的方法,其特征在于:所述第一和第二若干触点通过在低于
400摄氏度的温度下沉积银施加。
68.一种用于制造光电装置的方法,包括:
在700至1000摄氏度的温度下,将若干个具有基板掺杂材料的硅晶片放置在熔炉内的晶片舟上;
在晶片舟上放置若干个掺杂剂源,若干个掺杂剂源中的每两个掺杂剂源之间置有若干个硅晶片中的两个硅晶片,其中,掺杂剂源向若干个硅晶片中的每一个硅晶片的前面扩散一层掺杂剂,形成扩散层和p-n同质接面;
向熔炉内注入氧气,以在若干个硅晶片中的每个硅晶片的前面生长第一氧化物层,后面生长第二氧化物层;
将若干个硅晶片自熔炉中移走;
用氢氟酸剥离第一氧化物层和第二氧化物层;以及
在若干个硅晶片中的每个硅晶片的前面生长第一本征非晶硅层;
在若干个硅晶片中的每个硅晶片的后面生长第二本征非晶硅层;
在若干个硅晶片中的每个硅晶片的第一本征非晶硅层上生长第一掺杂非晶硅层,其中,第一掺杂非晶硅层的导电类型与扩散层的导电类型相同;以及
在若干个硅晶片中的每个硅晶片的第二本征非晶硅层上生长第二掺杂非晶硅层,其中,第二掺杂非晶硅层的导电类型与扩散层的导电类型相反。
69.根据权利要求68所述的方法,其特征在于:所述若干个硅晶片中的每个硅晶片与相邻掺杂剂源之间的间距为3/32英寸。
70.根据权利要求68所述的方法,其特征在于:所述若干个硅晶片中的每个硅晶片与相邻硅晶片之间的间距为3/16英寸。
71.根据权利要求68所述的方法,其特征在于:所述若干个硅晶片中的每个硅晶片的厚度均小于200微米。
72.根据权利要求68所述的方法,其特征在于:所述若干个硅晶片均为n-型,所述若干个掺杂剂源均为p-型,所述若干个硅晶片中的每个硅晶片的第一掺杂非晶硅层均为p-型,所述若干个硅晶片中的每个硅晶片的第二掺杂非晶硅层均为n-型。
73.根据权利要求68所述的方法,其特征在于:所述若干个硅晶片均为p-型,所述若干个掺杂剂源均为n-型,所述若干个硅晶片中的每个硅晶片的第一掺杂非晶硅层均为n-型,所述若干个硅晶片中的每个硅晶片的第二掺杂非晶硅层均为p-型。
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