背接触硅太阳电池研究进展

2.2前结电池

前结电池的p2n结位于电池正表面,可以有效收集载流子,降低对衬底材料的要求。前结电池的关键在于如何实现正面p2n结与背面接触电极的连接。电池结构不同,其连接方式也不相同。

2.2.1MWA太阳电池

MWA(Metallisationwraparound)电池结构与常规电池很相似,只是把常规电池的主栅转移到了背面边缘区域,细栅依然保留在原来位置,见图4。光生电流被细栅收集后,经电池侧面传递到背面主栅上。由于主栅的转移,电池有效受光面积有所增加。正表面沉积一层SiNx作为减反射层和表面钝化层,并进行浅磷扩散形成发射区。在侧面及底面的电极接触区重扩,以形成选择性发射极结构。在基区电极接触区沉积一层铝膜形成铝背场。需要特别注意的是背面电极通常采用机械或激光刻槽的方法来隔绝基区电极和发射区电极。电极的制作分两种:一种是采用埋栅接触及化学镀的方法,效率可达到17.5%(Cz2Si)和15.7%(mc2Si)[11];另一种是采用丝网印刷的方法,效率也分别达到了17.0%9(Cz2Si)和15.9%(mc2Si)[12]。

图4MWA太阳电池

2.2.2MWT太阳电池

与MWA电池一样,MWT(Metallisationwrapthrough)电池的主栅同样转移到了电池背面,电池正表面保留了金属栅线,并沉积了SiNx薄膜,见图5。与MWA电池不同的是,正表面细栅与背表面主栅的连接不是通过电池的侧面区域,而是通过细栅上的导电孔。通常采用激光技术在细栅上作出这些导电孔,然后在孔内进行扩散及金属化,使其能导通到背面的主栅上。在主栅的电极接触区重扩形成选择性发射极结构,而在基区电极接触区制作铝背场。MWT电池同样需要考虑背面电极的理想绝缘问题。正面栅线电极及背面接触电极既可采用丝网印刷技术制作[13],又可采用激光刻槽埋栅电极(LGBG)及化学镀技术制作。采用LGBG技术制作的MWT电池,效率已达到17.2%(Cz2Si)[14]。Konstanz大学利用化学镀技术,在大面积(140cm2)Cz2Si衬底上成功地制作出效率为17%的MWT电池[15]。

图5MWT太阳电池