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1、(10)申请公布号 CN 102842622 A (43)申请公布日 2012.12.26 C N 1 0 2 8 4 2 6 2 2 A *CN102842622A* (21)申请号 201210180739.6 (22)申请日 2012.06.04 H01L 31/0216(2006.01) (71)申请人西安邮电大学 地址 710075 陕西省西安市长安南路563号 (72)发明人陈海峰 过立新 (54) 发明名称 一种基于钝化膜中嵌入电荷的晶体硅太阳电 池 (57) 摘要 一种基于钝化膜中嵌入电荷的晶体硅太阳电 池，它涉及半导体器件技术领域，它在传统的晶硅 电池结构中对钝化层中增加光学。
2、浮栅并进行电荷 注入。它可在发射区重掺杂，具有较大的开路电压 VOC；减小了发射区“死层”中的复合，增加了光生 载流子的寿命，增强了发射极的载流子收集能力； 增加了硅PN结的耗尽区宽度，从而增加了光生载 流子的产生的区域，使得光生电流变大，即具有较 大的短路电流ISC，且和传统的晶硅太阳电池工 艺有很好的兼容性。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种基于钝化膜中嵌入电荷的晶体硅太阳电池，其特征在于它在传统的晶硅电池结 构中对钝化层中增加光。
3、学浮栅并进行电荷注入。 2.根据权利要求1所述的一种基于钝化膜中嵌入电荷的晶体硅太阳电池，其特征在于 它的基本原理为利用了钝化层中的电荷产生的电场降低了光生载流子在“死层”中的复合 作用，从而增加了光生载流子在发射极处的收集能力。 权 利 要 求 书CN 102842622 A 1/2页 3 一种基于钝化膜中嵌入电荷的晶体硅太阳电池 技术领域 ： 0001 本发明涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种基于钝化膜中嵌入电荷的晶体硅 太阳电池。 背景技术 ： 0002 参看图1，在晶体硅太阳电池的制造过程中，发射区和衬底构成一个PN结，该PN结 能够将入射光能转变成电能。参看图2，P型晶硅太阳电池发。
4、射区为N型硅区，衬底为P型 硅区。参看图3，N型晶硅太阳电池发射区为P型硅区，衬底为N型硅区。发射区对晶硅太 阳电池的特性具有重大的影响，发射区重掺杂而引起了硅晶格失配而在硅表面区域形成了 大量的陷阱。这些陷阱具有复合效应，在这一区域中由于光被吸收所产生地载流子会因为 寿命太短而在扩散到发射极之前就被复合，从而对电池效率没有贡献，因此这一特殊区域 又被称为“死层”。由于“死层”的存在，使得晶硅太阳电池的效率的提高受到了很大的影响。 为了解决该问题，现有技术多采用了两种技术。第一种技术：降低发射区的掺杂。这种方法 可以降低硅中的陷阱数量，从而使得光生载流子的寿命增加。但这一方法的缺点是由于发 射。
5、区的掺杂浓度降低引起了开路电压VOC减小。第二种技术：减少发射结结深。这种方法 可以有效的减少“死层”的影响，但是却使得电池串联电阻增加，功率损失增大。 0003 综上所述，现有技术由于受制于传统晶硅电池结构的影响，在抑制“死层”方面都 有缺陷，不能达到既同时保持开路电压，又可减少光生载流子的复合的作用。 发明内容 ： 0004 本发明的目的是提供一种基于钝化膜中嵌入电荷的晶体硅太阳电池，它可在发射 区重掺杂，具有较大的开路电压VOC；减小了发射区“死层”中的复合，增加了光生载流子的 寿命，增强了发射极的载流子收集能力；增加了硅PN结的耗尽区宽度，从而增加了光生载 流子的产生的区域，使得光生电。
6、流变大，即具有较大的短路电流ISC，且和传统的晶硅太阳 电池工艺有很好的兼容性。 0005 为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它在传统的晶硅 电池结构中对钝化层中增加光学浮栅并进行电荷注入。 0006 本发明的基本原理为利用了钝化层中的电荷产生的电场降低了光生载流子在“死 层”中的复合作用，从而增加了光生载流子在发射极处的收集能力。 0007 本发明具有以下有益效果：它可在发射区重掺杂，具有较大的开路电压VOC；减小 了发射区“死层”中的复合，增加了光生载流子的寿命，增强了发射极的载流子收集能力；增 加了硅PN结的耗尽区宽度，从而增加了光生载流子的产生的区域，使得光生电流。
7、变大，即 具有较大的短路电流ISC，且和传统的晶硅太阳电池工艺有很好的兼容性。 附图说明 ： 0008 图1为背景技术中传统的晶硅太阳电池结构示意图， 说 明 书CN 102842622 A 2/2页 4 0009 图2为背景技术中传统的P型晶硅太阳电池结构示意图， 0010 图3为背景技术中传统的N型晶硅太阳电池结构示意图， 0011 图4为本发明的结构示意图， 0012 图5为本发明中P型晶体硅太阳电池结构示意图， 0013 图6为本发明中N型晶体硅太阳电池结构示意图。 具体实施方式 ： 0014 参看图4，本具体实施方式采用以下技术方案：它在传统的晶硅电池结构中对钝 化层中增加光学浮栅并。
8、进行电荷注入。 0015 本具体实施方式的基本原理为：利用了钝化层中的电荷产生的电场降低了光生载 流子在“死层”中的复合作用，从而增加了光生载流子在发射极处的收集能力。 0016 本具体实施方式中光学导电性浮栅的位置处在钝化层中连接硅的两个发射极之 间。 0017 参看图5-6，光学浮栅中存储一定量的电荷，其中N型晶硅太阳电池，光学导电浮 栅中存储正电荷；P型晶硅太阳电池，光学导电浮栅中存储负电荷。这些电荷的作用为产生 电场，吸引N型电池中的电子或者P型电池中的空穴到达发射极，减少在“死区”的复合，并 且使得光生载流子产生的区域增大，增加光生电流。 0018 所述的光学浮栅具有可以变化的形状，。
9、其体积为V以及该形状可以根据光学和电 学要求进行调节。同时其在钝化层中的分布也可以根据晶硅电池的性能要求进行调节。 0019 所述的光学浮栅中存储的电荷量Q，可根据“死层”中复合情形进行调节，从而获得 最大的降低复合以及增加发射极收集载流子的能力。 0020 所述的光学浮栅的物理尺寸、分布以及存储的电荷量也可同时调节，以达到最好 的提高电池效率的作用。 0021 本具体实施方式可在发射区重掺杂，具有较大的开路电压VOC；减小了发射区“死 层”中的复合，增加了光生载流子的寿命，增强了发射极的载流子收集能力；增加了硅PN结 的耗尽区宽度，从而增加了光生载流子的产生的区域，使得光生电流变大，即具有较大的短 路电流ISC，且和传统的晶硅太阳电池工艺有很好的兼容性。 说 明 书CN 102842622 A 1/1页 5 图1图2 图3 图4 图5图6 说 明 书 附 图CN 102842622 A 。