CN101777592B - 基于重掺umg硅外延生成高低结的太阳电池及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于重掺UMG硅外延生成高低结的太阳电池，包括若干电池片，电池片由下至上依次为：铝电极层；第一氮化硅层；第一二氧化硅层；重掺UMG硅层；轻掺硅外延层，该层的导电类型与重掺UMG硅层的导电类型相同；第二二氧化硅层；第二氮化硅层；若干重掺区域，该重掺区域的导电类型与重掺UMG硅层的导电类型相反；在重掺区域及第二氮化硅层的上表面设有银电极。本发明还提供了所述的电池片的制备方法。本发明利用低成本的UMG硅原料、选择重掺杂技术生长出重掺UMG硅晶体，外延生长出高质量硅薄膜制备电池片，比直接利用高质量体硅材料成本低很多，光电转换效率比直接利用轻掺UMG硅材料制备的电池片高很多。

Description

基于重掺UMG硅外延生成高低结的太阳电池及制备方法

技术领域

本发明属于太阳能应用领域，尤其涉及的一种基于重掺UMG硅外延生成高低结的高效、低成本的太阳电池及制备方法。

背景技术

进入21世纪以来，人类面临严重的能源危机。石油等化石能源即将被耗尽，而人类对能源的需求却日益增加。这使得可再生能源成为了关注的焦点。所有可再生能源中，太阳能是一种分布广泛，用之不竭的清洁能源，具有很大的应用前景。太阳电池一种将太阳能转化为电能的半导体器件，但目前太阳电池的价格依然居高不下，尤其是占据光伏市场90％以上份额的硅太阳电池成本依然很高，这严重影响了硅太阳能电池的推广和使用。

在现在流行的硅太阳电池的制备工艺中，硅太阳电池片往往是以高纯多晶硅为原料，经过浇铸或直拉成为硅晶体，然后经过切片等后续工艺制备得到的。在高纯多晶硅提纯技术中，西门子法、硅烷法占据了90％以上的份额。但是，利用这些方法得到的硅原料纯度可达9N，远高于太阳能级硅的6N要求，且成本难以降低。在所有硅原料都是用化学方法制备的高纯多晶硅的情况下，硅材料成本占到电池片总成本的30％左右，成为制约太阳能电池产业在国民经济中大规模应用的主要瓶颈。与高纯多晶硅相对应的是高级金属硅(UMG硅)，其成本只有高纯多晶硅的五分之一乃至更低，因此有望取代西门子法而大幅降低材料成本。

目前，仅有CSI和CaliSolar等少数几家公司使用UMG硅制备体硅太阳电池，但这些电池的效率不稳定且低于14％，其主要原因是，其杂质含量比西门子法和硅烷法制备的多晶硅要高。有文献(‘The impact of siliconfeed stock on the PV module cost’，G.del Coso，C.del Canizo，W.C.Sinke，Solar Energy Materials&Solar Cells，2009)指出，当UMG硅太阳电池的效率低于14％时，它将丧失与普通硅太阳电池竞争中的价格优势。因此，直接使用UMG硅制备太阳电池仍然是一大难题。利用UMG硅外延生长薄膜硅来用于制备太阳电池是降低本的一个新选择。目前报道的有利用轻掺的UMG硅作为衬底外延硅，然后采用与普通晶体硅电池工艺基本一致的工艺制备电池，其电池效率还是比，甚至小于14％，见文献Filip Duerinckx，etc.，Prog.Photovolt：Res.Appl.2005；13：673-690。其主要原因是由于UMG硅中杂质含量较高，在薄膜生长过程中衬底的杂质极易通过扩散污染薄膜，使薄膜质量下降，从而最终影响电池效率。因而，寻找一个合理的途径对UMG硅进行改性并且开发新的电池制备工艺对利用UMG硅外延生长薄膜硅来用于制备高效、低成本太阳电池是非常必要的。

发明内容

本发明提供一种低成本、高效率的基于重掺UMG硅外延生成高低结的太阳电池。

一种基于重掺UMG硅外延生成高低结的太阳电池，包括若干电池片，所述的电池片由下至上依次为：

铝电极层；

第一氮化硅层；

第一二氧化硅层；

重掺UMG硅层，该层的导电类型可以是p型或n型；

轻掺硅外延层，该层的导电类型与重掺UMG硅层的导电类型相同，例如当重掺UMG硅层的导电类型为p型时，则轻掺硅外延层的导电类型为p型；

第二二氧化硅层；

第二氮化硅层；

其中在所述的轻掺硅外延层中，在临近第二二氧化硅层的表面部位分布有若干重掺区域，该重掺区域的导电类型与重掺UMG硅层的导电类型相反，例如当重掺UMG硅层的导电类型为p型时，则重掺区域的导电类型为n型；

在所述的重掺区域及第二氮化硅层的上表面设有银电极。

太阳电池是由很多电池片构成的，本发明是对现有技术中电池片的结构进行了改进，得到电池片后可以再利用现技术组装成太阳电池。

本发明还提供了一种所述的太阳电池的电池片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将UMG硅用直拉法生长晶面(100)的单晶硅或者定向凝固法生长多晶硅，得到原料硅锭，

所述的原料硅锭中掺杂剂为硼，掺杂浓度为10¹⁸～10²⁰个硼原子/cm³，掺杂浓度可进一步优选为10¹⁹～10²⁰个硼原子/cm³，在此掺杂浓度下UMG硅片对固有的金属杂质的束缚作用最为明显，可以最大程度的降低金属杂质的影响，同时重掺层能形成良好的背场效应，增加光吸收和载流子复合，提高电池效率；

(2)将步骤(1)中所得的原料硅锭切片成为正方形且厚度为100～300μm的薄片，然后进行化学机械抛光至其表面光亮，采用半导体常规清洗工艺清洗，化学抛光，用去离子水清洗数遍，红外灯烘干，得到UMG硅片(即为电池片中的重掺UMG硅层)；

(3)将步骤(2)中所得的UMG硅片作为衬底，使用CVD技术在UMG硅片上表面生长轻掺硅外延层得到半成品电池片；

所述的轻掺硅外延层的厚度为10～100μm，轻掺硅外延层的掺杂剂为B₂H₆，掺杂浓度为10¹⁵～10¹⁷个硼原子/cm³，掺杂浓度可进一步优选为10¹⁶～10¹⁷个硼原子/cm³，在此掺杂浓度下最容易形成pp⁺结(高低结)，从而起到较好的缓冲层作用；

(4)使用CF₄和氧气作为工作气体，利用电感耦合等离子发生器产生等离子体，除去半成品电池片周边多余的pp⁺结；

(5)将步骤(4)得到的除去多余的pp⁺结后的半成品电池片进行表面织构化处理；织构完成后采用半导体常规清洗工艺清洗，再用去离子水清洗数遍，红外灯烘干，得到织构化后的半成品电池片；

若除去多余的pp⁺高低结后的半成品电池片为单晶硅，则用质量百分比浓度为2％的KOH水溶液进行表面织构化处理；

若除去多余的pp⁺高低结后的半成品电池片为多晶硅，则用体积比为硝酸∶氢氟酸∶乙酸＝3∶1∶10的混合溶液进行表面织构化处理；

其中所述的硝酸采用质量百分比浓度50％以上的浓硝酸，常用的为50～80％；

其中所述的氢氟酸的质量百分比浓度为30～70％；

(6)在织构化后的半成品电池片的上表面形成厚度为2～10nm的第二二氧化硅层，然后在所述的第二二氧化硅层的上表面形成厚度为70～90nm的第二氮化硅层；

在织构化后的半成品电池片的下表面形成厚度为2～10nm第一二氧化硅层，然后在所述的第一二氧化硅层的下表面形成厚度为70～90nm的第一氮化硅层；

所述的第一二氧化硅层和第二二氧化硅层一般是同时形成的，所述的第一氮化硅层和第二氮化硅层一般也是同时形成的。

在形成第一氮化硅层和第二氮化硅层时，可以采用PECVD技术。

(7)使用CF4和氧气作为工作气体，利用电感耦合等离子发生器产生等离子体对步骤(6)中织构化后的半成品电池片的上表面所形成的第二二氧化硅层及第二氮化硅层进行刻蚀，形成栅极状窗口，其中每个栅线宽0.1～0.5mm；

(8)在栅极状窗口处丝网印刷磷源并退火形成重掺区域，得到形成重掺区域后的半成品电池片，其中磷掺杂浓度为10¹⁸～10²⁰个磷原子/cm³，掺杂浓度可进一步优选为5×10¹⁹～5×10²⁰个磷原子/cm³，在此掺杂浓度下重掺区域最容易形成突变型pn结，以减少结在重掺区域的宽度的方式降低重掺可能带来的死层的影响，且硅片与电极能形成良好的欧姆接触；

(9)在形成重掺区域后的半成品电池片的下表面旋涂铝浆并烧结形成铝电极层，在重掺区域及第二氮化硅层的上表面形成银电极得到太阳电池片；

形成银电极时首先通过丝网印刷银浆在重掺区域上表面形成栅极，然后再通过丝网印刷银浆在栅极以及第二氮化硅层上形成汇流条，最后进行烧结得到太阳电池片。

所述的银电极的花样为栅极加汇流条结构，栅线宽度与栅极状窗口宽度相同，汇流条宽度为1.5～3mm。烧结温度为750℃～850℃，时间为2～4min。

由于重掺UMG硅层导电类型可以是p型或n型；以上方法表述的是重掺UMG硅层导电类型是p型，当重掺UMG硅层导电类型是n型时，制备方法如下：

(1)将UMG硅用直拉法生长晶面(100)的单晶硅或者定向凝固法生长多晶硅，得到原料硅锭，

所述的原料硅锭中掺杂剂为磷，掺杂浓度为10¹⁸～10²⁰个磷原子/cm³，掺杂浓度可进一步优选为10¹⁹～10²⁰个磷原子/cm³，在此掺杂浓度下UMG硅片对固有的金属杂质的束缚作用最为明显，可以最大程度的降低金属杂质的影响，同时重掺层能形成良好的背场效应，增加光吸收和载流子复合，提高电池效率；

(2)将步骤(1)中所得的原料硅锭切片成为正方形且厚度为100～300

μm的薄片，然后进行化学机械抛光至其表面光亮，采用半导体常规清洗工艺清洗，化学抛光，用去离子水清洗数遍，红外灯烘干，得到UMG硅片(即为电池片中的重掺UMG硅层)；

(3)将步骤(2)中所得的UMG硅片作为衬底，使用CVD技术在UMG硅片上表面生长轻掺硅外延层得到半成品电池片；

所述的轻掺硅外延层的厚度为10～100μm，轻掺硅外延层的掺杂剂为POCl₃或PH₃，掺杂浓度为10¹⁵～10¹⁷个磷原子/cm³，掺杂浓度可进一步优选为10¹⁵～10¹⁶个磷原子/cm³，在此掺杂浓度下最容易形成pp⁺高低结，从而起到较好的缓冲层作用；

(4)使用CF₄和氧气作为工作气体，利用电感耦合等离子发生器产生等离子体，除去半成品电池片周边多余的pp⁺结；

(5)将步骤(4)得到的除去多余的pp⁺结后的半成品电池片进行表面织构化处理；织构完成后采用半导体常规清洗工艺清洗，再用去离子水清洗数遍，红外灯烘干，得到织构化后的半成品电池片；

若除去多余的pp⁺结后的半成品电池片为单晶硅，则用质量百分比浓度为2％的KOH水溶液进行表面织构化处理；

若除去多余的pp⁺结后的半成品电池片为多晶硅，则用体积比为硝酸∶氢氟酸∶乙酸＝3∶1∶10的混合溶液进行表面织构化处理；

其中所述的硝酸采用质量百分比浓度50％以上的浓硝酸，常用的为50～80％；

其中所述的氢氟酸的质量百分比浓度为30～70％；

(6)在织构化后的半成品电池片的上表面形成厚度为2～10nm的第二二氧化硅层，然后在所述的第二二氧化硅层的上表面形成厚度为70～90nm的第二氮化硅层；

在织构化后的半成品电池片的下表面形成厚度为2～10nm的第一二氧化硅层，然后在所述的第一二氧化硅层的下表面形成厚度为70～90nm的第一氮化硅层；

所述的第一二氧化硅层和第二二氧化硅层一般是同时形成的，所述的第一氮化硅层和第二氮化硅层一般也是同时形成的。

在形成第一氮化硅层和第二氮化硅层时，可以采用PECVD技术。

(7)使用CF₄和氧气作为工作气体，利用电感耦合等离子发生器产生等离子体对步骤(6)中织构化后的半成品电池片的上表面所形成的第二二氧化硅层及第二氮化硅层进行刻蚀，形成栅极状窗口，其中每个栅线宽0.1～0.5mm；

(8)在栅极状窗口处丝网印刷硼源并退火形成重掺区域，得到形成重掺区域后的半成品电池片，其中硼掺杂浓度为10¹⁸～10²⁰个硼原子/cm³，掺杂浓度可进一步优选为5×10¹⁹～5×10²⁰个硼原子/cm³，在此掺杂浓度下重掺区域最容易形成突变型pn结，以减少结在重掺区域的宽度的方式降低重掺可能带来的死层的影响，且硅片与电极能形成良好的欧姆接触；

(9)在形成重掺区域后的半成品电池片的下表面旋涂铝浆并烧结形成铝电极层，在重掺区域及第二氮化硅层的上表面形成银电极得到太阳电池片；

形成银电极时首先通过丝网印刷银浆在重掺区域上表面形成栅极，然后再通过丝网印刷银浆在栅极以及第二氮化硅层上形成汇流条，最后进行烧结得到太阳电池片。

所述的银电极的花样为栅极加汇流条结构，栅线宽度与栅极状窗口宽度相同，汇流条宽度为1.5～3mm。烧结温度为750℃～850℃，时间为2～4min。

本发明提出将重掺的UMG硅作为薄膜硅太阳电池的衬底材料，并采用合理的电池工艺来制备硅太阳电池。这种工艺制备的太阳电池有三个现有技术所不具有的优点：

(1)利用低成本的UMG硅原料、通过选择重掺杂技术生长出需要的重掺UMG硅晶体可外延生长出较薄的高质量单晶硅或多晶硅薄膜制备电池，成本相对于直接利用高质量体硅材料要低很多，光电转换效率相对于直接利用轻掺UMG硅材料制备的电池要高很多。

(2)对UMG原料进行重掺，可以对UMG硅片固有的金属杂质进行有效的束缚作用，生长的同型轻掺外延层也可以起到很好的缓冲区的作用，避免了普通UMG硅中的固有金属杂质在外延生长时向外延层扩散的问题，可生长出较高质量的单晶硅或多晶硅薄膜；

(3)利用某种导电类型的重掺UMG硅作为衬底外延生长导电类型相同的轻掺外延层可获得高低结，形成良好的背场效应，提高电池效率。可以获得大面积单晶硅太阳电池平均效率16.5％，多晶硅太阳电池效率可达15％以上(AM1.5，光照强度100mW/cm²，25℃)。

此外，本发明中涉及的工艺流程简单可行，具有较好的应用前景，这为低成本UMG硅在太阳电池中的广泛推广奠定了技术基础。

附图说明

图1为本发明重掺UMG太阳能电池的电池片的结构示意图。

图2为本发明重掺p型UMG太阳能电池的电池片的制备方法流程图。

图3为本发明重掺n型UMG太阳能电池的电池片的制备方法流程图。

具体实施方式

实施例1

参见图1，本发明基于重掺UMG硅外延生成高低结的太阳电池所采用的电池片，由下至上依次为：

铝电极层1；

第一氮化硅层2；

第一二氧化硅层3；

重掺UMG硅层4，该层的导电类型可以是p型或n型；

轻掺硅外延层5，该层的导电类型与重掺UMG硅层4的导电类型相同；

第二二氧化硅层6；

第二氮化硅层7；

其中在所述的轻掺硅外延层5中，在临近第二二氧化硅层6的表面部位分布有若干重掺区域8，该重掺区域8的导电类型与重掺UMG硅层4的导电类型相反；

在所述的重掺区域8及第二氮化硅层7的上表面设有银电极9。

其中pp+结区域10为电池片的工作区域，位于重掺区域8和轻掺硅外延层5交界的部位。

参见图2，制备重掺p型UMG太阳能电池的电池片的过程如下：

将UMG硅用直拉法生长(100)单晶硅得到原料硅锭，原料硅锭中掺杂剂为硼，掺杂浓度为5×10¹⁹cm^-3(含义为5×10¹⁹个掺杂原子/cm³)；

将原料硅锭切成正方形且厚度为200μm的薄片；对薄片进行机械抛光至其表面光亮，采用半导体常规清洗工艺清洗，化学抛光，用去离子水清洗数遍，红外灯烘干得到UMG硅片。

将UMG硅片作为衬底，使用CVD技术在UMG硅片表面生长轻掺硅外延层得到半成品电池片，轻掺硅外延层厚度为55μm，轻掺硅外延层中掺杂剂为B₂H₆，掺杂浓度为5×10¹⁷cm^-3。

使用CF₄和氧气作为工作气体，利用电感耦合等离子发生器产生等离子体，除去半成品电池片周边多余的pp⁺结；

再用体积百分比为2％的KOH溶液进行表面织构化处理，织构完成的电池片采用半导体常规清洗工艺清洗，再用去离子水清洗数遍，红外灯烘干。

织构化处理后在半成品电池片上表面形成5nm第二二氧化硅层，再利用PECVD技术在第二二氧化硅层上表面沉积厚度为70nm的第二氮化硅层；

同时在半成品电池片下表面形成5nm第一二氧化硅层，再利用PECVD技术在第一二氧化硅层下表面沉积厚度为70nm的第一氮化硅层。

使用CF₄和氧气作为工作气体，利用电感耦合等离子发生器产生等离子体对第二氮化硅和第二氧化硅层进行刻蚀，形成栅极状窗口，其中每个栅线宽0.15mm；

在栅极状窗口处丝网印刷磷源并退火形成重掺区域，掺杂浓度为3×10¹⁹cm^-3；

第一氮化硅层下表面旋涂铝浆并烧结形成铝电极层。

重掺区域上表面丝网印刷银浆形成栅极后在重掺区域即第一氮化硅层的上表面丝网印刷银浆形成汇流条结构，栅极中栅线宽度与栅极状窗口宽度相同，汇流条宽度为1.5mm。

最后进行烧结得到电池片，温度为750℃，时间为4min。

对该电池片进行测试，效率达到16.4％(AM1.5，光照强度100mW/cm²，25℃)，无光衰减。

实施例2

根据实施例1的工艺，制备重掺p型UMG太阳能电池的电池片，不同之处仅在于原料硅锭为采用UMG硅用定向凝固法生长得到的多晶硅，且在表面织构化处理时采用体积比为硝酸∶氢氟酸∶乙酸＝3∶1∶10的溶液进行织构化处理。

其中硝酸的质量百分比浓度为65％，氢氟酸的质量百分比浓度为49％。

最后得到的电池片的效率达到15.2％(AM1.5，光照强度100mW/cm²，25℃)，无光衰减。

实施例3

参见图3，制备重掺n型UMG太阳能电池的电池片的过程如下：

将UMG硅用直拉法生长(100)单晶硅得到原料硅锭，原料硅锭中掺杂剂为磷，掺杂浓度为2×10²⁰cm^-3。

将原料硅锭切成正方形且厚度为150μm的薄片；对薄片进行机械抛光至其表面光亮，采用半导体常规清洗工艺清洗，化学抛光，用去离子水清洗数遍，红外灯烘干得到UMG硅片。

将UMG硅片作为衬底，使用CVD技术在UMG硅片表面生长轻掺硅外延层得到半成品电池片，轻掺硅外延层厚度为25μm，轻掺硅外延层中掺杂剂为POCl₃，掺杂浓度为10¹⁷cm^-3；

使用CF₄和氧气作为工作气体，利用电感耦合等离子发生器产生等离子体，除去半成品电池片周边多余的pp⁺结；

再用体积百分比为2％的KOH溶液进行表面织构化处理，织构完成的电池片采用半导体常规清洗工艺清洗，再用去离子水清洗数遍，红外灯烘干。

织构化处理后在半成品电池片上表面形成厚度为6nm的第二二氧化硅层，再利用PECVD技术在第二二氧化硅层上表面沉积厚度为75nm的第二氮化硅层；

同时在半成品电池片下表面形成厚度为6nm的第一二氧化硅层，再利用PECVD技术在第一二氧化硅层下表面沉积厚度为75nm的第一氮化硅层。

使用CF₄和氧气作为工作气体，利用电感耦合等离子发生器产生等离子体对第二氮化硅和第二氧化硅层进行刻蚀，形成栅极状窗口，其中每个栅线宽0.25mm；

在栅极状窗口处丝网印刷硼源并退火形成重掺区域，掺杂浓度为8×10¹⁸cm^-3；

第一氮化硅层下表面旋涂铝浆并烧结形成铝电极层。

重掺区域上表面丝网印刷银浆形成栅极后在重掺区域即第一氮化硅层的上表面丝网印刷银浆形成汇流条结构，栅极中栅线宽度与栅极状窗口宽度相同，汇流条宽度为2mm。

最后进行烧结得到电池片，温度为800℃，时间为3min。

对该电池片进行测试，效率达到17.0％(AM1.5，光照强度100mW/cm²，25℃)，无光衰减。

实施例4

根据实施例3的工艺，制备重掺n型UMG太阳能电池的电池片，不同之处仅在于原料硅锭为采用UMG硅用定向凝固法生长得到的多晶硅，且在表面织构化处理时采用体积比为硝酸∶氢氟酸∶乙酸＝3∶1∶10的溶液进行织构化处理。

其中硝酸的质量百分比浓度为65％，氢氟酸的质量百分比浓度为49％。

最后得到的电池片的效率达到14.6％(AM1.5，光照强度100mW/cm²，25℃)，无光衰减。

Claims (3)

1.一种基于重掺UMG硅外延生成高低结的太阳电池，包括若干电池片，其特征在于，所述的电池片由下至上依次为：

铝电极层(1)；

第一氮化硅层(2)；

第一二氧化硅层(3)；

重掺UMG硅层(4)，该层的导电类型是p型或n型；

轻掺硅外延层(5)，该层的导电类型与重掺UMG硅层(4)的导电类型相同；

第二二氧化硅层(6)；

第二氮化硅层(7)；

其中在所述的轻掺硅外延层(5)中，在临近第二二氧化硅层(6)的表面部位分布有若干重掺区域(8)，该重掺区域(8)的导电类型与重掺UMG硅层(4)的导电类型相反；

在所述的重掺区域(8)及第二氮化硅层(7)的上表面设有银电极(9)。

2.如权利要求1所述的太阳电池的电池片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将UMG硅用直拉法生长晶面(100)的单晶硅或者定向凝固法生长多晶硅，得到原料硅锭，所述的原料硅锭中掺杂剂为硼，所述的原料硅锭中硼的掺杂浓度为10¹⁸～10²⁰个硼原子/cm³；

(2)将步骤(1)中所得的原料硅锭加工成UMG硅片；

(3)将步骤(2)中所得的UMG硅片作为衬底，在UMG硅片上表面生长轻掺硅外延层得到半成品电池片，所述的轻掺硅外延层中的掺杂剂为B₂H₆，所述的轻掺硅外延层的厚度为10～100μm，硼的掺杂浓度为10¹⁵～10¹⁷个硼原子/cm³；

(4)除去半成品电池片周边多余的pp⁺高低结；

(5)将步骤(4)得到的除去多余的pp⁺结后的半成品电池片进行表面织构化处理，然后清洗、烘干，得到织构化后的半成品电池片；

(6)在织构化后的半成品电池片的上表面形成2～10nm第二二氧化硅层，然后在所述的第二二氧化硅层的上表面形成厚度为70～90nm的第二氮化硅层；

在织构化后的半成品电池片的下表面形成厚度为2～10nm的第一二氧化硅层，然后在所述的第一二氧化硅层的下表面形成厚度为70～90nm的第一氮化硅层；

(7)对步骤(6)中织构化后的半成品电池片的上表面所形成的第二二氧化硅层及第二氮化硅层进行刻蚀，形成栅极状窗口；

(8)在栅极状窗口处丝网印刷磷源并退火形成重掺区域，所述的重掺区域中磷掺杂浓度为10¹⁸～10¹⁹个磷原子/cm³；

(9)在形成重掺区域后的半成品电池片的下表面旋涂铝浆并烧结形成铝电极层，在重掺区域及第二氮化硅层的上表面形成银电极，得到太阳电池片。

3.如权利要求1所述的太阳电池的电池片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将UMG硅用直拉法生长晶面(100)的单晶硅或者定向凝固法生长多晶硅，得到原料硅锭，所述的原料硅锭中掺杂剂为磷，所述的原料硅锭中磷的掺杂浓度为10¹⁸～10²⁰个磷原子/cm³；

(2)将步骤(1)中所得的原料硅锭加工成UMG硅片；

(3)将步骤(2)中所得的UMG硅片作为衬底，在UMG硅片上表面生长轻掺硅外延层得到半成品电池片，所述的轻掺硅外延层的掺杂剂为POCl₃或PH₃，所述的轻掺硅外延层的厚度为10～100μm，磷的掺杂浓度为10¹⁵～10¹⁷个磷原子/cm³；

(4)除去半成品电池片周边多余的pp⁺高低结；

(5)将步骤(4)得到的除去多余的pp⁺结后的半成品电池片进行表面织构化处理，然后清洗、烘干，得到织构化后的半成品电池片；

(6)在织构化后的半成品电池片的上表面形成2～10nm第二二氧化硅层，然后在所述的第二二氧化硅层的上表面形成70～90nm的第二氮化硅层；

在织构化后的半成品电池片的下表面形成2～10nm第一二氧化硅层，然后在所述的第一二氧化硅层的下表面形成70～90nm的第一氮化硅层；

(7)对步骤(6)中织构化后的半成品电池片的上表面所形成的第二二氧化硅层及第二氮化硅层进行刻蚀，形成栅极状窗口；

(8)在栅极状窗口处丝网印刷硼源并退火形成重掺区域，所述的重掺区域中硼掺杂浓度为10¹⁸～10¹⁹个硼原子/cm³；

(9)在形成重掺区域后的半成品电池片的下表面旋涂铝浆并烧结形成铝电极层，在重掺区域及第二氮化硅层的上表面形成银电极，得到太阳电池片。

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