CN102184985B - 一种太阳能电池浮动结背面钝化结构及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及太阳能电池钝化技术领域，特别是一种太阳能电池浮动结背面钝化的方法。P型晶体硅电池的传统背面钝化路线是使用二氧化硅或氮化硅作为背面的钝化层，但是在背面空穴是少子，而所增加的钝化层所带的电荷为正电，阻止了空穴向背面的运动，从而得不到背面钝化的效果，本发明在背面增加了一个N型区，大大的降低了背面的复合，增加电压和效率。其结构为：在P型硅基体的背面增加一层N型区，在N型区上生长或沉积钝化层。其工艺方法为：在硅片清洗制绒之后在硅片表面制作一层二氧化硅的薄膜，正面的二氧化硅在完成正面扩散后去除，在背面二氧化硅上开槽、扩散，在背面形成N型钝化层，然后在正面和背面分别沉积钝化膜。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池钝化技术领域，特别是一种太阳能电池浮动结背面钝化的方法。
背景技术
传统的太阳能电池的制备方法，其工艺流程为清洗制绒、扩散、边缘刻蚀及去PSG、PECVD镀SiNx薄膜、丝网印刷正面的Ag电极和背面的Al背场及电极、烧结和电性能测试。此传统的工艺决定了太阳能电池效率在现有的工艺条件下不能有很大的提高，尤其是要大幅度的提高电池的电压。在硅所吸收的光中，大部分的光到达了硅基底及背表面，这些地方的高复合速率是限制太阳能电池效率的提高的主要因素，因此，很多的研究者将背面钝化作为了研究的重点，现有的背面的钝化实现方法有：
1)Al BSF：在太阳能电池背面用沉积或丝网印刷的方法镀上一层2～20um的Al，经过退火或烧结之后形成铝背场，起到了背面钝化的作用，提高了电流和电压，也降低了串联，这种方法在大规模生产中普遍应用，但是会引入硅片的翘曲,尤其是硅片比较薄的时候，而且铝背场的光学和电学性能比较差；
2)背面B扩散：在p型硅片的背面扩B，形成一个P+，但是扩散温度高，对硅片及设备的要求高，成本也相对较高；
3)LFC即激光烧结电极：在硅片背面生长或沉积一层或多层电介质层，然后在介质层上沉积一层铝，在要制备电极的铝膜上用激光烧蚀，使铝穿透介质层融入硅基体并与硅基体形成良好的欧姆接触，但是其成本较高，工艺相对复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种太阳能电池浮动结背面钝化的方法，提高钝化效果，降低背面的复合，增加电压和效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能电池浮动结背面钝化结构,在P型硅基体的背面增加一层N型区，在N型区上生长或沉积钝化层，背电极与基体的欧姆接触区和N型区通过二氧化硅隔离。
钝化层为二氧化硅和氮化硅叠层。
一种太阳能电池浮动结背面钝化的方法，在硅片清洗制绒之后在硅片表面制作一层二氧化硅的薄膜，正面的二氧化硅在完成正面扩散后去除，背面的二氧化硅保留,在背面二氧化硅的扩散N型区的地方开槽，然后进行扩散，在背面形成N型区，然后在正面和背面分别沉积钝化膜，制作电极。
其具体步骤如下：
1)将硅片清洗制绒之后采用热氧化的方法在硅片表面生长一层50nm～300nm二氧化硅的薄膜；
2)在电池正面的二氧化硅的正电极位置上开槽，进行重扩散，在正面形成发射结，正面的二氧化硅在完成正面重扩散后完全去除；
3)背面的二氧化硅保留,保留的厚度为20～200nm，然后在背面二氧化硅的扩散N型区的地方开槽，然后进行轻扩散，在正面形成选择性扩散，在背面形成N型区；
4)在正面和背面分别沉积钝化膜；
5)正面印刷烧结完成之后在背面沉积一层Al作为金属层，其后用激光烧结的方法形成背接触。
本发明的有益效果是：基体材料为P型晶体硅的电池的背面钝化采用的比较传统的路线是使用二氧化硅或氮化硅作为背面的钝化层，但是在背面空穴是少子，而所增加的钝化层所带的电荷为正电，在背面形成了一个势场，阻止了空穴向背面的运动，因此增加了空穴在背面的复合，从而得不到背面钝化的效果，本发明在传统的二氧化硅或者氮化硅膜钝化的基础上在背面增加了一个N型区，大大的降低了背面的复合，增加电压和效率。
背面的复合速率在很大程度上决定了电池的效率，尤其是随着硅片的厚度越来越薄的时候，大部分的光都会到达背面，增加背面的钝化之后，同时也是在背面增加了背反射，提高了背面的反射率。当背面的复合速率越低，背面反射率越高时，电池的效率越高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1是本发明的结构示意图；
图中，1.基体，2.N型区，3.二氧化硅，4.氮化硅，5.欧姆接触区，6.正面电极。
具体实施方式
如图1所示，一种太阳能电池浮动结背面钝化结构,在P型硅基体1的背面增加一层N型区2，在N型区2上生长或沉积钝化层。
制作该钝化结构的方法为：将硅片清洗制绒之后采用热氧化的方法在硅片表面生长一层50nm～300nm二氧化硅的薄膜。
在电池正面的二氧化硅的正面电极6位置上开槽，进行重扩散，在正面形成发射结，正面的二氧化硅起到扩散阻挡层的作用。正面的二氧化硅在完成正面重扩散后完全去除。
背面的二氧化硅3保留,保留的厚度为20～200nm，然后在背面二氧化硅3的扩散N型区2的地方开槽，然后进行轻扩散，在正面形成选择性扩散，在背面形成N型区2，然后在正面和背面分别沉积钝化膜，背面的钝化膜为氮化硅4。背面的二氧化硅3既起到扩散阻挡层的作用又起到钝化绝缘的作用。
正面电极6印刷、烧结完成之后在背面沉积一层Al作为金属层，沉积的方法为真空蒸镀或磁控溅射，电子束蒸镀等等。其后用LFC的方法形成背接触，背接触的欧姆接触区5域与N型区2通过二氧化硅3隔离。之后在H2/Ar中完成退火即可。
Claims (4)
1.一种太阳能电池浮动结背面钝化结构,其特征是：在P型硅基体(1)的背面增加一层N型区(2)，在N型区(2)上生长或沉积钝化层，背电极与基体(1)的欧姆接触区(5)和N型区(2)通过二氧化硅(3)隔离。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池浮动结背面钝化结构,其特征是：所述的钝化层为二氧化硅(3)和氮化硅(4)叠层。
3.一种太阳能电池浮动结背面钝化的方法，其特征是：在硅片清洗制绒之后在硅片表面制作一层二氧化硅的薄膜，正面的二氧化硅在完成正面扩散后去除，背面的二氧化硅(3)保留,在背面二氧化硅(3)的扩散N型区(2)的地方开槽，然后进行扩散，在背面形成N型区(2)，然后在正面和背面分别沉积钝化膜，制作电极。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池浮动结背面钝化的方法，其特征是：其具体步骤如下：
1)将硅片清洗制绒之后采用热氧化的方法在硅片表面生长一层50nm～300nm二氧化硅的薄膜；
2)在电池正面的二氧化硅的正电极位置上开槽，进行重扩散，在正面形成发射结，正面的二氧化硅在完成正面重扩散后完全去除；
3)背面的二氧化硅(3)保留,保留的厚度为20～200nm，然后在背面二氧化硅(3)的扩散N型区(2)的地方开槽，然后进行轻扩散，在正面形成选择性扩散，在背面形成N型区(2)；
4)在正面和背面分别沉积钝化膜；
5)正面印刷烧结完成之后在背面沉积一层Al作为金属层，其后用激光烧结的方法形成背接触。
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