CN103996721A - N型晶体硅双面电池及其制备方法 - Google Patents
N型晶体硅双面电池及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103996721A CN103996721A CN201410209448.4A CN201410209448A CN103996721A CN 103996721 A CN103996721 A CN 103996721A CN 201410209448 A CN201410209448 A CN 201410209448A CN 103996721 A CN103996721 A CN 103996721A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- layer
- silicon substrate
- type silicon
- boron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 96
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 90
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 90
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 85
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 37
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 26
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 19
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 110
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 58
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 58
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 25
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 238000003854 Surface Print Methods 0.000 claims description 14
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 12
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 10
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 6
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 241001025261 Neoraja caerulea Species 0.000 abstract 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 abstract 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/0248—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/0328—Inorganic materials including, apart from doping materials or other impurities, semiconductor materials provided for in two or more of groups H01L31/0272 - H01L31/032
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0216—Coatings
- H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了N型晶体硅双面电池，属于太阳能电池技术领域，包括N型硅衬底、硼掺杂层、电池的正极、氧化铝钝化层、氮化硅减反射层、离子注入磷掺杂层、氮化硅钝化及减反射层、电池的负极；本发明还公开了该电池的制备方法，具体包括1）化学清洗；2）加入硼源；3）下表面注入磷源并退火；4）上表面制备氧化铝钝化层和第一氮化硅减反射层；5）下表面制备第二氮化硅减反射层；6）制备电池的正极和电池的负极；7）烧结。本发明的N型晶体硅双面电池，使得电池稳定性能提高，降低了对短波的吸收，提高了蓝光响应，提高电池的短路电流密度，电池效率得到提升；制备该电池的方法，简化了双面电池的制程，具有很好的实用性。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种N型晶体硅双面电池及其制备方法。
背景技术
双面电池能更加充分的利用太阳光，不仅正面入射的太阳光还有背面的散射光等，提高了电池的发电量，该种电池更适合建筑一体化，以及垂直安装等应用，然而传统的双面电池的制备方法复杂，制备成本高，使得双面电池大规模的走向市场遇到了瓶颈。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种N型晶体硅双面电池，使得电池的稳定性能提高，同时降低了对短波的吸收，提高了蓝光响应，提高了电池的短路电流密度，提升了电池效率；本发明的另一目的在于提供两种制备该电池的方法，不仅简化了双面电池的制作过程，避免了原有的多次扩散和掩膜过程，而且保证了电池优异的品质。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
N型晶体硅双面电池，包括N型硅衬底、硼掺杂层、电池的正极、氧化铝钝化层、氮化硅减反射层、离子注入磷掺杂层、氮化硅钝化及减反射层、电池的负极，在N型硅衬底的上下表面分别设置了电池的正极和电池的负极，在电池的正极的下方设置硼掺杂层；在N型硅衬底的上表面设有氧化铝钝化层，在氧化铝钝化层的表面设有第一氮化硅减反射层；在N型硅衬底的下表面设有离子注入磷掺杂层，在离子注入磷掺杂层的表面设有第二氮化硅减反射层。
制备所述的N型晶体硅双面电池的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)化学清洗
对N型硅衬底的表面绒面采用稀得氢氧化钠或氢氧化钾溶液在衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构，随后用稀释的盐酸和氢氟酸进行清洗，得到化学清洗过的N型硅衬底；
2)加入硼源，采用方法一或者方法二来进行：
方法一、上表面印刷硼掺杂层
在化学清洗过的N型硅衬底的上表面印刷硼掺杂层，该印刷硼掺杂层的形状与电池的正极的截面形状吻合，印刷后在400℃的烘干炉中烘干，得到具备硼源的N型硅衬底；
方法二、上表面注入硼源并退火
在化学清洗过的N型硅衬底的上表面注入硼源，在离子束能量6～20kev情况下，离子注入量1×14cm-2～9×15cm-2，退火后目标方阻为40～120Ω/□，得到具备硼源的N型硅衬底；
3)下表面注入磷源并退火
在具备硼源的N型硅衬底的下表面注入磷源，在离子束能量8～15kev情况下，离子注入量1×15cm-2～7×15cm-2，然后将注入磷源的N型硅衬底放入退火炉中，在800～1000℃的温度范围内退火，退火后目标方阻为40～120Ω/□，使硼扩散倒硅片机体中，形成局部的PN节，激活离子注入的磷源，并对离子注入时损伤的硅表面进行修复，让注入的磷源形成背场，得到注入磷源的N型硅衬底；
4)上表面制备氧化铝钝化层和第一氮化硅减反射层
在400℃下，在注入磷源的N型硅衬底的上表面采用原子沉积或者等离子化学气相沉积三氧化二铝，形成氧化铝钝化层；
在氧化铝钝化层的表面采用等离子化学气相沉积厚度为的第一氮化硅减反射层；
5)下表面制备第二氮化硅减反射层
在注入磷源的N型硅衬底的下表面采用等离子化学气相沉积厚度为的第二氮化硅减反射层；
6)制备电池的正极和电池的负极
采用印刷的方法在电池的上表面印刷硼掺杂层的上方印刷银铝浆，形成电池的正极；采用印刷的方法在电池的下表面印刷银浆，形成电池的负极；
7)烧结
在700～900℃的温度下，将步骤6)得到的电池在烧结炉中进行烧结，让电池和硅形成欧姆接触，即得到电池成品。
所述的N型硅衬底为电阻率在0.3Ω·cm～10Ω·cm之间的N型硅衬底。
步骤4)中所述的氧化铝钝化层的厚度为5～20nm，并带有5×102cm-2～3×103cm-2的固定负电荷。
步骤4)中，所述的第一氮化硅减反射层的厚度为65～75nm；步骤5)中，所述的第二氮化硅减反射层的厚度为73～86nm。
发明原理：本发明通过在N型硅衬底上表面局部重扩硼，形成一个局域的PN结，在N型衬底的上面制备有Al2O3，该Al2O3带有固定负电荷，并在Al2O3的下面的N型硅中诱导出P+的反型层；Al2O3的上面沉积有氮化硅减反射层电池背面有重掺的磷，形成背场，背场采用SiNx钝化电池的双面都可以受光发电，电极分布电池的两面。
有益效果：与现有技术相比，本发明的N型晶体硅双面电池，由于没有硼掺杂的影响，使得电池稳定性能提高，同时降低了对短波的吸收，提高了蓝光响应，提高电池的短路电流密度，电池效率得到提升；制备该电池的方法，利用Al2O3带有固定负电荷，在N型衬底的前表面诱导出一个P型反型层，提供前电场，替代了原有的PN节，简化了双面电池的制程，具有很好的实用性。
附图说明
附图1N型晶体硅双面电池结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，N型晶体硅双面电池，包括N型硅衬底1、硼掺杂层2、电池的正极3、氧化铝钝化层4、氮化硅减反射层5、离子注入磷掺杂层6、氮化硅钝化及减反射层7、电池的负极8，在N型硅衬底1的上下表面分别设置了电池的正极3和电池的负极8，在电池的正极3的下方设置硼掺杂层2；在N型硅衬底1的上表面设有氧化铝钝化层4，在氧化铝钝化层4的表面设有第一氮化硅减反射层5；在N型硅衬底1的下表面设有离子注入磷掺杂层6，在离子注入磷掺杂层6的表面设有第二氮化硅减反射层7。
其中，N型硅衬底1的电阻率在0.3Ω·cm到10Ω·cm之间。氧化铝钝化层4的厚度在5～20nm，并带有5×102cm-2～3×103cm-2的固定负电荷。第一氮化硅减反射层5的厚度为65～75nm，第二氮化硅减反射层7的厚度为73～86nm。
实施例1
制备N型晶体硅双面电池的方法，包括以下步骤：
1)化学清洗
对电阻率为0.3Ω·cm的N型硅衬底的表面绒面采用稀得氢氧化钠或氢氧化钾溶液在衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构，随后用稀释的盐酸和氢氟酸进行清洗，得到化学清洗过的N型硅衬底；
2)上表面印刷硼掺杂层
在化学清洗过的N型硅衬底的上表面印刷硼掺杂层，该印刷硼掺杂层的形状与电池的正极的截面形状吻合，印刷后在400℃的烘干炉中烘干，得到具备硼源的N型硅衬底；
3)下表面注入磷源并退火
在具备硼源的N型硅衬底的下表面注入磷源，在离子束能量8kev情况下，离子注入量1×15cm-2，然后将注入磷源的N型硅衬底放入退火炉中，在800℃的温度范围内退火，退火后目标方阻为40Ω/□，使硼扩散倒硅片机体中，形成局部的PN节，激活离子注入的磷源，并对离子注入时损伤的硅表面进行修复，让注入的磷源形成背场，得到注入磷源的N型硅衬底；
4)上表面制备氧化铝钝化层和第一氮化硅减反射层
在400℃下，在注入磷源的N型硅衬底的上表面采用原子沉积或者等离子化学气相沉积厚度为5nm的三氧化二铝，三氧化二铝所带的负电荷是在5×1012cm-2，形成氧化铝钝化层；
在氧化铝钝化层的表面采用等离子化学气相沉积厚度为65nm的第一氮化硅减反射层；
5)下表面制备第二氮化硅减反射层
在注入磷源的N型硅衬底的下表面采用等离子化学气相沉积厚度为73nm的第二氮化硅减反射层；
6)制备电池的正极和电池的负极
采用印刷的方法在电池的上表面印刷硼掺杂层的上方印刷银铝浆，形成电池的正极；采用印刷的方法在电池的下表面印刷银浆，形成电池的负极；
7)烧结
在700℃的温度下，将步骤6)得到的电池在烧结炉中进行烧结，让电池和硅形成欧姆接触，即得到电池成品。
实施例2
制备N型晶体硅双面电池的方法，包括以下步骤：
1)化学清洗
对电阻率为10Ω·cm的N型硅衬底的表面绒面采用稀得氢氧化钠或氢氧化钾溶液在衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构，随后用稀释的盐酸和氢氟酸进行清洗，得到化学清洗过的N型硅衬底；
2)上表面印刷硼掺杂层
在化学清洗过的N型硅衬底的上表面印刷硼掺杂层，该印刷硼掺杂层的形状与电池的正极的截面形状吻合，印刷后在400℃的烘干炉中烘干，得到具备硼源的N型硅衬底；
3)下表面注入磷源并退火
在具备硼源的N型硅衬底的下表面注入磷源，在离子束能量15kev情况下，离子注入量7×15cm-2，然后将注入磷源的N型硅衬底放入退火炉中，在1000℃的温度范围内退火，退火后目标方阻为120Ω/□，使硼扩散倒硅片机体中，形成局部的PN节，激活离子注入的磷源，并对离子注入时损伤的硅表面进行修复，让注入的磷源形成背场，得到注入磷源的N型硅衬底；
4)上表面制备氧化铝钝化层和第一氮化硅减反射层
在400℃下，在注入磷源的N型硅衬底的上表面采用原子沉积或者等离子化学气相沉积厚度为20nm的三氧化二铝，三氧化二铝所带的负电荷是在5×1013cm-2，形成氧化铝钝化层；
在氧化铝钝化层的表面采用等离子化学气相沉积厚度为75nm的第一氮化硅减反射层；
5)下表面制备第二氮化硅减反射层
在注入磷源的N型硅衬底的下表面采用等离子化学气相沉积厚度为86nm的第二氮化硅减反射层；
6)制备电池的正极和电池的负极
采用印刷的方法在电池的上表面印刷硼掺杂层的上方印刷银铝浆，形成电池的正极；采用印刷的方法在电池的下表面印刷银浆，形成电池的负极；
7)烧结
在900℃的温度下，将步骤6)得到的电池在烧结炉中进行烧结，让电池和硅形成欧姆接触，即得到电池成品。
实施例3
制备N型晶体硅双面电池的方法，包括以下步骤：
1)化学清洗
对电阻率为0.3Ω·cm的N型硅衬底的表面绒面采用稀得氢氧化钠或氢氧化钾溶液在衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构，随后用稀释的盐酸和氢氟酸进行清洗，得到化学清洗过的N型硅衬底；
2)上表面注入硼源
在化学清洗过的N型硅衬底的上表面注入硼源，在离子束能量6kev情况下，离子注入量1×14cm-2，退火后目标方阻为40Ω/□，得到具备硼源的N型硅衬底；
3)下表面注入磷源并退火
在具备硼源的N型硅衬底的下表面注入磷源，在离子束能量8kev情况下，离子注入量1×15cm-2，然后将注入磷源的N型硅衬底放入退火炉中，在800℃的温度范围内退火，退火后目标方阻为40Ω/□，使硼扩散倒硅片机体中，形成局部的PN节，激活离子注入的磷源，并对离子注入时损伤的硅表面进行修复，让注入的磷源形成背场，得到注入磷源的N型硅衬底；
4)上表面制备氧化铝钝化层和第一氮化硅减反射层
在400℃下，在注入磷源的N型硅衬底的上表面采用原子沉积或者等离子化学气相沉积厚度为5nm的三氧化二铝，三氧化二铝所带的负电荷是在5×1012cm-2，形成氧化铝钝化层；
在氧化铝钝化层的表面采用等离子化学气相沉积厚度为65nm的第一氮化硅减反射层；
5)下表面制备第二氮化硅减反射层
在注入磷源的N型硅衬底的下表面采用等离子化学气相沉积厚度为73nm的第二氮化硅减反射层；
6)制备电池的正极和电池的负极
采用印刷的方法在电池的上表面印刷硼掺杂层的上方印刷银铝浆，形成电池的正极；采用印刷的方法在电池的下表面印刷银浆，形成电池的负极；
7)烧结
在700℃的温度下，将步骤6)得到的电池在烧结炉中进行烧结，让电池和硅形成欧姆接触，即得到电池成品。
实施例4
制备N型晶体硅双面电池的方法，包括以下步骤：
1)化学清洗
对电阻率为10Ω·cm的N型硅衬底的表面绒面采用稀得氢氧化钠或氢氧化钾溶液在衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构，随后用稀释的盐酸和氢氟酸进行清洗，得到化学清洗过的N型硅衬底；
2)上表面注入硼源
在化学清洗过的N型硅衬底的上表面注入硼源，在离子束能量20kev情况下，离子注入量9×15cm-2，退火后目标方阻为120Ω/□，得到具备硼源的N型硅衬底；
3)下表面注入磷源并退火
在具备硼源的N型硅衬底的下表面注入磷源，在离子束能量15kev情况下，离子注入量7×15cm-2，然后将注入磷源的N型硅衬底放入退火炉中，在1000℃的温度范围内退火，退火后目标方阻为120Ω/□，使硼扩散倒硅片机体中，形成局部的PN节，激活离子注入的磷源，并对离子注入时损伤的硅表面进行修复，让注入的磷源形成背场，得到注入磷源的N型硅衬底；
4)上表面制备氧化铝钝化层和第一氮化硅减反射层
在400℃下，在注入磷源的N型硅衬底的上表面采用原子沉积或者等离子化学气相沉积厚度为20nm的三氧化二铝，三氧化二铝所带的负电荷是在5×1013cm-2，形成氧化铝钝化层；
在氧化铝钝化层的表面采用等离子化学气相沉积厚度为75nm的第一氮化硅减反射层；
5)下表面制备第二氮化硅减反射层
在注入磷源的N型硅衬底的下表面采用等离子化学气相沉积厚度为86nm的第二氮化硅减反射层；
6)制备电池的正极和电池的负极
采用印刷的方法在电池的上表面印刷硼掺杂层的上方印刷银铝浆，形成电池的正极；采用印刷的方法在电池的下表面印刷银浆，形成电池的负极；
7)烧结
在900℃的温度下，将步骤6)得到的电池在烧结炉中进行烧结，让电池和硅形成欧姆接触，即得到电池成品。
实施例5
按照实施例1～4，对电池成品进行品质测定，得到表1如下：
表1电池品质测定
| 350nm处外量子效率(％) | 电池电流密度(mA/cm2) | |
| 实施例1 | 85 | 41.5 |
| 实施例2 | 88 | 42 |
| 实施例3 | 86 | 41.6 |
| 实施例4 | 90 | 42.5 |
由于PN节采用Al2O3诱导的反型层实现，降低了表面复合，电池在350nm处的波长响应比传统电池提高21％～28％，同时由于双面可受光发电，电流密度比传统电池提高10～12％。
Claims (5)
1.N型晶体硅双面电池，其特征在于：包括N型硅衬底（1）、硼掺杂层（2）、电池的正极（3）、氧化铝钝化层（4）、氮化硅减反射层（5）、离子注入磷掺杂层（6）、氮化硅钝化及减反射层（7）、电池的负极（8），在N型硅衬底（1）的上下表面分别设置了电池的正极（3）和电池的负极（8），在电池的正极（3）的下方设置硼掺杂层（2）；在N型硅衬底（1）的上表面设有氧化铝钝化层（4），在氧化铝钝化层（4）的表面设有第一氮化硅减反射层（5）；在N型硅衬底（1）的下表面设有离子注入磷掺杂层（6），在离子注入磷掺杂层（6）的表面设有第二氮化硅减反射层（7）。
2.制备权利要求1所述的N型晶体硅双面电池的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）化学清洗
对N型硅衬底的表面绒面采用稀得氢氧化钠或氢氧化钾溶液在衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构，随后用稀释的盐酸和氢氟酸进行清洗，得到化学清洗过的N型硅衬底；
2）加入硼源，采用方法一或者方法二来进行：
方法一、上表面印刷硼掺杂层
在化学清洗过的N型硅衬底的上表面印刷硼掺杂层，该印刷硼掺杂层的形状与电池的正极的截面形状吻合，印刷后在400℃的烘干炉中烘干，得到具备硼源的N型硅衬底；
方法二、上表面注入硼源并退火
在化学清洗过的N型硅衬底的上表面注入硼源，在离子束能量6~20kev情况下，离子注入量1×14cm-2~9×15 cm-2，退火后目标方阻为40~120 Ω/□，得到具备硼源的N型硅衬底；
3）下表面注入磷源并退火
在具备硼源的N型硅衬底的下表面注入磷源，在离子束能量8~15kev情况下，离子注入量1×15 cm-2~ 7×15 cm-2，然后将注入磷源的N型硅衬底放入退火炉中，在800~1000℃的温度范围内退火，退火后目标方阻为40~120 Ω/□，使硼扩散倒硅片机体中，形成局部的PN节，激活离子注入的磷源，并对离子注入时损伤的硅表面进行修复，让注入的磷源形成背场，得到注入磷源的N型硅衬底；
4）上表面制备氧化铝钝化层和第一氮化硅减反射层
在400℃下，在注入磷源的N型硅衬底的上表面采用原子沉积或者等离子化学气相沉积三氧化二铝，形成氧化铝钝化层；
在氧化铝钝化层的表面采用等离子化学气相沉积厚度为的第一氮化硅减反射层；
5）下表面制备第二氮化硅减反射层
在注入磷源的N型硅衬底的下表面采用等离子化学气相沉积厚度为的第二氮化硅减反射层；
6）制备电池的正极和电池的负极
采用印刷的方法在电池的上表面印刷硼掺杂层的上方印刷银铝浆，形成电池的正极；采用印刷的方法在电池的下表面印刷银浆，形成电池的负极；
7）烧结
在700~900℃的温度下，将步骤6）得到的电池在烧结炉中进行烧结，让电池和硅形成欧姆接触，即得到电池成品。
3.根据权利要求2所述的N型晶体硅双面电池，其特征在于：所述的N型硅衬底为电阻率在0.3 Ω⋅cm ~10 Ω⋅cm 之间的N型硅衬底。
4.根据权利要求2所述的N型晶体硅双面电池，其特征在于：步骤4）中所述的氧化铝钝化层的厚度为5~20nm，并带有5×102 cm-2 ~3×103cm-2的固定负电荷。
5.根据权利要求2所述的N型晶体硅双面电池，其特征在于：步骤4）中，所述的第一氮化硅减反射层的厚度为65~75nm；步骤5）中，所述的第二氮化硅减反射层的厚度为73~86nm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410209448.4A CN103996721A (zh) | 2014-05-16 | 2014-05-16 | N型晶体硅双面电池及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410209448.4A CN103996721A (zh) | 2014-05-16 | 2014-05-16 | N型晶体硅双面电池及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103996721A true CN103996721A (zh) | 2014-08-20 |
Family
ID=51310822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410209448.4A Pending CN103996721A (zh) | 2014-05-16 | 2014-05-16 | N型晶体硅双面电池及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103996721A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104538501A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-04-22 | 中利腾晖光伏科技有限公司 | N型双面电池及其制作方法 |
| CN105609594A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-05-25 | 中利腾晖光伏科技有限公司 | N型双面太阳能电池的制备方法 |
| JP2018147910A (ja) * | 2017-03-01 | 2018-09-20 | 信越化学工業株式会社 | 高効率太陽電池及びその製造方法 |
| CN109671790A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-23 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种n型双面太阳能电池及其制备方法 |
| CN110137309A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-16 | 通威太阳能（成都）有限公司 | 一种提升双面电池背面抗pid性能的方法 |
| CN110350051A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-18 | 通威太阳能（成都）有限公司 | 一种含氮化合物晶硅叠瓦双面太阳电池及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102403369A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-04-04 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | 一种用于太阳能电池的钝化介质膜 |
| CN102044574B (zh) * | 2010-11-30 | 2012-08-08 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种n型单晶硅衬底pn结反型层电池及其制造方法 |
| CN103337558A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-10-02 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种n型晶体硅双面光伏电池的制备方法 |
| CN203839387U (zh) * | 2014-05-16 | 2014-09-17 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | N型晶体硅双面电池 |
-
2014
- 2014-05-16 CN CN201410209448.4A patent/CN103996721A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102044574B (zh) * | 2010-11-30 | 2012-08-08 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种n型单晶硅衬底pn结反型层电池及其制造方法 |
| CN102403369A (zh) * | 2011-10-31 | 2012-04-04 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | 一种用于太阳能电池的钝化介质膜 |
| CN103337558A (zh) * | 2013-06-14 | 2013-10-02 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种n型晶体硅双面光伏电池的制备方法 |
| CN203839387U (zh) * | 2014-05-16 | 2014-09-17 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | N型晶体硅双面电池 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104538501A (zh) * | 2015-01-15 | 2015-04-22 | 中利腾晖光伏科技有限公司 | N型双面电池及其制作方法 |
| EP3246954A4 (en) * | 2015-01-15 | 2018-08-29 | Suzhou Talesun Solar Technologies Co., LTD. | N-type double-sided battery and manufacturing method therefor |
| CN105609594A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-05-25 | 中利腾晖光伏科技有限公司 | N型双面太阳能电池的制备方法 |
| CN105609594B (zh) * | 2016-03-22 | 2017-08-15 | 中利腾晖光伏科技有限公司 | N型双面太阳能电池的制备方法 |
| JP2018147910A (ja) * | 2017-03-01 | 2018-09-20 | 信越化学工業株式会社 | 高効率太陽電池及びその製造方法 |
| CN109671790A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-04-23 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种n型双面太阳能电池及其制备方法 |
| CN110137309A (zh) * | 2019-05-23 | 2019-08-16 | 通威太阳能（成都）有限公司 | 一种提升双面电池背面抗pid性能的方法 |
| CN110350051A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-10-18 | 通威太阳能（成都）有限公司 | 一种含氮化合物晶硅叠瓦双面太阳电池及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103996721A (zh) | N型晶体硅双面电池及其制备方法 | |
| CN102544195B (zh) | 太阳能电池及其制作方法 | |
| CN105489671A (zh) | 一种n型双面太阳能电池及其制备方法 | |
| CN102637767B (zh) | 太阳能电池的制作方法以及太阳能电池 | |
| Wang et al. | Laser-doped metal-plated bifacial silicon solar cells | |
| CN108039374A (zh) | n型双面太阳电池的制备方法 | |
| Yin et al. | 19.6% cast mono-MWT solar cells and 268 W modules | |
| KR101612133B1 (ko) | Ｍｗｔ형 태양전지 및 그 제조방법 | |
| CN111477720A (zh) | 一种钝化接触的n型背结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN103646992A (zh) | 一种p型晶体硅双面电池的制备方法 | |
| CN112117334A (zh) | 选择性发射极的制备方法及太阳能电池的制备方法 | |
| TWI390755B (zh) | 太陽能電池的製造方法 | |
| CN104362219B (zh) | 一种晶体硅太阳能电池制造工艺 | |
| CN103137448A (zh) | 掺杂方法、pn结构、太阳能电池及其制作方法 | |
| CN203839387U (zh) | N型晶体硅双面电池 | |
| Wang et al. | Selective nano-emitter fabricated by silver assisted chemical etch-back for multicrystalline solar cells | |
| CN103618025B (zh) | 一种晶体硅背结太阳能电池制备方法 | |
| CN103811582A (zh) | 离子注入制作超低表面掺杂浓度的低方阻硅太阳电池方法 | |
| CN103943693B (zh) | 一种p型硅衬底背面接触式太阳电池结构的制备方法 | |
| CN103337558B (zh) | 一种n型晶体硅双面光伏电池的制备方法 | |
| CN106653923A (zh) | 一种适合薄片化的n型pert双面电池结构及其制备方法 | |
| TWI415272B (zh) | 太陽能電池背面點接觸的製造方法 | |
| US8445311B2 (en) | Method of fabricating a differential doped solar cell | |
| CN104009121A (zh) | P型晶体硅双面刻槽埋栅电池制备方法 | |
| CN103646991A (zh) | P型晶体硅双面电池的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140820 |