CN109244184B - 一种双面氧化铝结构的perc双面电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种双面氧化铝结构的PERC双面电池及其制备方法,包括硅片,硅片正面依次形成的二氧化硅层、正面氧化铝膜和减反膜；硅片背面依次形成有背面二氧化硅层、背面氧化铝膜、钝化膜和背电极。本发明的制备方法为：清洗、制绒；磷扩散制备pn结；背面抛光、刻蚀、去PSG；退火氧化；双面镀氧化铝膜；正面减反膜沉积；背面钝化膜沉积；激光开槽；丝网印刷、烧结。本发明克服了目前传统方法由于先沉积SiNx再镀氧化铝层所带来的绕镀问题，并能提高电池的转化效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池领域，特别是涉及一种双面氧化铝结构的PERC太阳能电池及其制备方法。
背景技术
PERC太阳能电池由于跟常规电池生产线切合度高、投入相对较少，效率增益高，目前各家电池生产线逐渐投入PERC取代常规电池，PERC电池氧化铝镀膜目前主要为两种方式：PECVD和ALD，而ALD由于沉积的氧化铝更致密钝化效果更好以及所用TMA耗量少，且设备国产化之后设备成本相对较低使得各家生产商使用ALD的越来越多。
ALD目前有两种方式：一种方法称之为“空间隔离原子层沉积”(Spatial ALD)，其反应物TMA和水使用N2隔绝在一定区域内喷出，硅片在反应区域内来回高速移动，以此在硅片上沉积氧化铝；另一种方法称之为“时间隔离原子层沉积”(Temporal ALD)，其固定硅片位置，在腔体里交替引入TMA和水。由于Spatial ALD维护周期相对于Temporal ALD短以及产出相对低，目前使用Temporal ALD的越来越多。
Temporal ALD方法的特点无法做单面镀膜，采用背靠背插片方式时会有绕镀产生影响外观，为了外观均匀性只能采用单插方式双面沉积氧化铝，对于P型硅片来说正面n结上沉积氧化铝会产生寄生漏电流导致电池转换效率偏低。现有技术有在沉积氧化铝之前先沉积正面SiNx来达到隔绝正面氧化铝对n+层的影响，但此处SiNx会在背面一圈有绕镀SiNx会造成背面氧化铝钝化变弱致使电池转换效率偏低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种双面氧化铝结构的PERC双面电池及其制备方法，其通过改变工艺流程，克服了目前传统方法由于先沉积SiNx再镀氧化铝层所带来的绕镀问题，并能提高电池的转化效率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种双面氧化铝结构的PERC双面电池，包括硅片和设于硅片正面的正电极，所述硅片正面依次设有正面二氧化硅层、正面氧化铝膜和减反膜；所述硅片的背面依次形成有背面二氧化硅层、背面氧化铝膜、钝化膜和背电极；所述正面二氧化硅层厚度大于3nm，而背面二氧化硅层厚度小于3nm。
所述双面氧化铝结构的PERC双面电池的制备方法，包括如下步骤：
1）清洗、制绒；
2）磷扩散制备pn结；
3）背面抛光、刻蚀，去PSG；
4）退火氧化，将硅片以背靠背方式插片送入炉管内，在500-750℃温度下进行退火氧化，控制退火氧化时间，使硅片正面生长的二氧化硅层厚度大于3nm，硅片背面生长的二氧化硅层厚度小于3nm；
5）双面镀氧化铝膜，采用Temporal ALD方式，将硅片单插方式在ALD腔室内，真空条件下周期性通入TMA、N2、H2O双面沉积氧化铝膜；
6）正面减反膜沉积；
7）背面钝化膜沉积；
8）激光开槽；
9）丝网印刷、烧结。
作为本发明的进一步改进：所述正面二氧化硅层厚度控制在大于3nm小于5nm，背面二氧化硅层厚度控制在1-2nm，这样可使最大程度上保证背面氧化铝的场效应，同时又能隔绝氧化铝在正面的场效应。
作为本发明的优选实施例，所述退火氧化时间控制在10-20min。
本发明充分利用氧化铝的场钝化效应在2-3nm范围以内有效这一限定原理，在n+层之上使用大于3nm的材料将氧化铝和n+层隔绝开则会降低氧化铝对n+层的影响；因此本发明经充分研究，改变了原有沉积SiNx来隔绝的思路，在背面抛光清洗后引进退火氧化工艺，并采用背靠背正面朝外插片方式，在硅片表面生长一层二氧化硅层将硅片表面悬挂键钝化，由于采用背靠背插片正面要比背面生长快，当正面二氧化硅层大于3nm既可以起到抗PID作用，并且又可以隔绝氧化铝在正面的场效应。而由于背面二氧化硅生长速率慢，故可控制背面二氧化硅厚度小于3nm，使其对背面氧化铝的场效应产生不明显的隔绝效果，从而不影响背面氧化铝钝化。
本发明只需要在原有工艺基础上将沉积正面SiNx工艺步骤改变成退火氧化即可进行生产，简单、方便。本发明克服了目前传统方法由于先沉积SiNx再镀氧化铝层所带来的绕镀问题，而且使双面氧化铝在双面PERC上的使用达到单面氧化铝同样的效果，并能提高电池的转化效率。
附图说明
图1为本发明的剖视结构图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
本实施例涉及一种双面氧化铝结构的PERC双面电池，包括硅片1和设于硅片正面的正电极5，所述硅片正面依次设有正面二氧化硅层2、正面氧化铝膜3和减反膜4；所述硅片的背面依次形成有背面二氧化硅层6、背面氧化铝膜7、钝化膜8和背电极9；其中正面二氧化硅层厚度为4nm，而背面二氧化硅层厚度为1.5nm。
本实施例涉及的双面氧化铝结构的PERC双面电池制备方法步骤如下：
1）选择P型硅片，其电阻率1Ω·cm；
2）清洗、制绒；
3）磷扩散制备pn结；
4）去PSG清洗，酸或碱进行背面抛光；
5）退火氧化，将硅片以背靠背插片方式送入炉管内700℃进行退火并氧化13min，使在硅片正面生长的层厚度为4nm，背面SiO2层厚度为1.5nm；
6）双面镀氧化铝膜，采用Temporal ALD方式，将硅片单插方式在ALD腔室内，真空条件下周期性通入TMA、N2、H2O双面沉积厚度为4nm的氧化铝膜；
7）正面减反膜沉积，使用PECVD方式依次沉积SiOx、SiNx、SiON形成相互叠加的多层膜，总膜厚在80nm；
8）背面钝化膜沉积，使用PECVD方式沉积SiOx或SiNx形成多层结构，总膜厚为100nm；
9）激光开槽，同时用激光打出对位mark点；
10）丝网印刷、烧结，背面电极印刷、背面铝栅线印刷，正面电极以及栅线印刷，然后高温烧结。
经检测，本发明所生产太阳能电池与其它生产方式的太阳能电池座对比，其形成的电池电性能效果如下：
由此可见，本发明所涉生产工艺能提高电池的转换效率。
本发明中清洗、制绒；磷扩散制备pn结；去PSG清洗，酸或碱进行背面抛光等工序步骤为一般PERC双面电池的生产工艺，本文中进行了省略。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种双面氧化铝结构的PERC双面电池的制备方法，所述PERC双面电池包括硅片和设于硅片正面的正电极，所述硅片正面依次设有正面二氧化硅层、正面氧化铝膜和减反膜；所述硅片的背面依次形成有背面二氧化硅层、背面氧化铝膜、钝化膜和背电极；其特征在于：其制备方法包括如下步骤：
1）清洗、制绒；
2）磷扩散制备pn结；
3）背面抛光、刻蚀，去PSG；
4）退火氧化，将硅片以背靠背方式插片送入炉管内，在500-750℃温度下进行退火氧化，控制退火氧化时间在10-20min，使硅片正面生长的二氧化硅层厚度大于3nm，硅片背面生长的二氧化硅层厚度小于3nm；
5）双面镀氧化铝膜，采用Temporal ALD方式，将硅片单插方式在ALD腔室内，真空条件下周期性通入TMA、N2、H2O双面沉积氧化铝膜；
6）正面减反膜沉积；
7）背面钝化膜沉积；
8）激光开槽；
9）丝网印刷、烧结。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述正面二氧化硅层厚度控制在大于3nm小于5nm，背面二氧化硅层厚度控制在1-2nm。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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