CN109888060A - 一种具有三层钝化层结构的太阳电池及其制备方法 - Google Patents

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尹丙伟
张忠文
吴俊旻
张鹏
杨蕾
余波
王岚
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Abstract

本发明公开了一种具有三层钝化层结构的太阳电池，包括硅基体，所述硅基体正面和背面均依次沉积有二氧化硅层第一钝化层、三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层和富氢的氮化硅第三钝化层；位于所述硅基体背面的富氢的氮化硅第三钝化层上印刷铝层或铝栅线，通过激光刻槽与硅形成欧姆接触，背面设置有背电极；位于所述硅基体正面的富氢的氮化硅第三钝化层上设置有正电极和副栅线。本发明还公开了一种具有三层钝化层结构的太阳电池的制备方法。本发明通过在硅片的正、背表面各生长沉积了一层二氧化硅膜层，很好的增强正背面的钝化效果，同时增强了电池片的抗PID性能，并且可以有效的提升电池效率。

Description

一种具有三层钝化层结构的太阳电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及光伏电池技术领域，具体为一种具有三层钝化层结构的太阳电池及其制备方法。
背景技术
PERC技术具有明显的性能和成本优势，其发电能力以及广阔的应用前景在业内获得普遍认可。作为目前最具性价比的电池技术路线，PERC技术的大规模应用，像一扇蝴蝶翅膀，煽动了整个行业的变化，同时在PERC电池基础上，背面采用铝栅线，该电池背面结构可以吸反射光和散射光，并产生电流，若将双面单晶PERC电池制成双玻组件，有着10％-30％的额外发电量，电池提供效率的同时，抗PID性能弱。
现有技术中，申请号为“200880124779.0”的用于制造具有表面钝化介电双层的太阳能电池的方法以及对应的太阳能电池，以及其余普遍使用的太阳能电池，在使用过程中，从未有在硅基体正面和背面同时生长沉积二氧化硅膜层的结构，使得生产出来的PERC双面电池背面抗PID能力差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有三层钝化层结构的太阳电池及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有三层钝化层结构的太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤S001、制绒：采用单晶硅片经过表面制绒获得绒面结构；
步骤S002、扩散：通入三氯氧磷和硅片进行反应，实现扩散制结；
步骤S003、刻蚀：采用等离子刻蚀将边缘PN结刻蚀去除；
步骤S004、生长第一层钝化层：对硅基体正背面均生长沉积一层二氧化硅层第一钝化层；
步骤S005、生长第二层钝化层：在二氧化硅层第一钝化层上均生长沉积一层三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层；
步骤S006、生长第三层钝化层：在三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层上均生长沉积一层富氢的氮化硅第三钝化层；
步骤S007、激光开槽：对镀膜后的硅片背面激光开槽；
步骤S008、丝网印刷：通过丝网印刷完成背面和正面的印刷，形成铝层或铝栅线、背电极和正电极，然后进行烧结；
步骤S009、LID：通过光衰炉或者电注入炉；
步骤S010、分选包装：最后对硅片进行电池测试分档。
优选的，步骤S004中，在硅基体正背面生长二氧化硅第一钝化层时，采用热氧化法或笑气氧化或臭氧化或硝酸溶液化学法。
优选的，步骤S005中，三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层可以采用PECVD或ALD层或固体靶材经PVD层方法进行生长沉积。
优选的，步骤S006中，富氢的氮化硅第三钝化层可以采用PVD、PECVD 方法层积。
一种具有三层钝化层结构的太阳电池，包括硅基体，所述硅基体正面和背面均依次沉积有二氧化硅层第一钝化层、三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层和富氢的氮化硅第三钝化层；
位于所述硅基体背面的富氢的氮化硅第三钝化层上印刷有铝层或铝栅线，所述铝层或铝栅线通过激光刻槽与硅基体形成欧姆接触连接，铝层或铝栅线背面设置有背电极；
位于所述硅基体正面的富氢的氮化硅第三钝化层上设置有正电极和副栅线，所述正电极与硅基体连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在硅片的正、背表面各生长沉积了一层二氧化硅膜层，配合着在二氧化硅膜层上依次沉积的三氧化二铝层和氮化硅层，很好的增强正背面的钝化效果，同时增强了电池片的抗PID性能，并且可以有效的提升电池效率。
附图说明
图1为本发明的电池结构示意图；
图2为本发明太阳电池的制备方法流程框图。
图中：1硅基体、2二氧化硅层第一钝化层、3三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层、4富氢的氮化硅第三钝化层、5铝层或铝栅线、6背电极、 7正电极。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至2，本发明提供一种技术方案：
一种具有三层钝化层结构的太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤S001、制绒：采用单晶硅片经过表面制绒获得绒面结构；
步骤S002、扩散：通入三氯氧磷和硅片进行反应，实现扩散制结；
步骤S003、刻蚀：采用等离子刻蚀将边缘PN结刻蚀去除；
步骤S004、生长第一层钝化层：对硅基体1正背面均生长沉积一层二氧化硅层第一钝化层2，在硅基体1正背面生长二氧化硅第一钝化层2时，采用热氧化法或臭氧化或硝酸溶液化学法，二氧化硅第一钝化层2通过热氧化、臭氧氧化、笑气氧化、硝酸气氧化等可以形成，功能是钝化晶体硅表面的悬挂键；
步骤S005、生长第二层钝化层：在二氧化硅层第一钝化层2上均生长沉积一层三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层3，三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层3可以采用PECVD或ALD层或固体靶材经PVD层方法进行生长沉积，第二层高致密度的三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层3 用TMA、AlCl3等经ALD、CVD可以淀积形成，或固体靶材经PVD形成，其功能是阻止钝化层里的可动离子在外电场以及温度作用下的移动；
步骤S006、生长第三层钝化层：在三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层3上均生长沉积一层富氢的氮化硅第三钝化层4，第三层富氢的氮化硅第三钝化层4是封盖层和光学减反射功能层，通过CVD，PECVD均可制得；
步骤S007、激光开槽：对镀膜后的硅片背面激光开槽；
步骤S008、丝网印刷：通过丝网印刷完成背面和正面的印刷，形成铝层或铝栅线5、背电极6和正电极7，然后进行烧结；
步骤S009、LID：通过光衰炉或者电注入炉；
步骤S010、分选包装：最后对硅片进行电池测试分档。
一种具有三层钝化层结构的太阳电池，包括硅基体1，硅基体1正面和背面均依次沉积有二氧化硅层第一钝化层2、三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层3和富氢的氮化硅第三钝化层4；
位于硅基体1背面的富氢的氮化硅第三钝化层4上印刷有铝层或铝栅线 5，铝层或铝栅线5通过激光刻槽与硅基体1形成欧姆接触连接，铝层或铝栅线5背面设置有背电极6；
位于硅基体1正面的富氢的氮化硅第三钝化层4上设置有正电极7和副栅线，正电极7与硅基体1连接。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种具有三层钝化层结构的太阳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S001、制绒：采用单晶硅片经过表面制绒获得绒面结构；
步骤S002、扩散：通入三氯氧磷和硅片进行反应，实现扩散制结；
步骤S003、刻蚀：采用等离子刻蚀将边缘PN结刻蚀去除；
步骤S004、生长第一层钝化层：对硅基体(1)正背面均生长沉积一层二氧化硅层第一钝化层(2)；
步骤S005、生长第二层钝化层：在二氧化硅层第一钝化层(2)上均生长沉积一层三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层(3)；
步骤S006、生长第三层钝化层：在三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层(3)上均生长沉积一层富氢的氮化硅第三钝化层(4)；
步骤S007、激光开槽：对镀膜后的硅片背面激光开槽；
步骤S008、丝网印刷：通过丝网印刷完成背面和正面的印刷，形成铝层或铝栅线(5)、背电极(6)和正电极(7)，然后进行烧结；
步骤S009、LID：通过光衰炉或者电注入炉；
步骤S010、分选包装：最后对硅片进行电池测试分档。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S004中，在硅基体(1)正背面生长二氧化硅第一钝化层(2)时，采用热氧化法或笑气氧化或臭氧化或硝酸溶液化学法。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S005中，三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层(3)可以采用PECVD或ALD层或固体靶材经PVD层方法进行生长沉积。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S006中，富氢的氮化硅第三钝化层(4)可以采用PVD、PECVD方法层积。
5.一种根据权利要求1所述的制备方法制备的具有三层钝化层结构的太阳电池，包括硅基体(1)，其特征在于：所述硅基体(1)正面和背面均依次沉积有二氧化硅层第一钝化层(2)、三氧化二铝或含有三氧化二铝的第二钝化层(3)和富氢的氮化硅第三钝化层(4)；
位于所述硅基体(1)背面的富氢的氮化硅第三钝化层(4)上印刷有铝层或铝栅线(5)，所述铝层或铝栅线(5)通过激光刻槽与硅基体(1)形成欧姆接触连接，铝层或铝栅线(5)背面设置有背电极(6)；
位于所述硅基体(1)正面的富氢的氮化硅第三钝化层(4)上设置有正电极(7)和副栅线，所述正电极(7)与硅基体(1)连接。
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