CN110098284A - 一种n型选择性发射极太阳能电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种N型选择性发射极太阳能电池的制造方法，该制造方法包括：提供N型衬底，并在该N型衬底的表面形成绒面结构；对N型衬底的正面进行扩散以形成P++扩散层；去除N型衬底非电极区域内一定厚度的P++扩散层，以在N型衬底的电极区域内形成P++掺杂区以及在非电极区域内形成P+掺杂区；在N型衬底的背面形成N++掺杂层；在N型衬底的正面从下至上形成钝化层和第一减反射层、以及在N型衬底的背面形成第二减反射层；在N型衬底的正面和背面分别形成正面电极和背面电极，其中，正面电极透过第一减反射层和钝化层与P++掺杂区形成欧姆接触，背面电极透过第二减反射层与N++掺杂层形成欧姆接触。本发明还提供了一种N型选择性发射极太阳能电池。

Description

一种N型选择性发射极太阳能电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，尤其涉及一种N型选择性发射极太阳能电池及其制造方法。
背景技术
现有技术中，用于形成太阳能电池的衬底主要包括N型和P型。其中，由于N型衬底比P型衬底具有更长的少子寿命，因此N型衬底的光衰减性能更为稳定。相应地，基于N型衬底所形成太阳能电池(即N型太阳能电池)与基于P型衬底所形成的太阳能电池(即P型太阳能电池)相比具有更大的优势。此外，选择性发射极太阳能电池相较于常规太阳能电池来说，可以更进一步提升电池效率。基于此，越来越多的太阳能电池厂商开始对N型选择性发射极太阳能电池进行研究。
请参考图1，图1是现有技术中N型选择性发射极太阳能电池的剖面结构示意图。如图所示，现有的N型选择性发射极太阳能电池从上至下依次包括正面电极106、正面减反射层103、钝化层102、选择性发射极、N型衬底100、N++掺杂层104、背面减反射层105以及背面电极107。选择性发射极进一步包括P++掺杂区101b和P+掺杂区101a，其中，P++掺杂区101b和P+掺杂区101a中的掺杂通常均为硼掺杂，P++掺杂区101b的方阻低于P+掺杂区101a的方阻。P++掺杂区分布在正面电极106的下方，P+掺杂区101a分布在P++掺杂区101b之间。P++掺杂区101b和P+掺杂区101a的扩散结深相同、且P++掺杂区101b的上表面和P+掺杂区101a的上表面齐平。正面电极106透过正面减反射层103和钝化层102与P++掺杂区101b形成欧姆接触，背面电极107透过背面减反射层105与N++掺杂层104形成欧姆接触。
上述N型选择性发射极太阳能电池其选择性发射极主要通过硼浆印刷或激光掺杂的方式形成。
硼浆掺杂方式的实现过程如下：首先在N型衬底的正面进行硼扩散，然后在N型衬底正面与正面电极相对应的区域内印刷含硼的浆料，接着经过高温退火和硼浆清洗，如此一来，在N型衬底正面与正面电极相对应的区域内形成P++掺杂区、以及在N型衬底正面的其他区域内形成P+掺杂区。这种方式所形成的N型选择性发射极太阳能电池的缺陷在于：(1)硼浆价格昂贵导致所形成的N型选择性发射极太阳能电池的成本也相对昂贵；(2)需要配备退火设备，进一步增加N型选择性发射极太阳能电池的成本；(3)硼浆掺杂方式容易对电池造成污染进而影响N型选择性发射极太阳能电池的性能。也就是说，采用硼浆印刷方式所形成的N型选择性发射极太阳能电池存在成本较高、性能不佳的问题。
激光掺杂方式的实现过程如下：首先在N型衬底的正面进行硼扩散，硼扩散后在N型衬底的正面形成硼硅玻璃，然后以硼硅玻璃为掺杂源利用激光对N型衬底正面与正面电极相对应的区域进行扫描，激光束的高能量密度使硼硅玻璃瞬间熔化，其中的硼原子快速扩散进入N型衬底，如此一来，在N型衬底正面与正面电极相对应的区域内形成P++掺杂区、以及在N型衬底正面的其他区域内形成P+掺杂区。这种方式所形成的N型选择性发射极太阳能电池的缺陷在于：(1)由于激光掺杂在硼掺杂方面技术难度大，因此导致采用激光掺杂方式所形成的N型选择性发射极太阳能电池的制造难度大；(2)采用激光掺杂所形成的P++掺杂区和P+掺杂区的方阻差异较小，通常情况下，采用激光掺杂所形成的P++掺杂区的方阻为120Ω/□至140Ω/□、P+掺杂区101a的方阻为110Ω/□至130Ω/□，P++掺杂区和P+掺杂区的方阻差异较小导致相对于常规N型太阳能电池来说N型选择性发射极太阳能电池的效率提升较小。也就是说，采用激光掺杂方式所形成的N型选择性发射极太阳能电池存在制造难度大、效率提升小的问题。
发明内容
为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种N型选择性发射极太阳能电池的制造方法，该制造方法包括：
提供N型衬底，并在该N型衬底的表面形成绒面结构；
对所述N型衬底的正面进行扩散以形成P++扩散层；
去除所述N型衬底非电极区域内一定厚度的所述P++扩散层，以在所述N型衬底的电极区域内形成P++掺杂区以及在所述非电极区域内形成P+掺杂区；
在所述N型衬底的背面形成N++掺杂层；
在所述N型衬底的正面从下至上形成钝化层和第一减反射层、以及在所述N型衬底的背面形成第二减反射层；
在所述N型衬底的正面和背面分别形成正面电极和背面电极，其中，所述正面电极透过所述第一减反射层和所述钝化层与所述P++掺杂区形成欧姆接触，所述背面电极透过所述第二减反射层与所述N++掺杂层形成欧姆接触。
根据本发明的一个方面，该制造方法中，对所述N型衬底的正面进行扩散以形成P++扩散层包括：利用P型扩散源对所述N型衬底的正面进行第一扩散，其中，扩散炉中所述P型扩散源的流量为50sccm至80sccm、氧气流量为150sccm至240sccm、氮气流量为15slm至20slm、压力为常压，所述第一扩散的温度范围是890℃至910℃，所述第一扩散的时长范围是8min至15min；按照预定的升温速率将所述扩散炉中的温度升高至第二扩散的温度，其中，所述扩散炉中的氮气流量为15slm至20slm、压力为常压，所述第二扩散的温度范围是920℃至950℃；利用P型扩散源对所述N型衬底的正面进行所述第二扩散，其中，扩散炉中所述P型扩散源的流量为50sccm至80sccm、氧气流量为200sccm至300sccm、氮气流量为15slm至20slm、压力为常压，所述第二扩散的时长范围是20min至30min；按照预定的降温速率将所述扩散炉中的温度减低至出舟操作的温度、并对所述N型衬底进行推进操作以在所述N型衬底的正面形成P++扩散层，其中，所述扩散炉中的氧气流量为1slm至2slm、氮气流量为15slm至18slm、压力为常压，所述出舟操作的温度范围是780℃至800℃，所述推进操作的时长范围是40min至60min。
根据本发明的又一个方面，该制造方法中，去除所述N型衬底非电极区域内一定厚度的所述P++扩散层、以在所述N型衬底的电极区域内形成P++掺杂区以及在所述非电极区域内形成P+掺杂区包括：利用丝网印刷的方式在所述N型衬底的电极区域内印刷保护性浆料；利用腐蚀溶液对所述非电极区域内的所述P++扩散层进行刻蚀，刻蚀过程中测量刻蚀区域的方阻直至其满足预定值时停止刻蚀，以在所述N型衬底的所述非电极区域内形成P+掺杂区以及在所述N型衬底的所述电极区域内形成P++掺杂区；去除所述保护性浆料层。
根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述P++掺杂区的结深范围是0.6μm至0.8μm。
根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述P++掺杂区的方块电阻的范围是30Ω/□至50Ω/□，所述P+掺杂区的方块电阻的范围是110Ω/□至150Ω/□。
根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述P++掺杂区的图形宽度范围是150μm至250μm。
根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述腐蚀溶液包括氢氟酸、硝酸和水，其中，所述氢氟酸、所述硝酸、所述水三者的体积比是5:1:20。
根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述N++掺杂层的方块电阻的范围是50Ω/□至70Ω/□。
根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述钝化层的材料是氧化铝，所述钝化层的厚度是6nm至20nm。
根据本发明的又一个方面，该制造方法中，所述第一减反射层和第二减反射层的材料均为氮化硅，其中，所述第一减反射层的厚度为75nm至85nm、折射率为1.98至2.08，所述第二减反射层的厚度是80nm至90nm、折射率为2至2.1。
相应地，本发明还提供了一种N型选择性发射极太阳能电池，其中，该N型选择性发射极太阳能电池从上至下依次包括：
正面电极、第一减反射层、钝化层、选择性发射极、N型衬底、N++掺杂层、第二减反射层以及背面电极；
所述选择性发射极包括间隔设置的P++掺杂区和P+掺杂区，其中，所述P++掺杂区位于所述正面电极的下方，所述P++掺杂区和所述N型衬底之间的交界面与所述P+掺杂区和所述N型衬底之间的交界面齐平，所述P++掺杂区的上表面高于所述P+掺杂区的上表面；
所述正面电极透过所述第一减反射层和所述钝化层与所述P++掺杂区形成欧姆接触；
所述背面电极透过所述第二减反射层与所述N++掺杂层形成欧姆接触。
根据本发明的一个方面，在该N型选择性发射极太阳能电池中，所述P++掺杂区的扩散结深是0.6μm至0.8μm。
根据本发明的另一个方面，在该N型选择性发射极太阳能电池中，所述P++掺杂区的方阻是30Ω/□至50Ω/□，所述P+掺杂区的方阻是110Ω/□至150Ω/□。
根据本发明的又一个方面，在该N型选择性发射极太阳能电池中，所述P++掺杂区的宽度是150μm至250μm。
根据本发明的又一个方面，在该N型选择性发射极太阳能电池中，所述N++掺杂层的方阻是50Ω/□至70Ω/□。
根据本发明的又一个方面，在该N型选择性发射极太阳能电池中，所述钝化层的材料是氧化铝，所述钝化层的厚度是6nm至20nm。
根据本发明的又一个方面，在该N型选择性发射极太阳能电池中，所述第一减反射层和第二减反射层的材料均为氮化硅，其中，所述第一减反射层的厚度为75nm至85nm、折射率为1.98至2.08，所述第二减反射层的厚度是80nm至90nm、折射率为2至2.1。
本发明所提供的N型选择性发射极太阳能电池的制造方法通过首先在N型衬底的整个正面进行扩散然后刻蚀特定区域的方式形成选择性发射极(包括P++掺杂区和P+掺杂区)。相较于现有技术中利用硼浆印刷的方式形成选择性发射极的方式来说，由于本发明所提供的制造方法在对N型衬底的首次扩散之后无需在N型衬底与正面电极相对应的区域内印刷含硼浆料、也无需进一步高温退火，因此，一方面可以有效地节约硼浆使用量也无需额外配备退火设备、从而有效地降低了电池的制造成本，另一方面可以有效地避免硼掺杂方式对太阳能电池造成的污染。相较于现有技术中利用激光掺杂的方式形成选择性发射极的方式来说，由于本发明所提供的制造方法在对N型衬底的首次扩散之后通过刻蚀即可形成P++掺杂区和P+掺杂区，因此，一方面工艺简单，另一方面易于控制P++掺杂区和P+掺杂区之间的方阻差异，从而得到方阻差异较大的P++掺杂区和P+掺杂区，进而提高太阳能电池的效率。也就是说，本发明所提供的N型选择性发射极太阳能电池的制造方法易于实现、成本低廉、且利于提升太阳能电池的效率以及性能。相应地，利用本发明所提供的制造方法得到的N型选择性发射极太阳能电池(即本发明所提供的N型选择性发射极太阳能电池)具有易于制造、成本低廉、效率提升大、性能佳的特性。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是现有技术中N型选择性发射极太阳能电池的剖面结构示意图；
图2是根据本发明的一个具体实施例的N型选择性发射极太阳能电池的制造方法流程图；
图3(a)至图3(h)是按照图2所示方法制造N型选择性发射极太阳能电池的过程中各阶段的剖面结构示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
为了更好地理解和阐释本发明，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
本发明提供了一种N型选择性发射极太阳能电池的制造方法。请参考图2，图2是根据本发明的一个具体实施例的N型选择性发射极太阳能电池的制造方法流程图。如图所示，该制造方法包括：
在步骤S101中，提供N型衬底，并在该N型衬底的表面形成绒面结构；
在步骤S102中，对所述N型衬底的正面进行扩散以形成P++扩散层；
在步骤S103中，去除所述N型衬底非电极区域内一定厚度的所述P++扩散层，以在所述N型衬底的电极区域内形成P++掺杂区以及在所述非电极区域内形成P+掺杂区；
在步骤S104中，在所述N型衬底的背面形成N++掺杂层；
在步骤S105中，在所述N型衬底的正面从下至上形成钝化层和第一减反射层、以及在所述N型衬底的背面形成第二减反射层；
在步骤S106中，在所述N型衬底的正面和背面分别形成正面电极和背面电极，其中，所述正面电极透过所述第一减反射层和所述钝化层与所述P++掺杂区形成欧姆接触，所述背面电极透过所述第二减反射层与所述N++掺杂层形成欧姆接触。
下面，结合图3(a)至图3(h)对上述步骤S101至步骤S106进行详细说明，其中，图3(a)至图3(h)是按照图2所示方法制造N型选择性发射极太阳能电池的过程中各阶段的剖面结构示意图。
具体地，在步骤S101中，如图3(a)所示，提供N型衬底200。在本实施例中，N型衬底200采用N型硅片实现，具体地为掺杂磷元素的硅片。本领域技术人员可以理解的是，N型硅片只是优选实施方式，凡是类型为N型的半导体衬底均落入本发明所保护的范围，为了简明起见，在此不再对所有可能的N型衬底进行一一列举。优选地，N型硅片的电阻率为1Ω·m至3Ω·m，例如1Ω·m、2Ω·m、3Ω·m等。在N型衬底的正面形成绒面结构(未示出)。绒面结构的形成是本领域技术人员的惯用技术手段，为了简明起见，在此不再赘述。优选地，通过对制绒工艺的控制使得绒面结构的反射率为10％至12％，例如10％、11％、12％等。
在步骤S102中，如图3(b)所示，对N型衬底200的正面进行扩散以形成P++扩散层210。在一个优选实施例中，P++扩散层210的形成步骤如下：
首先利用P型扩散源对N型衬底200的正面进行扩散(下文称为第一扩散)。具体地，向扩散炉中通入三溴化硼(即P型扩散源)、氧气以及氮气，其中，三溴化硼的流量为50sccm至80sccm，氧气的流量为150sccm至240sccm，氮气的流量为15slm至20slm。扩散炉中的压力设置为常压(即一个大气压)。第一扩散的温度范围是890℃至910℃，例如890℃、900℃、910℃等。第一扩散的时长范围是8min至15min，例如8min、9min、10min、11min、12min、13min、14min、15min等。
第一扩散结束后，停止向扩散炉中通入三溴化硼以及氧气，仅仅向扩散炉中通入氮气，其中，氮气的流量为15slm至20slm。扩散炉中的压力仍设置为常压，并按照预定的升温速率提高扩散炉内的温度。在本实施例中，按照10℃/min的速度将扩散炉中的温度升高至920℃至950℃，例如920℃、930℃、940℃、950℃等。
升温后利用三溴化硼对N型衬底200的正面进行再次扩散(下文称为第二扩散)。具体地，向扩散炉中通入三溴化硼、氧气以及氮气，其中，三溴化硼的流量为50sccm至80sccm，氧气的流量为200sccm至300sccm，氮气的流量为15slm至20slm。扩散炉中的压力仍设置为常压。第二扩散的时长大于第一扩散的时长。在本实施例中，第二扩散的时长范围是20min至30min，例如20min、22min、24min、26min、28min、30min等。
最后对N型衬底200进行推结操作。具体地，向扩散炉中通入氧气以及氮气，其中，氧气的流量为1slm至2slm，氮气的流量为15slm至18slm。并按照预定的降温速度降低扩散炉中的温度至出舟操作的温度。在本实施例中，按照设置10℃/min的速度将扩散炉中的温度降低至出舟操作的温度，其中，出舟操作的温度范围是780℃至800℃，例如780℃、790℃、800℃等。在出舟操作的温度下，对N型衬底200推进操作，该推进操作的时长范围是40min至60min，例如40min、45min、50min、55min、60min等。推进操作结束后，在N型衬底200的表面形成P++扩散层210。最后执行出舟操作。
通过二次扩散可以得到扩散结深较深且方阻较小的P++扩散层210。其中，第一扩散用于将P型扩散源中的P型元素推进至N型衬底200内一定深度，以确保P++扩散层210具有较深的扩散结深。P++扩散层210具有较深的扩散结深一方面有利于减少烧结过程中正面电极浆料与N型衬底200之间的复合，另一方面还可以有效降低太阳能电池的开路电压(Voc)。第二扩散则用于提高N型衬底200正面表层(0μm至0.3μm)中P型元素的掺杂量，从而有效降低扩散后P++扩散层210正面的方阻，如此一来，既可以保证后续正面电极与N型衬底200之间可以形成良好的欧姆接触，还有利于在N型衬底200表面形成方阻差异较大的高低结。在本实施例中，P++扩散层210的扩散结深的范围是0.6μm至0.8μm，方阻范围是30Ω/□至50Ω/□。需要说明的是，在扩散过程中，可以利用诸如四探针仪测试等方阻测量设备对N型衬底200的方阻进行监控，使得P++扩散层210的方阻满足第一预定值(即30Ω/□至50Ω/□)。
在步骤S103中，去除N型衬底200非电极区域内一定厚度的P++扩散层210、以在N型衬底200的电极区域内形成P++掺杂区201b以及在非电极区域内形成P+掺杂区201a。在本实施例中，形成P++掺杂区201b和P+掺杂区201a的步骤如下：
首先，如图3(c)所示，利用丝网印刷的方式在N型衬底200的电极区域(未示出)内印刷保护性浆料220，并进行烘干。在本实施例中，N型衬底200的电极区域是指N型衬底200正面区域中与待形成的正面电极所对应的区域。相应地，N型衬底200正面中电极区域之外的其他区域则为非电极区域。在本实施例中，保护性浆料200采用油墨来实现。通常情况下，正面电极中的主栅线的宽度范围是40μm至50μm，考虑到丝网印刷主栅线有可能出现偏移的情况，因此为了确保主栅线可以与N型衬底200的电极区域形成良好的欧姆接触，优选设计保护性浆料的图形宽度大于主栅线的宽度。在本实施例中，保护性浆料的图形宽度为150μm至250μm。
接着，如图3(d)所示，利用腐蚀溶液刻蚀非电极区域内一定厚度的P++扩散层210，以在N型衬底200的非电极区域内形成P+掺杂区201a以及在N型衬底200的电极区域内形成P++掺杂区201b。具体地，利用腐蚀性溶液对N型衬底200正面的非电极区域(即未被保护性浆料所覆盖的区域)进行刻蚀，在刻蚀的过程中利用诸如四探针仪测试等方阻测量设备对刻蚀区域的方阻进行测量。若测量到刻蚀区域的方阻不满足第二预定值则继续进行刻蚀，反之则停止刻蚀。刻蚀结束后，N型衬底200的非电极区域内形成P+掺杂区201a、电极区域内形成P++掺杂区201b。在本实施例中，腐蚀性溶液是氢氟酸、硝酸和水的混合液，其中，氢氟酸、硝酸、水的体积比为5:1:20。本发明对腐蚀性溶液的成分以及成分的比例并无任何限定，可以根据保护性浆料相应进行选择。在本实施例中，P++掺杂区201b的扩散结深为0.6μm至0.8μm(即P++扩散层210的扩散结深)，P++掺杂区201b的方阻范围为30Ω/□至50Ω/□(即P++扩散层210的方阻范围)。P+掺杂区201a的扩散结深则等于P++掺杂区201b的扩散结深与刻蚀厚度的差值。刻蚀区域方阻的第二预定值为110Ω/□至150Ω/□，即刻蚀后所形成的P+掺杂区201a的方阻范围是110Ω/□至150Ω/□。
最后，如图3(e)所示，利用清洗溶液对N型衬底200进行清洗以去除保护性浆料220。
在步骤S104中，如图3(f)所示，对N型衬底200的背面进行磷扩散以形成N++掺杂层204。在本实施例中，N++掺杂层204的方阻范围为50Ω/□至70Ω/□。
在步骤S105中，如图3(g)，在N型衬底200的正面依次形成钝化膜202和第一减反射层203、以及在N型衬底200的背面形成第二减反射层205。优选地，钝化膜202采用原子层沉积的方式形成，其中，钝化膜202的材料是氧化铝，厚度范围是6nm至20nm；第一减反射层203和第二减反射层205采用等离子体增强化学气相沉积的方式形成，其中，第一减反射层203和第二减反射层205的材料均是氮化硅，第一减反射层203的厚度范围是75nm至85nm、折射率范围是1.98至2.08，第二减反射层205的厚度范围是80nm至90nm、折射率范围是2至2.1。
在步骤S106中，如图3(h)所示，丝网印刷正面电极浆料以及背面电极浆料，并高温烧结以形成正面电极206以及背面电极207。其中，正面电极206与P++掺杂区201b形成欧姆接触，背面电极与N++掺杂层204形成欧姆接触。在本实施例中，正面电极浆料是N型银铝浆，背面电极浆料是银浆。
本发明所提供的N型选择性发射极太阳能电池的制造方法通过首先在N型衬底的整个正面进行扩散然后刻蚀特定区域的方式形成选择性发射极(包括P++掺杂区和P+掺杂区)。相较于现有技术中利用硼浆印刷的方式形成选择性发射极的方式来说，由于本发明所提供的制造方法在对N型衬底的首次扩散之后无需在N型衬底与正面电极相对应的区域内印刷含硼浆料、也无需进一步高温退火，因此，一方面可以有效地节约硼浆使用量也无需额外配备退火设备、从而有效地降低了电池的制造成本，另一方面可以有效地避免硼掺杂方式对太阳能电池造成的污染。相较于现有技术中利用激光掺杂的方式形成选择性发射极的方式来说，由于本发明所提供的制造方法在对N型衬底的首次扩散之后通过刻蚀即可形成P++掺杂区和P+掺杂区，因此，一方面工艺简单，另一方面易于控制P++掺杂区和P+掺杂区之间的方阻差异，从而得到方阻差异较大的P++掺杂区和P+掺杂区，进而提高太阳能电池的效率。也就是说，本发明所提供的N型选择性发射极太阳能电池的制造方法易于实现、成本低廉、且利于提升太阳能电池的效率以及性能。
本发明提供了一种N型选择性发射极太阳能电池，该N型选择性发射极太阳能电池从上至下依次包括：
正面电极、第一减反射层、钝化层、选择性发射极、N型衬底、N++掺杂层、第二减反射层以及背面电极；
所述选择性发射极包括间隔设置的P++掺杂区和P+掺杂区，其中，所述P++掺杂区位于所述正面电极的下方，所述P++掺杂区和所述N型衬底之间的交界面与所述P+掺杂区和所述N型衬底之间的交界面齐平，所述P++掺杂区的上表面高于所述P+掺杂区的上表面；
所述正面电极透过所述第一减反射层和所述钝化层与所述P++掺杂区形成欧姆接触；
所述背面电极透过所述第二减反射层与所述N++掺杂层形成欧姆接触。
下面，将结合图3(h)对本发明所提供的N型选择性发射极太阳能电池的各个部分进行详细说明。
具体地，如图所示，在本实施例中，N型衬底200采用N型硅片实现，具体地为掺杂磷元素的硅片。本领域技术人员可以理解的是，N型硅片只是优选实施方式，凡是类型为N型的半导体衬底均落入本发明所保护的范围，为了简明起见，在此不再对所有可能的N型衬底进行一一列举。优选地，N型硅片的电阻率为1Ω·m至3Ω·m，例如1Ω·m、2Ω·m、3Ω·m等。在本实施例中，N型衬底200的表面(至少是正面)还形成有绒面结构(未示出)，该绒面结构的反射率为10％至20％。绒面结构的设置可以提高太阳能电池的陷光效果。
选择性发射极位于N型衬底200的正面(即受光面)。进一步地，选择性发射极包括P+掺杂区201a和P++掺杂区201b。优选地，P+掺杂区201a和P++掺杂区201b中的掺杂均是硼掺杂。P++掺杂区201b位于与正面电极206的下方，P+掺杂区201a位于P++掺杂区201b之间，如此一来，P+掺杂区201a和P++掺杂区201b形成间隔设置。其中，考虑到丝网印刷正面电极工艺的偏差，为了确保正面电极206可以与P++掺杂区201b之间形成良好的欧姆接触，P++掺杂区201b的宽度通常大于正面电极206的宽度。优选地，P++掺杂区的宽度设置为150μm至250μm。P++掺杂区201b与N型衬底200之间的交界面为第一交界面，P+掺杂区201a与N型衬底200之间的交界面为第二交界面，在本实施例中，第一交界面和第二交界面在水平方向上齐平。但P++掺杂区201b的上表面高于P+掺杂区201a的上表面。也就是说，P++掺杂区201b的扩散结深大于P+掺杂区201a的扩散结深，其中，扩散结深指的是掺杂区的上表面至其与衬底之间交界面的距离。优选地，P++掺杂区201b的扩散结深是0.6μm至0.8μm。在选择性发射极中，P++掺杂区201b的方阻低于P+掺杂区201a的方阻。在本实施例中，P++掺杂区的方阻范围是30Ω/□至50Ω/□，P+掺杂区的方阻范围是110Ω/□至150Ω/□。
N++掺杂层204位于N型衬底200的背面(即背光面)，用以减小N型衬底200背面和背面电极207之间的接触电阻。在本实施例中，N++掺杂层204中的掺杂元素与N型衬底200中的掺杂元素相同，均为磷元素。优选地，N++掺杂层204的方阻范围是50Ω/□至70Ω/□。
钝化层202覆盖在选择性发射极的表面上。在本实施例中，钝化层202的材料为氧化铝，其厚度范围是6nm至20nm。钝化层202的设置可以有效降低太阳电池表面复合速率进而提高太阳能电池的效率
第一减反射层203覆盖在钝化层202的表面上，第二反射层205覆盖在N++掺杂层204的表面上。在本实施例中，第一减反射层203和第二减反射层205的材料均为氮化硅，其中，第一减反射层203的厚度范围是75nm至85nm、折射率为1.98至2.08，第二减反射层205的厚度范围是80nm至90nm、折射率为2至2.1。第一减反射层203和第二减反射层205的设置可以有效减少太阳能电池中太阳光的反射损失，从而可以有效地提高太阳能电池的光电转换效率。
正面电极206和背面电极207分别形成在太阳能电池的正面和背面，其中，正面电极206透过第一减反射层203和钝化层202与P++掺杂区201b形成欧姆接触，背面电极透过第二减反射层205与N++掺杂层形成欧姆接触。在本实施例中，正面电极206的材料为N型银铝浆，背面电极207的材料为银浆。
本发明所提供的N型选择性发射极太阳能电池，其选择性发射极中的P++掺杂区和N型衬底之间的第一交界面与P+掺杂区和N型衬底之间的第二交界面在水平方向上齐平、且P++掺杂区的上表面高于P+掺杂区的上表面。这种选择性发射极结构可以通过首先对N型衬底的整个正面进行扩散形成扩散层然后对该扩散层的特定区域进行刻蚀来形成，其中，扩散层中未被刻蚀的区域形成P++掺杂区、被刻蚀后的区域形成P+掺杂区。相较于现有技术中通过硼浆印刷或激光掺杂方式形成选择性发射极的N型太阳能电池来说，本发明所提供的N型选择性发射极太阳能电池具有易于制造、成本低廉、效率提升大以及性能佳的特性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件或者硬件来实现。
以上所揭露的仅为本发明的一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (17)

1.一种N型选择性发射极太阳能电池的制造方法，该制造方法包括：
提供N型衬底，并在该N型衬底的表面形成绒面结构；
对所述N型衬底的正面进行扩散以形成P++扩散层；
去除所述N型衬底非电极区域内一定厚度的所述P++扩散层，以在所述N型衬底的电极区域内形成P++掺杂区以及在所述非电极区域内形成P+掺杂区；
在所述N型衬底的背面形成N++掺杂层；
在所述N型衬底的正面从下至上形成钝化层和第一减反射层、以及在所述N型衬底的背面形成第二减反射层；
在所述N型衬底的正面和背面分别形成正面电极和背面电极，其中，所述正面电极透过所述第一减反射层和所述钝化层与所述P++掺杂区形成欧姆接触，所述背面电极透过所述第二减反射层与所述N++掺杂层形成欧姆接触。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，对所述N型衬底的正面进行扩散以形成P++扩散层包括：
利用P型扩散源对所述N型衬底的正面进行第一扩散，其中，扩散炉中所述P型扩散源的流量为50sccm至80sccm、氧气流量为150sccm至240sccm、氮气流量为15slm至20slm、压力为常压，所述第一扩散的温度范围是890℃至910℃，所述第一扩散的时长范围是8min至15min；
按照预定的升温速率将所述扩散炉中的温度升高至第二扩散的温度，其中，所述扩散炉中的氮气流量为15slm至20slm、压力为常压，所述第二扩散的温度范围是920℃至950℃；
利用P型扩散源对所述N型衬底的正面进行所述第二扩散，其中，扩散炉中所述P型扩散源的流量为50sccm至80sccm、氧气流量为200sccm至300sccm、氮气流量为15slm至20slm、压力为常压，所述第二扩散的时长范围是20min至30min；
按照预定的降温速率将所述扩散炉中的温度减低至出舟操作的温度、并对所述N型衬底进行推进操作以在所述N型衬底的正面形成P++扩散层，其中，所述扩散炉中的氧气流量为1slm至2slm、氮气流量为15slm至18slm、压力为常压，所述出舟操作的温度范围是780℃至800℃，所述推进操作的时长范围是40min至60min。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其中，去除所述N型衬底非电极区域内一定厚度的所述P++扩散层、以在所述N型衬底的电极区域内形成P++掺杂区以及在所述非电极区域内形成P+掺杂区包括：
利用丝网印刷的方式在所述N型衬底的电极区域内印刷保护性浆料；
利用腐蚀溶液对所述非电极区域内的所述P++扩散层进行刻蚀，刻蚀过程中测量刻蚀区域的方阻直至其满足预定值时停止刻蚀，以在所述N型衬底的所述非电极区域内形成P+掺杂区以及在所述N型衬底的所述电极区域内形成P++掺杂区；
去除所述保护性浆料层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其中，所述P++掺杂区的结深范围是0.6μm至0.8μm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其中，所述P++掺杂区的方块电阻的范围是30Ω/□至50Ω/□，所述P+区的方块电阻的范围是110Ω/□至150Ω/□。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其中，所述P++掺杂区的图形宽度范围是150μm至250μm。
7.根据权利要求3所述的制造方法，其中，所述腐蚀溶液包括氢氟酸、硝酸和水，其中，所述氢氟酸、所述硝酸、所述水三者的体积比是5:1:20。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其中，所述N++掺杂层的方块电阻的范围是50Ω/□至70Ω/□。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其中：
所述钝化层的材料是氧化铝，所述钝化层的厚度是6nm至20nm。
10.根据权利要求1所述的制造方法，其中：
所述第一减反射层和第二减反射层的材料均为氮化硅，其中，所述第一减反射层的厚度为75nm至85nm、折射率为1.98至2.08，所述第二减反射层的厚度是80nm至90nm、折射率为2至2.1。
11.一种N型选择性发射极太阳能电池，其中，该N型选择性发射极太阳能电池从上至下依次包括：
正面电极、第一减反射层、钝化层、选择性发射极、N型衬底、N++掺杂层、第二减反射层以及背面电极；
所述选择性发射极包括间隔设置的P++掺杂区和P+掺杂区，其中，所述P++掺杂区位于所述正面电极的下方，所述P++掺杂区和所述N型衬底之间的交界面与所述P+掺杂区和所述N型衬底之间的交界面齐平，所述P++掺杂区的上表面高于所述P+掺杂区的上表面；
所述正面电极透过所述第一减反射层和所述钝化层与所述P++掺杂区形成欧姆接触；
所述背面电极透过所述第二减反射层与所述N++掺杂层形成欧姆接触。
12.根据权利要求11所述的N型选择性发射极太阳能电池，其中，所述P++掺杂区的扩散结深是0.6μm至0.8μm。
13.根据权利要求11所述的N型选择性发射极太阳能电池，其中：
所述P++掺杂区的方阻是30Ω/□至50Ω/□，所述P+掺杂区的方阻是110Ω/□至150Ω/□。
14.根据权利要求11所述的N型选择性发射极太阳能电池，其中，所述P++掺杂区的宽度是150μm至250μm。
15.根据权利要求11所述的N型选择性发射极太阳能电池，其中，所述N++掺杂层的方阻是50Ω/□至70Ω/□。
16.根据权利要求11所述的N型选择性发射极太阳能电池，其中：
所述钝化层的材料是氧化铝，所述钝化层的厚度是6nm至20nm。
17.根据权利要求11所述的N型选择性发射极太阳能电池，其中：
所述第一减反射层和第二减反射层的材料均为氮化硅，其中，所述第一减反射层的厚度为75nm至85nm、折射率为1.98至2.08，所述第二减反射层的厚度是80nm至90nm、折射率为2至2.1。
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