CN110233180A - P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法所述方法包括对P型单晶硅片的正面和背面进行前道工序处理，然后在背面进行氧化形成超薄隧穿氧化层和制备掺硼硅薄层；在单晶硅片的正面进行磷扩散，并制作选择性发射极；在单晶硅片的背面的第一钝化减反射层和正面的第二钝化减反射层的表面印刷金属电极，金属电极与所述单晶硅片之间形成良好的接触，即完成太阳能电池P型背面隧穿氧化钝化接触。本发明提供了完整且可行的P型隧穿氧化钝化接触太阳能电池制作工艺路线，采用先背面硼掺杂多晶硅薄膜，后正面磷扩散的工艺方法，可有效避免磷的二次扩散、从而产生方阻不匹配现象，可操作性强。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池领域，特别涉及一种P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法。
背景技术
近期光伏市场的快速发展，加快了对高效电池片的需求，如何实现降本增效仍是光伏技术人员最为关注的。常规的单晶PERC电池是在背面引入氧化铝/氮化硅介质层进行钝化，采用局部金属接触，有效降低背表面电子复合，提升电池转化效率。但由于PERC电池将背面的接触范围限制在开孔区域，开孔处的高复合速率依然存在。为了进一步降低背面复合速率实现背面整体钝化，并去除背面开槽工艺，可实现全接触钝化技术近年来成为行业研究热点。全接触钝化技术是在电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和高掺杂的多晶硅膜层，二者共同形成了隧穿氧化钝化接触结构。该结构为硅片的背面提供了良好的表面钝化，超薄氧化层可以使多子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子复合，进而电子在多晶硅层横向传输被金属收集，从而极大地降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流。
现有专利文献(CN106449781A、CN108336184A、CN102427099A、CN105742391A)等提及的隧穿氧化钝化接触技术涉及到不同的氧化物材料作为隧穿层，并搭配多晶硅薄膜以实现钝化效果。部分专利也提及了利用隧穿氧化钝化接触技术制备电池的方法，其工艺路线和单晶钝化发射极和背面电池高度相似。制绒后直接采用磷扩散的方式实现正面发射极，之后制备隧穿氧化层叠加多晶硅薄膜，并背面硼掺杂。这种先磷后硼的扩散方式，一方面由于磷扩较硼扩温度较低，因此硼扩过程中会造成二次磷扩，致使方阻匹配性变差，接触电阻偏低，填充受到影响。另外，如若使用现有的激光掺杂而制作的选择性发射极，在栅线处不能实现高浓度掺杂而失去提效优势。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法，所述方法包括以下步骤：
S1、对P型单晶硅片的正面和背面进行前道工序处理；
S2、对所述前道工序处理后的单晶硅片背面进行氧化，形成超薄隧穿氧化层；
S3、在所述超薄隧穿氧化层上制备多晶硅薄膜层；
S4、在所述多晶硅薄膜层进行硼掺杂处理，所述背面形成掺硼硅薄层；
S5、在所述掺硼硅薄层上形成第一钝化减反射层；
S6、在所述单晶硅片的正面进行磷扩散，并制作选择性发射极；
S7、在磷扩散后的所述单晶硅片的正面形成第二钝化减反射层；
S8、在所述单晶硅片的背面的第一钝化减反射层和正面的第二钝化减反射层的表面印刷金属电极，所述金属电极与所述单晶硅片之间形成良好的接触，即完成太阳能电池P型背面隧穿氧化钝化接触。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述S1中的前道工序处理包括去除硅片表面杂质及机械损伤，并在所述正面形成金字塔绒面；在所述单晶硅片的背面刻蚀以形成抛光面；且用酸溶液清洗P型背面隧穿氧化钝化接触的表面，去除表面氧化层。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述酸溶液为HF或HCl的一种或两种混合物，所述的P型单晶硅片的表面包括P型硅片的表面、P型硅片经过硼重掺后的P+表面以及N型硅片经过硼掺杂后的P型表面。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述制备方法具体包括采用浓硝酸氧化、臭氧氧化或热氧化进行氧化处理在所述背面抛光面上制备超薄隧穿氧化层和使用化学气相沉积法在所述超薄隧穿氧化层上沉积多晶硅薄膜层；
所述超薄隧穿氧化层的厚度不超过2nm；所述多晶硅薄膜层的沉积厚度为20nm-2um；
所述化学气相沉积法包括等离子体增强化学气相沉积法或低压力化学气相沉积法，所用的气源为高纯SiH4。
作为本发明实施方式的进一步改进，在隧穿氧化层上得到氧化硅膜还可以采用HNO3法、臭氧法、UV/O3法及热氧化法；
作为本发明实施方式的进一步改进，本发明使用的隧穿氧化层使用的氧化硅膜还可以选自氧化铝、氧化钼、氧化钨或氧化钛。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述氧化处理具体包括采用质量浓度为65％-75％的浓硝酸氧化硅片的表面，控制温度为20-120℃，反应时间不超过10min，完成浓硝酸氧化；采用浓度为10～500ppm的臭氧氧化硅片的表面，控制温度为20-100℃，反应时间不超过10min，完成臭氧氧化；在氧气或者氮氧混合气氛围中对硅片表面进行加热，氧气体积浓度为10％-100％，控制温度为500-800℃，时间不超过30min，完成热氧化。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述S4中硼掺杂处理具体包括在P型单晶硅片表面通过BBr3液态扩散源热在所述多晶硅薄膜层进行硼掺杂处理，以产生具有场钝化效应的掺硼硅薄层；
所述硼掺杂处理的硼原子掺杂浓度为1×1019-1×1022cm-3。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述硼掺杂处理后，所述制备方法还包括去除所述多晶硅膜层表面的硼硅玻璃和去除绕镀到所述正面的超薄隧穿氧化层和多晶硅薄膜层。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述第一钝化减反射层为在掺硼硅薄层上采用等离子体增强化学气相沉积法沉积氧化铝和氮化硅钝化减反射层；
所述第二钝化减反射层为在磷扩散后的单晶硅片的正面形成氧化硅和氮化硅膜层。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述S6中磷扩散具体包括在去除绕镀后的P型单晶硅片表面通过POCl3液态扩散源热在正面进行磷扩散以形成发射极PN结。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述方法还包括在磷扩散后，去除所述正面的磷硅玻璃。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述硼掺杂的具体方式包括利用化学气相沉积法沉积硅层的同时通入含硼气源，直接形成原位掺杂硅层，掺杂硼来源为高纯硼烷；或者利用化学气相沉积法沉积未掺杂的本征硅薄层，然后通过后续的BBr3或BCl3扩散掺杂、离子注入硼掺杂实现硼掺杂。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述方法还包括在掺硼硅薄层上将硅片进行氧化退火，进一步改善硅层微观结构及性能；所述氧化退火的温度为600-1000℃，时间为10～60min，退火过程在氮氧混合气中进行，氧气体积浓度为10～100％。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述氮化硅钝化减反射层的厚度为50-200nm。
作为本发明实施方式的进一步改进，印刷金属电极采用丝网印刷方法，印刷Ag或Ag/Al浆料，制作电极并进行烧结。
本发明相比现有的工艺，具有如下有益效果，
1、本发明提供了完整且可行的P型隧穿氧化钝化接触太阳能电池制作工艺路线，并与现有的P型钝化发射极背面接触太阳能量产工艺相匹配；
2、本发明采用先背面硼掺杂多晶硅薄膜，后正面磷扩散的工艺方法，可有效避免磷的二次扩散，从而产生方阻不匹配现象；先硼掺杂后磷扩散的方法，也可与激光掺杂制作选择性发射极工艺较好的匹配；
3、本发明涉及的制作P型隧穿氧化钝化接触太阳能的制作简要工艺，操作步骤简便易行，可操作性较强。
4、本发明涉及的电池制作过程中，正面可镀有氧化铝和氮化硅膜，通过工艺调节，可对接触电阻好处，并可使烧结窗口拓宽，从而P型隧穿氧化钝化接触太阳能电池的转换效率会有所提升。
5、本发明中涉及到的背面镀多晶硅薄膜后采用扩散机台实现硼掺杂，也可通过先制作非晶硅膜，进行原位掺杂后高温退火，不仅可实现非晶硅膜到多晶硅膜的转化，也可同时实现硼掺杂；使用扩散设备实现硼掺杂多晶硅膜，也可通过离子注入方式实现硼掺杂，与多种现有工艺可进行兼容。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
本发明实施例具体公开了一种P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法，具体包括以下步骤：
S1、对P型单晶硅片的正面和背面进行前道工序处理；
S2、对前道工序处理后的单晶硅片背面进行氧化，形成超薄隧穿氧化层；
S3、在超薄隧穿氧化层上制备多晶硅薄膜层；
S4、在多晶硅薄膜层进行硼掺杂处理，所述背面形成掺硼硅薄层；
S5、在掺硼硅薄层上形成第一钝化减反射层；
S6、在单晶硅片的正面进行磷扩散，并制作选择性发射极；
S7、在磷扩散后的单晶硅片的正面形成第二钝化减反射层；
S8、在单晶硅片的背面的第一钝化减反射层和正面的第二钝化减反射层的表面印刷金属电极，金属电极与所述单晶硅片之间形成良好的接触，即完成太阳能电池P型背面隧穿氧化钝化接触。
具体地，S1中的前道工序处理包括去除硅片表面杂质及机械损伤，并在正面形成金字塔绒面；以及在单晶硅片的背面刻蚀以形成抛光面；用酸溶液清洗P型背面隧穿氧化钝化接触的表面，包括正面和背面，以去除表面氧化层。
其中，酸溶液为HF或HCl的一种或两种混合物，P型单晶硅片的表面包括P型硅片的表面、P型硅片经过硼重掺后的P+表面以及N型硅片经过硼掺杂后的P型表面；
P型单晶硅片为市售获得的产品。
进一步地，制备超薄隧穿氧化层具体包括采用浓硝酸氧化、臭氧氧化或热氧化进行氧化处理所述背面抛光面；可选地，在隧穿氧化层上得到氧化硅膜还可以采用HNO3法、臭氧法、UV/O3法及热氧化法。
在本发明实施例中，所述氧化处理具体包括采用质量浓度为65％-75％的浓硝酸氧化硅片的表面，控制温度为20-120℃，反应时间不超过10min，完成浓硝酸氧化；采用浓度为10～500ppm的臭氧氧化硅片的表面，控制温度为20-100℃，反应时间不超过10min，完成臭氧氧化；在氧气或者氮氧混合气氛围中对硅片表面进行加热，氧气体积浓度为10％-100％，控制温度为500-800℃，时间不超过30min，完成热氧化。
进一步地，在超薄隧穿氧化层上使用化学气相沉积法沉积多晶硅薄膜层；
在本发明实施例中，超薄隧穿氧化层的厚度不超过2nm；多晶硅薄膜层的沉积厚度为20nm-2um。
其中，化学气相沉积法包括等离子体增强化学气相沉积法或低压力化学气相沉积法，所用的气源优选高纯SiH4。
优选地，S4中硼掺杂处理具体包括在P型单晶硅片表面通过BBr3液态扩散源热在所述多晶硅薄膜层进行硼掺杂处理，以产生具有场钝化效应的掺硼硅薄层；其中，硼掺杂处理的硼原子掺杂浓度为1×1019-1×1022cm-3。
进一步地，硼掺杂处理后，述制备方法还包括去除所述多晶硅膜层表面的硼硅玻璃和去除绕镀到所述正面的超薄隧穿氧化层和多晶硅薄膜层。
具体地，第一钝化减反射层为在掺硼硅薄层上采用等离子体增强化学气相沉积法沉积氧化铝和氮化硅钝化减反射层；第二钝化减反射层为在磷扩散后的单晶硅片的正面形成氧化硅和氮化硅膜层。本发明使用的隧穿氧化层使用的氧化硅膜还可以选自氧化铝、氧化钼、氧化钨或氧化钛。
S6中磷扩散具体包括在去除绕镀后的P型单晶硅片表面通过POCl3液态扩散源热在正面进行磷扩散以形成发射极PN结。
进一步地，磷扩散后在硅片正面利用激光掺杂方式制作选择性发射极，在栅线处形成重掺杂，在栅线外位置形成轻掺杂，以进一步提高开路电压，短路电流及填充因子。
在磷扩散后，去除正面的磷硅玻璃，以去除死层及边缘漏电，并减少死层，以减少复合中心。
在本发明实施例中，硼掺杂的具体方式包括利用化学气相沉积法沉积硅层的同时通入含硼气源，直接形成原位掺杂硅层，掺杂硼来源为高纯硼烷；或者利用化学气相沉积法沉积未掺杂的本征硅薄层，然后通过后续的BBr3或BCl3扩散掺杂、离子注入硼掺杂实现硼掺杂。
进一步地，在掺硼硅薄层上将硅片进行氧化退火，进一步改善硅层微观结构及性能；所述氧化退火的温度为600-1000℃，时间为10～60min，退火过程在氮氧混合气中进行，氧气体积浓度为10～100％。
在本发明实施例中，氮化硅钝化减反射层的厚度为50-200nm。
优选地，印刷金属电极采用丝网印刷方法，印刷Ag或Ag/Al浆料，制作电极并进行烧结。
本发明相比现有的工艺，具有如下有益效果，
1、本发明提供了完整且可行的P型隧穿氧化钝化接触太阳能电池制作工艺路线，并与现有的P型钝化发射极背面接触太阳能量产工艺相匹配；
2、本发明采用先背面硼掺杂多晶硅薄膜，后正面磷扩散的工艺方法，可有效避免磷的二次扩散，从而产生方阻不匹配现象；先硼掺杂后磷扩散的方法，也可与激光掺杂制作选择性发射极工艺较好的匹配；
3、本发明涉及的制作P型隧穿氧化钝化接触太阳能的制作简要工艺，操作步骤简便易行，可操作性较强；
4、本发明涉及的电池制作过程中，正面可镀有氧化铝和氮化硅膜，通过工艺调节，可对接触电阻好处，并可使烧结窗口拓宽，从而P型隧穿氧化钝化接触太阳能电池的转换效率会有所提升；
5、本发明中涉及到的背面镀多晶硅薄膜后采用扩散机台实现硼掺杂，也可通过先制作非晶硅膜，进行原位掺杂后高温退火，不仅可实现非晶硅膜到多晶硅膜的转化，也可同时实现硼掺杂；使用扩散设备实现硼掺杂多晶硅膜，也可通过离子注入方式实现硼掺杂，与多种现有工艺可进行兼容。
Claims (10)
1.一种P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、对P型单晶硅片的正面和背面进行前道工序处理；
S2、对所述前道工序处理后的单晶硅片背面进行氧化，形成超薄隧穿氧化层；
S3、在所述超薄隧穿氧化层上制备多晶硅薄膜层；
S4、在所述多晶硅薄膜层进行硼掺杂处理，所述背面形成掺硼多晶硅薄层；
S5、在所述掺硼多晶硅薄层上镀钝化减反射膜；
S6、在所述单晶硅片的正面进行磷扩散，并制作选择性发射极；
S7、在磷扩散后的所述单晶硅片的正面镀钝化减反射层；
S8、在所述单晶硅片背面钝化减反射层和正面钝化减反射层表面印刷金属电极，所述金属电极与所述单晶硅片之间形成良好的接触，即完成太阳能电池P型背面隧穿氧化钝化接触。
2.根据权利要求1所述的P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述S1中的前道工序处理包括去除硅片表面杂质及机械损伤，并在所述正面形成金字塔绒面；在所述单晶硅片的背面刻蚀以形成抛光面；且用酸溶液清洗P型背面隧穿氧化钝化接触的表面，去除表面氧化层。
3.根据权利要求2所述的P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述酸溶液为HF或HCl的一种或两种混合物，所述的P型单晶硅片的表面包括P型硅片的表面、P型硅片经过硼重掺后的P+表面以及N型硅片经过硼掺杂后的P型表面。
4.根据权利要求1所述的P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括采用浓硝酸氧化、臭氧氧化或热氧化进行氧化处理在所述背面抛光面上制备超薄隧穿氧化层和使用化学气相沉积法在所述超薄隧穿氧化层上沉积多晶硅薄膜层；
所述超薄隧穿氧化层的厚度不超过2nm；所述多晶硅薄膜层的沉积厚度为20nm-2um；
所述化学气相沉积法包括等离子体增强化学气相沉积法或低压力化学气相沉积法，所用的气源为高纯SiH4。
5.根据权利要求4所述的P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述氧化处理具体包括采用质量浓度为65％-75％的浓硝酸氧化硅片的表面，控制温度为20-120℃，反应时间不超过10min，完成浓硝酸氧化；采用浓度为10～500ppm的臭氧氧化硅片的表面，控制温度为20-100℃，反应时间不超过10min，完成臭氧氧化；在氧气或者氮氧混合气氛围中对硅片表面进行加热，氧气体积浓度为10％-100％，控制温度为500-800℃，时间不超过30min，完成热氧化。
6.根据权利要求1所述的P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述S4中硼掺杂处理具体包括在P型单晶硅片表面通过BBr3液态扩散源热在所述多晶硅薄膜层进行硼掺杂处理，以产生具有场钝化效应的掺硼硅薄层；
所述硼掺杂处理的硼原子掺杂浓度为1×1019-1×1022cm-3。
7.根据权利要求1所述的P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述硼掺杂处理后，所述制备方法还包括去除所述多晶硅膜层表面的硼硅玻璃和去除绕镀到所述正面的超薄隧穿氧化层和多晶硅薄膜层。
8.根据权利要求1所述的P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述背面钝化减反射层为在掺硼硅薄层上采用等离子体增强化学气相沉积法沉积氧化铝和氮化硅钝化减反射层；
所述正面钝化减反射层为在磷扩散后的单晶硅片正面形成氧化硅和氮化硅膜层。
9.根据权利要求1所述的P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述S6中磷扩散具体包括在去除绕镀后的P型单晶硅片表面通过POCl3液态扩散源热在正面进行磷扩散以形成发射极PN结。
10.根据权利要求1所述的P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述方法还包括在磷扩散后，去除所述正面的磷硅玻璃。
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|---|---|
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Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111029424A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-17 | 中建材浚鑫科技有限公司 | 一种硅基双二极管双面太阳能电池及其制备方法 |
| CN111029438A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-17 | 江苏杰太光电技术有限公司 | 一种n型钝化接触太阳能电池的制备方法 |
| CN111180544A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-05-19 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种钝化接触晶体硅太阳能电池及其制作方法 |
| CN111477714A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-07-31 | 国家电投集团西安太阳能电力有限公司 | 一种n型晶硅太阳能电池结构 |
| CN111628052A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-09-04 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | 一种钝化接触电池的制备方法 |
| CN111653650A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-11 | 英利能源（中国）有限公司 | 一种TOPCon电池生产片清洗参数优化及制备方法 |
| CN112825340A (zh) * | 2019-11-15 | 2021-05-21 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种钝化接触电池及其制备方法和应用 |
| CN113506841A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-15 | 西乡(上海)国际贸易有限公司 | 一种隧穿氧化钝化接触电池、制备方法及设备 |
| CN113948609A (zh) * | 2021-09-22 | 2022-01-18 | 江苏微导纳米科技股份有限公司 | 钝化接触太阳能电池制备方法及钝化接触太阳能电池 |
| CN114464686A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-10 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种新型隧穿钝化接触结构电池及其制备方法 |
| CN115000246A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-02 | 韩华新能源（启东）有限公司 | P型钝化接触电池制备方法及钝化接触电池 |
| CN115036396A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-09-09 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种硼掺杂发射极的制备方法 |
| CN115148861A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-10-04 | 福建金石能源有限公司 | 异质结太阳能电池的制作方法 |
| FR3124640A1 (fr) * | 2021-06-28 | 2022-12-30 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procede de realisation d’une cellule photovoltaïque a contacts passives |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101919070A (zh) * | 2007-11-13 | 2010-12-15 | 荷兰能源建设基金中心 | 通过硼和磷的共扩散制造晶体硅太阳能电池的方法 |
| CN203760486U (zh) * | 2014-04-18 | 2014-08-06 | 新奥光伏能源有限公司 | 一种p型晶体硅电池 |
| CN107482078A (zh) * | 2016-06-02 | 2017-12-15 | 上海神舟新能源发展有限公司 | 硅基太阳能电池p型表面隧穿氧化钝化接触制作方法 |
| CN109728105A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-07 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | P型单晶硅电池背面及在其应用隧穿氧钝化接触的方法 |
-
2019
- 2019-06-02 CN CN201910475066.9A patent/CN110233180A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101919070A (zh) * | 2007-11-13 | 2010-12-15 | 荷兰能源建设基金中心 | 通过硼和磷的共扩散制造晶体硅太阳能电池的方法 |
| CN203760486U (zh) * | 2014-04-18 | 2014-08-06 | 新奥光伏能源有限公司 | 一种p型晶体硅电池 |
| CN107482078A (zh) * | 2016-06-02 | 2017-12-15 | 上海神舟新能源发展有限公司 | 硅基太阳能电池p型表面隧穿氧化钝化接触制作方法 |
| CN109728105A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-07 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | P型单晶硅电池背面及在其应用隧穿氧钝化接触的方法 |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111477714A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-07-31 | 国家电投集团西安太阳能电力有限公司 | 一种n型晶硅太阳能电池结构 |
| CN112825340A (zh) * | 2019-11-15 | 2021-05-21 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种钝化接触电池及其制备方法和应用 |
| CN112825340B (zh) * | 2019-11-15 | 2022-08-19 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种钝化接触电池及其制备方法和应用 |
| CN111029438A (zh) * | 2019-12-04 | 2020-04-17 | 江苏杰太光电技术有限公司 | 一种n型钝化接触太阳能电池的制备方法 |
| CN111029424A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-04-17 | 中建材浚鑫科技有限公司 | 一种硅基双二极管双面太阳能电池及其制备方法 |
| CN111029424B (zh) * | 2019-12-12 | 2022-02-15 | 中建材浚鑫科技有限公司 | 一种硅基双二极管双面太阳能电池及其制备方法 |
| CN111180544A (zh) * | 2020-01-06 | 2020-05-19 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种钝化接触晶体硅太阳能电池及其制作方法 |
| CN111180544B (zh) * | 2020-01-06 | 2021-09-10 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种钝化接触晶体硅太阳能电池及其制作方法 |
| CN111653650A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-11 | 英利能源（中国）有限公司 | 一种TOPCon电池生产片清洗参数优化及制备方法 |
| CN111653650B (zh) * | 2020-06-15 | 2021-11-19 | 英利能源（中国）有限公司 | 一种TOPCon电池生产片清洗参数优化及制备方法 |
| CN111628052A (zh) * | 2020-07-13 | 2020-09-04 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | 一种钝化接触电池的制备方法 |
| FR3124640A1 (fr) * | 2021-06-28 | 2022-12-30 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Procede de realisation d’une cellule photovoltaïque a contacts passives |
| EP4113634A1 (fr) * | 2021-06-28 | 2023-01-04 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Procede de realisation d'une cellule photovoltaïque a contacts passives |
| CN113506841A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-10-15 | 西乡(上海)国际贸易有限公司 | 一种隧穿氧化钝化接触电池、制备方法及设备 |
| CN113948609A (zh) * | 2021-09-22 | 2022-01-18 | 江苏微导纳米科技股份有限公司 | 钝化接触太阳能电池制备方法及钝化接触太阳能电池 |
| CN114464686A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-05-10 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种新型隧穿钝化接触结构电池及其制备方法 |
| CN114464686B (zh) * | 2021-12-28 | 2024-05-10 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种新型隧穿钝化接触结构电池及其制备方法 |
| CN115000246A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-02 | 韩华新能源（启东）有限公司 | P型钝化接触电池制备方法及钝化接触电池 |
| CN115000246B (zh) * | 2022-06-23 | 2023-10-03 | 韩华新能源（启东）有限公司 | P型钝化接触电池制备方法及钝化接触电池 |
| CN115036396A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-09-09 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种硼掺杂发射极的制备方法 |
| CN115036396B (zh) * | 2022-07-14 | 2023-06-13 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种硼掺杂发射极的制备方法 |
| CN115148861A (zh) * | 2022-09-01 | 2022-10-04 | 福建金石能源有限公司 | 异质结太阳能电池的制作方法 |
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