CN110828585A - 一种钝化接触太阳能电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种钝化接触太阳能电池，包括硅基底，扩散层，第一钝化层，第一电极，氧化层，本征多晶硅层，掺杂型多晶硅层，第二钝化层，第二电极；其中，在远离硅基底的方向上，在硅基底的上表面分布有依次层叠的扩散层、第一钝化层、第一电极，在硅基底的下表面分布有依次层叠的氧化层、本征多晶硅层、掺杂型多晶硅层、第二钝化层、第二电极。相较于现有电池，本申请的电池设置有本征多晶层，本征多晶层的存在增加了本征多晶层与氧化层的接触界面、与掺杂型多晶硅的接触界面，两个接触界面的存在使得钝化接触太阳能电池的背电场的强度得到明显提升，钝化性能增强，开路电压提升。此外，本申请还提供一种具有上述优点的钝化太阳能电池制作方法。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种钝化接触太阳能电池及其制作方法。
背景技术
提高太阳能电池的效率一直是光伏行业追求的目标，太阳能电池发展至今，金属接触区域的复合是限制太阳能电池开路电压进一步提升的主要因素。
为了降低背面复合速率实现背面整体钝化，隧穿氧化钝化接触(Tunnel OxidePassivated Contact，TOPCon)技术近年来成为行业研究热点。采用TOPCon技术制得的钝化接触太阳能电池在用于收集电流作用的金属电极与硅基体之间多了一层氧化层和一层掺杂多晶硅层，使得金属电极与硅基体之间的金属复合电流密度大大降低，而且氧化层与掺杂多晶硅层的钝化界面态复合也得到了降低，因此使得太阳能电池的开路电压相较于普通太阳能电池得到提高。但是，如何进一步提升钝化接触太阳能电池的效率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种钝化接触太阳能电池及其制作方法，以提高钝化接触太阳能电池的转换效率。
为解决上述技术问题，本申请提供一种钝化接触太阳能电池，包括硅基底，扩散层，第一钝化层，第一电极，氧化层，本征多晶硅层，掺杂型多晶硅层，第二钝化层，第二电极；
其中，在远离所述硅基底的方向上，在所述硅基底的上表面分布有依次层叠的所述扩散层、所述第一钝化层、所述第一电极，在所述硅基底的下表面分布有依次层叠的所述氧化层、所述本征多晶硅层、所述掺杂型多晶硅层、所述第二钝化层、所述第二电极。
可选的，所述本征多晶硅层的厚度取值范围为1nm至20nm，包括端点值。
可选的，所述氧化层为二氧化硅层。
本申请还提供一种钝化接触太阳能电池制作方法，包括：
在硅基底的上表面形成扩散层；
在所述硅基底下表面形成氧化层；
在所述氧化层的下表面形成本征多晶硅层；
在所述本征多晶硅层的下表面形成掺杂型多晶硅层；
在所述扩散层的上表面形成第一钝化层；
在所述掺杂型多晶硅层的下表面形成第二钝化层；
在所述第一钝化层的上表面形成第一电极；
在所述第二钝化层的下表面形成第二电极。
可选的，在所述氧化层的下表面形成本征多晶硅层包括：
采用低压力化学气相沉积法或者等离子体增强化学气相沉积法，在所述氧化层的下表面形成所述本征多晶硅层。
可选的，在所述在硅基底的上表面形成扩散层之前，还包括：
对所述衬底进行制绒。
可选的，在所述硅基底下表面形成氧化层包括：
采用高温热氧氧化法，在硅基底下表面形成所述氧化层。
可选的，在所述扩散层的上表面形成第一钝化层包括：
采用原子层沉积法，在所述扩散层的上表面形成所述第一钝化层。
本申请所提供的钝化接触太阳能电池，包括硅基底，扩散层，第一钝化层，第一电极，氧化层，本征多晶硅层，掺杂型多晶硅层，第二钝化层，第二电极；其中，在远离所述硅基底的方向上，在所述硅基底的上表面分布有依次层叠的所述扩散层、所述第一钝化层、所述第一电极，在所述硅基底的下表面分布有依次层叠的所述氧化层、所述本征多晶硅层、所述掺杂型多晶硅层、所述第二钝化层、所述第二电极。
可见，本申请中的钝化接触太阳能电池包括硅基底，扩散层，第一钝化层，第一电极，氧化层，本征多晶硅层，掺杂型多晶硅层，第二钝化层，第二电极，相较于现有技术中的钝化接触太阳能电池，本申请中的钝化接触太阳能电池设置有本征多晶层，本征多晶层的存在增加了本征多晶层与氧化层的接触界面以及本征多晶硅与掺杂型多晶硅的接触界面，两个接触界面的存在使得钝化接触太阳能电池的背电场的强度得到明显提升，钝化性能增强，可以大幅度提升钝化接触太阳能电池的开路电压，提高钝化接触太阳能电池的效率。此外，本申请还提供一种具有上述优点的钝化太阳能电池制作方法。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种钝化接触太阳能电池的结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的一种钝化接触太阳能电池制作方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述，现有的钝化接触太阳能电池的开路电压相较于普通太阳能电池得到提高，但是，如何进一步提升钝化接触太阳能电池的效率以满足对光伏行业的需求是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
有鉴于此，本申请提供了一种钝化接触太阳能电池，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种钝化接触太阳能电池的结构示意图，该钝化接触太阳能电池包括硅基底1，扩散层2，第一钝化层3，第一电极4，氧化层5，本征多晶硅层6，掺杂型多晶硅层7，第二钝化层8，第二电极9；其中，在远离所述硅基底1的方向上，在所述硅基底1的上表面分布有依次层叠的所述扩散层2、所述第一钝化层3、所述第一电极4，在所述硅基底1的下表面分布有依次层叠的所述氧化层5、所述本征多晶硅层6、所述掺杂型多晶硅层7、所述第二钝化层8、所述第二电极9。
需要说明的是，硅基底1的上表面即为钝化接触太阳能电池的正面。
可选的，硅基底1为N型硅基底1或者P型硅基底1。
可以理解的是，扩散层2的类型根据硅基底1的类型而定，当硅基底1为N型硅基底1时，扩散层2为利用硼在N型硅基底1表面扩散得到，当硅基底1为P型硅基底1时，扩散层2为利用磷在N型硅基底1表面扩散得到。
进一步的，掺杂型多晶硅层7的类型同样根据硅基底1的类型而定，当硅基底1为N型硅基底1时，掺杂型多晶硅层7为N型掺杂型多晶硅层7，当硅基底1为P型硅基底1时，掺杂型多晶硅层7为P型掺杂型多晶硅层7。
具体的，当硅基底1为N型硅基底1时，第一钝化层3为氧化铝层和氮化硅层叠层钝化层，第二钝化层8是氮化硅层；当硅基底1为P型硅基底1时，第一钝化层3为氮化硅层，第二钝化层8是氧化铝层和氮化硅层叠层钝化层。
可选的，第一电极4为银铝电极，第二电极9为银电极。
在本申请的一个实施例中，所述氧化层5为二氧化硅层，但是本申请对此并不做具体限定，在本申请的其他实施例中，氧化层5还可以为氮氧化硅层。
本实施例中的钝化接触太阳能电池包括硅基底1，扩散层2，第一钝化层3，第一电极4，氧化层5，本征多晶硅层6，掺杂型多晶硅层7，第二钝化层8，第二电极9，相较于现有技术中的钝化接触太阳能电池，本实施例中的钝化接触太阳能电池设置有本征多晶层，本征多晶层的存在增加了本征多晶层与氧化层5的接触界面以及本征多晶硅与掺杂型多晶硅的接触界面，两个接触界面的存在使得钝化接触太阳能电池的背电场的强度得到明显提升，钝化性能增强，可以大幅度提升钝化接触太阳能电池的开路电压，提高钝化接触太阳能电池的效率。
优选地，在本申请的一个实施例中，所述本征多晶硅层6的厚度取值范围为1nm至20nm，包括端点值，以减少本征多晶硅层6的吸光强度，进一步提升钝化接触太阳能电池的光电转换效率。
请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种钝化接触太阳能电池制作方法，该方法包括：
步骤S101：在硅基底的上表面形成扩散层。
具体的，扩散层的类型根据硅基底的类型而定，当硅基底为N型硅基底时，扩散层为P型扩散层，当硅基底为P型硅基底时，扩散层为N型扩散层。
一般的，在硅基底的上表面形成扩散层之后，需要对硅基底下表面进行刻蚀，去除硅基底边缘形成的短路环。
步骤S102：在所述硅基底下表面形成氧化层。
可选的，采用高温热氧氧化法，在硅基底下表面形成所述氧化层，但是本申请对此并不做具体限定，在本申请的其他实施例中，还可以采用化学气相沉积法在硅基底下表面形成氧化层。
需要指出的是，本实施例中对形成的氧化层不做具体限定，可视情况而定。例如，氧化层可以为二氧化硅层或者氮氧化硅层等。
步骤S103：在所述氧化层的下表面形成本征多晶硅层。
具体的，采用低压力化学气相沉积法或者等离子体增强化学气相沉积法，在所述氧化层的下表面形成所述本征多晶硅层。
步骤S104：在所述本征多晶硅层的下表面形成掺杂型多晶硅层。
具体的，掺杂型多晶硅层的类型视硅基底的类型而定，当硅基底为N型硅基底时，掺杂型多晶硅层为N型掺杂型多晶硅层，当硅基底为P型硅基底时，掺杂型多晶硅层为P型掺杂型多晶硅层。
步骤S105：在所述扩散层的上表面形成第一钝化层。
具体的，采用原子层沉积法，在所述扩散层的上表面形成所述第一钝化层。
可选的，当硅基底为N型硅基底时，第一钝化层为氧化铝层和氮化硅层叠层钝化层；当硅基底为P型硅基底时，第一钝化层为氮化硅层。
步骤S106：在所述掺杂型多晶硅层的下表面形成第二钝化层。
具体的，采用原子层沉积法，在所述掺杂型多晶硅层的下表面形成第二钝化层。
可选的，当硅基底为N型硅基底时，第二钝化层是氮化硅层；当硅基底为P型硅基底时，第二钝化层是氧化铝层和氮化硅层叠层钝化层。
步骤S107：在所述第一钝化层的上表面形成第一电极。
步骤S108：在所述第二钝化层的下表面形成第二电极。
具体的，采用丝网印刷技术分别在第一钝化层的上表面印刷银铝电极、在第二钝化层的下表面印刷银电极，随后进行烧结工艺。
本实施例中的钝化接触太阳能电池制作方法制作的电池包括硅基底，扩散层，第一钝化层，第一电极，氧化层，本征多晶硅层，掺杂型多晶硅层，第二钝化层，第二电极，相较于现有技术中的钝化接触太阳能电池，本实施例中的钝化接触太阳能电池设置有本征多晶层，本征多晶层的存在增加了本征多晶层与氧化层的接触界面以及本征多晶硅与掺杂型多晶硅的接触界面，两个接触界面的存在使得钝化接触太阳能电池的背电场的强度得到明显提升，钝化性能增强，可以大幅度提升钝化接触太阳能电池的开路电压，提高钝化接触太阳能电池的效率。
优选地，在本申请的一个实施例中，控制形成本征多晶硅层的厚度在1nm至20nm之间，包括端点值，以减少本征多晶硅层的吸光强度，进一步提升钝化接触太阳能电池的光电转换效率。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，在所述在硅基底的上表面形成扩散层之前，还包括：
对所述衬底进行制绒，降低硅基底表面对光线的反射，提升硅基底对光线的吸收利用率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的钝化接触太阳能电池及其制作方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种钝化接触太阳能电池，其特征在于，包括硅基底，扩散层，第一钝化层，第一电极，氧化层，本征多晶硅层，掺杂型多晶硅层，第二钝化层，第二电极；
其中，在远离所述硅基底的方向上，在所述硅基底的上表面分布有依次层叠的所述扩散层、所述第一钝化层、所述第一电极，在所述硅基底的下表面分布有依次层叠的所述氧化层、所述本征多晶硅层、所述掺杂型多晶硅层、所述第二钝化层、所述第二电极。
2.如权利要求1所述的钝化接触太阳能电池，其特征在于，所述本征多晶硅层的厚度取值范围为1nm至20nm，包括端点值。
3.如权利要求1或2所述的钝化接触太阳能电池，其特征在于，所述氧化层为二氧化硅层。
4.一种钝化接触太阳能电池制作方法，其特征在于，包括：
在硅基底的上表面形成扩散层；
在所述硅基底下表面形成氧化层；
在所述氧化层的下表面形成本征多晶硅层；
在所述本征多晶硅层的下表面形成掺杂型多晶硅层；
在所述扩散层的上表面形成第一钝化层；
在所述掺杂型多晶硅层的下表面形成第二钝化层；
在所述第一钝化层的上表面形成第一电极；
在所述第二钝化层的下表面形成第二电极。
5.如权利要求4所述的钝化接触太阳能电池制作方法，其特征在于，在所述氧化层的下表面形成本征多晶硅层包括：
采用低压力化学气相沉积法或者等离子体增强化学气相沉积法，在所述氧化层的下表面形成所述本征多晶硅层。
6.如权利要求5所述的钝化接触太阳能电池制作方法，其特征在于，在所述在硅基底的上表面形成扩散层之前，还包括：
对所述衬底进行制绒。
7.如权利要求6所述的钝化接触太阳能电池制作方法，其特征在于，在所述硅基底下表面形成氧化层包括：
采用高温热氧氧化法，在硅基底下表面形成所述氧化层。
8.如权利要求5至7任一项所述的钝化接触太阳能电池制作方法，其特征在于，在所述扩散层的上表面形成第一钝化层包括：
采用原子层沉积法，在所述扩散层的上表面形成所述第一钝化层。
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