CN110993701B - 一种光伏se电池及其制备方法 - Google Patents

一种光伏se电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110993701B
CN110993701B CN201911397716.9A CN201911397716A CN110993701B CN 110993701 B CN110993701 B CN 110993701B CN 201911397716 A CN201911397716 A CN 201911397716A CN 110993701 B CN110993701 B CN 110993701B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
photovoltaic
electrode
laser
grid line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911397716.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110993701A (zh
Inventor
王成
王苗
秦积海
贺稷泽
武建园
秦大威
薛少强
贾慧君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinneng Photovoltaic Technology Co Ltd
Original Assignee
Jinneng Photovoltaic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jinneng Photovoltaic Technology Co Ltd filed Critical Jinneng Photovoltaic Technology Co Ltd
Priority to CN201911397716.9A priority Critical patent/CN110993701B/zh
Publication of CN110993701A publication Critical patent/CN110993701A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110993701B publication Critical patent/CN110993701B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0216—Coatings
    • H01L31/02161—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/02168—Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells the coatings being antireflective or having enhancing optical properties for the solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光伏SE电池，包括背场极、背电极、保护膜、钝化层、P型硅基底、PN结层、SE激光推进层、氧化修复层、减反射膜层、副栅线电极和主栅线电极，通过各层结构之间相互配合，可以获得较高的太阳能电池转化率；而且本发明公开了一种光伏SE电池的制备方法，整体制备工艺流程简单，原料简单易得，能够明显降低生产成本。

Description

一种光伏SE电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，更具体的说是涉及一种光伏SE电池及其制备方法。
背景技术
太阳能是目前全球发展的能源之一，利用光伏电池吸收太阳的光能转换为电能，具有非常大的潜力和前途来替代传统能源。在太阳能电池中，硅基太阳能电池(即光伏SE电池)占到了市场总份额的90％，发展高效硅基太阳能电池技术是提高太阳能电池效率的关键。但是，硅基电池的生产成本较高、且效率较低，限制了硅基太阳能电池发展，造成利用太阳能与使用传统的石化能源相差较大。
为克服限制硅基太阳能电池发展的难题，需要提高硅基太阳能电池的转化效率，并降低其生产成本。但是，现有的研究结果中并不能同时解决上述问题，硅基太阳能电池不仅原料成本高，而且制备工艺复杂，时间成本高，配套的生产设备成本高。
因此，提供一种能够降低生产成本、提高转化效率的光伏SE电池及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种光伏SE电池及其制备方法，不仅具有较高的太阳能电池转化率，而且制备工艺简单，原料成本低，能够明显降低生产成本。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种光伏SE电池，包括背场极、背电极、保护膜、钝化层、P型硅基底、PN结层、SE激光推进层、氧化修复层、减反射膜层、副栅线电极和主栅线电极；
所述P型硅基底的一侧依次生长所述PN结层、所述SE激光推进层，所述PN结层与所述SE激光推进层在接触面上形成多个相互平行的第一凹槽；
所述P型硅基底的另一侧设置所述钝化层，所述钝化层外侧表面连接保护膜，所述保护膜外侧设置所述背电极，所述背电极外侧表面设置所述背场极；
所述SE激光推进层在另一侧形成多个相互平行的第二凹槽，所述第二凹槽与所述PN结层内的PN结位置相对，所述第二凹槽表面形成所述氧化修复层；
所述氧化修复层外表面形成所述减反膜层，所述减反膜层外表面连接所述副栅线电极；
所述副栅线电极与所述第二凹槽位置相互对应，所述副栅线电极远离所述减反膜层一侧连接所述主栅线电极。
上述优选技术方案的有益效果是：在本发明公开的光伏SE电池中，保护膜是氮化硅膜，在背面保护钝化层不被氧化；钝化层是对硅片背面收集的载流子进行钝化，降低背面电子的活跃性；PN结相当于是一个内建电场，形成电场转换的空间；SE推进层把PN结向硅基体内进一步推动；由于激光推的过程中，会对硅片表面造成烧灼损伤，破坏表面氧化层，所以通过氧化修复层进行一次修复；栅线电极和主栅电极可以把硅片表面聚集的电子传输导出。并且副栅线电极位置与SE激光推进位置重叠，提高收集载流子的数量，增强电池电极与P型基底之间的欧姆接触，可以使电池栅线更好的收集光生载流子并输出，从而提高电池的短路电流和开路电压，进而提高电池的转换效率，并且适合大规模生产。
优选的，所述PN结层的厚度为0.3～0.4μm，所述PN结层的方阻为100～150Ω；所述第一凹槽的宽度为80～150nm，长度方向贯穿整个PN结层，长度等于所述P型硅基底的长度。
优选的，所述PN结层的厚度为0.25～0.35μm，所述PN结层方阻为110～140Ω；所述第一凹槽的宽度为90-140nm。
优选的，所述第一凹槽的宽度为100-130nm，所述第一凹槽的与所述副栅线长度一致。
优选的，所述PN结层的厚度为0.3μm，所述PN结层表面方阻为130Ω；所述第一凹槽的宽度为120nm，长度为155.25mm。
优选的，所述SE激光推进层的厚度为0.05-0.1μm，所述SE激光推进后的方阻为80-90Ω。
优选的，所述SE激光推进层的厚度为0.1-0.12μm，所述SE激光推进层后方阻为70-80Ω。
优选的，所述SE激光推进层的方阻为75Ω。
优选的，所述第二凹槽的宽度为80～150nm，所述第二凹槽的长度等于所述副栅线电极的长度，深度小于或等于所述第一凹槽深度。
优选的，所述第二凹槽的长度等于所述P型硅基底的长度。
优选的，所述第二凹槽的宽度为90-140nm。
优选的，所述第二凹槽的宽度为100-130nm。
优选的，所述第二凹槽的宽度为120nm；所述第二凹槽的长度为155.25mm。
优选的，所述减反射膜层采用氮化硅材料；所述减反射膜层的厚度为70-90nm,所述减反射膜层的折射率为2.08～2.15。
优选的，所述减反射膜层的厚度为75～85μm，所述减反射膜层的折射率为2.10～2.13。
优选的，所述减反射膜层的厚度为78-83μm；所述减反射膜层的折射率为2.12。
上述优选技术方案的有益效果是：本发明采用减反射膜能够降低反射率，提高P型硅基底的使用寿命。
优选的，所述钝化层采用Al2O3，所述保护膜采用氮化硅材料。
上述优选技术方案的有益效果是：本发明采用Al2O3作为钝化层，能够减少硅片表面载流子的复合，提升寿命。
具体是采用ALD法制备，采用原料是Al(CH3)3(TMA)和H2O；主要发生的反应式如下
2Al(CH3)3+3H2O→Al2O3+6CH4
此反应是一个表面自限制反应，主要包括以下几个步骤：
(a)反应气体TMA的化学吸附，通过与硅片表面的羟基作用，TMA被化学吸附整个硅片表面；
(b)净化去掉没有被化学吸附的及反应产生的CH4等气体；
(c)反应气体H2O的化学吸附，H2O中的氢键与前面被化学吸附的TMA的甲基作用，在硅片表面再次形成羟基；
(d)净化去除没有被吸附的H2O及反应产生的CH4等气体。
一种如上所述的光伏SE电池的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)在P型硅基底的一侧进行清洗制绒形成绒面层，在绒面层表面进行扩散形成PN结层；
(2)在PN结层表面进行激光推进，形成SE激光推进层；
(3)对SE激光推进层先进行低温退火处理、再进行高温热氧处理形成氧化修复层，进行刻蚀清洗和热氧处理；
(4)在P型硅基底的另一侧进行原子沉积，形成钝化层；
(5)在氧化修复层表面镀膜形成减反射膜；在钝化层表面镀膜形成保护膜；
(6)在减反射膜表面印刷银浆形成副栅线电极和主栅线电极；
(7)在保护膜表面印刷背场极浆料形成背电极和背场极。
需要说明的是，清洗制绒是将P型硅基底通过自动化把硅片插入花篮，然后通过机械臂，把满篮的硅片按顺序依次通过碱液粗抛槽，然后再通过水槽，接着经过碱槽、水槽、酸槽、水槽、热水槽、烘干下料，完成制绒，进入下一工序进行扩散。
扩散具体是将制绒后硅片自动化插入石英舟内，进管扩散，炉门关闭之后，先升温到780℃，然后对炉管进行检漏，完成后进行磷原子沉积，继续升温到840℃，高温推进10min，接着开始降温至810℃，再进行二次通磷源沉积，完成之后出舟，进行下一工序。
激光推进是将扩散后的硅片放到SE激光上料台，通过让自动化传输带，把硅片移动到激光振镜之前，然后激光扫描之后，形成所述的凹槽。激光机台内部频率为240KHz，雕刻速度为23000，实线比例为100％。
热氧具体是刻蚀完成之后的，硅片置如炉管之内，先进行炉体升温，达到700℃后，在进一步恒温测试，管内气压设置为100p，稳定之后，通氧气，流量大概为4000sccm，时间为30min,完成之后出舟，进入下一步工序。
上述优选技术方案的有益效果是：本发明在氧化修复层完成后，进行刻蚀工序，可以去除硅片周边的磷硅玻璃，同时达到背面抛光的效果；在刻蚀完成之后进行热氧工序，形成一层二氧化硅薄层，可以修复激光对硅片表层的损伤，还原正面氧化修复层的完整性。
优选的，步骤(1)中所述P型硅基底选用边长为156.75～210mm的正方形单晶硅片，厚度为180±20μm；所述清洗制绒的减薄量为0.38～0.58g。
优选的，所述P型硅基底选用选用156.75x156.75mm单晶硅片。
优选的，步骤(2)中所述激光推进的推进深度0.1-0.15μm，推进形成的槽线长为156.75～210mm，线宽为80～120μm。
上述优选技术方案的有益效果是：本发明通过激光推进电池开压和电流均有所提升，平均转换效率能提高0.2％
优选的，步骤(3)中所述低温退火处理温度为400℃-800℃，氧气流量为500-6000sccm，氮气流量为500-6000sccm，时间为10-40min；所述高温热氧处理温度为600℃-900℃，氧气流量为100-4000sccm，时间为10-30min；所述刻蚀清洗采用浓硫酸。
优选的，所述低温退火处理温度为500℃-700℃，氧气流量为1000-4000sccm，氮气流量为3000-6000sccm，时间为10-30min；所述高温热氧处理温度为700℃-800℃，氧气流量为100-2000sccm，时间为10-20min。
优选的，所述低温退火处理温度为550℃-650℃，氧气流量为500-1000sccm，氮气流量为5000-6000sccm，时间为10-20min；所述高温热氧处理700℃-800℃，氧气流量为100-1000sccm，时间为10-15min。
上述优选技术方案的有益效果是：本发明通过低温退火处理能够提高电池的电压和电流，平均效率提升0.05％。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种光伏SE电池及其制备方法，具有如下有益效果：
(1)本发明中副栅线电极位置与SE激光推进位置重叠，提高收集载流子的数量，增强电池电极与P型基底之间的欧姆接触，使电池栅线可以更好的收集光生载流子并输出，从而提高电池的短路电流和开路电压，进而提高电池的转换效率；
(2)本发明公开的方法制备工艺简单，容易进行工业化推广，采用的原料简单易得，能够明显降低生产成本，制备流程节能环保，不危害环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的结构示意图。
在图中：A为主栅线电极、B为副栅线电极、C为氮化硅减反射膜层，D为氧化修复层、E为SE激光推进层、F为PN结层、G为P型硅基底、H为AL2O3钝化层、L为氮化硅层、M为背电极、N为背场极
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。
实施例1
本发明实施例1公开了一种光伏SE电池，包括背场极、背电极、保护膜、钝化层、P型硅基底、PN结层、SE激光推进层、氧化修复层、减反射膜层、副栅线电极和主栅线电极；
P型硅基底的一侧依次生长PN结层、SE激光推进层，PN结层与SE激光推进层在接触面上形成多个相互平行的第一凹槽；
P型硅基底的另一侧设置钝化层，钝化层外侧表面连接保护膜，保护膜外侧设置背电极，背电极外侧表面设置背场极；
SE激光推进层在另一侧形成多个相互平行的第二凹槽，第二凹槽与PN结层内的PN结位置相对，第二凹槽表面形成氧化修复层；
氧化修复层外表面形成减反膜层，减反膜层外表面连接副栅线电极；
副栅线电极与第二凹槽位置相互对应，副栅线电极远离减反膜层一侧连接主栅线电极。
在本发明公开的光伏SE电池中，保护膜是氮化硅膜，在背面保护钝化层不被氧化；钝化层是对硅片背面收集的载流子进行钝化，降低背面电子的活跃性；PN结相当于是一个内建电场，形成电场转换的空间；SE推进层把PN结向硅基体内进一步推动；由于激光推的过程中，会对硅片表面造成烧灼损伤，破坏表面氧化层，所以通过氧化修复层进行一次修复；栅线电极和主栅电极可以把硅片表面聚集的电子传输导出。
并且副栅线电极位置与SE激光推进位置重叠，提高收集载流子的数量，增强电池电极与P型基底之间的欧姆接触，可以使电池栅线更好的收集光生载流子并输出，从而提高电池的短路电流和开路电压，进而提高电池的转换效率，并且适合大规模生产。
为了进一步优化技术方案，PN结层的厚度为0.3～0.4μm，PN结层的方阻为100～150Ω；第一凹槽的宽度为80～150nm，长度方向贯穿整个PN结层，长度等于P型硅基底的长度。
为了进一步优化技术方案，PN结层的厚度为0.25～0.35μm，PN结层方阻为110～140Ω；第一凹槽的宽度为90-140nm。
为了进一步优化技术方案，第一凹槽的宽度为100-130nm，第一凹槽的与副栅线长度一致。
为了进一步优化技术方案，PN结层的厚度为0.3μm，PN结层表面方阻为130Ω；第一凹槽的宽度为120nm，长度为155.25mm。
为了进一步优化技术方案，SE激光推进层的厚度为0.05-0.1μm，SE激光推进后的方阻为80-90Ω。
为了进一步优化技术方案，SE激光推进层的厚度为0.1-0.12μm，SE激光推进层后方阻为70-80Ω。
为了进一步优化技术方案，SE激光推进层的方阻为75Ω。
为了进一步优化技术方案，第二凹槽的宽度为80～150nm，第二凹槽的长度等于副栅线电极的长度，深度小于或等于第一凹槽深度。
为了进一步优化技术方案，第二凹槽的长度等于P型硅基底的长度。
为了进一步优化技术方案，第二凹槽的宽度为90-140nm。
为了进一步优化技术方案，第二凹槽的宽度为100-130nm。
为了进一步优化技术方案，第二凹槽的宽度为120nm；第二凹槽的长度为155.25mm。
为了进一步优化技术方案，减反射膜层采用氮化硅材料；减反射膜层的厚度为70-90nm,减反射膜层的折射率为2.08～2.15。
为了进一步优化技术方案，减反射膜层的厚度为75～85μm，减反射膜层的折射率为2.10～2.13。
为了进一步优化技术方案，减反射膜层的厚度为78-83μm；减反射膜层的折射率为2.12。
上述优选技术方案的有益效果是：本发明采用减反射膜能够降低反射率，提高P型硅基底的使用寿命。
为了进一步优化技术方案，钝化层采用Al2O3，保护膜采用氮化硅材料。
上述优选技术方案的有益效果是：本发明采用Al2O3作为钝化层，能够减少硅片表面载流子的复合，提升寿命。
具体是采用ALD法制备，采用原料是Al(CH3)3(TMA)和H2O；主要发生的反应式如下
2Al(CH3)3+3H2O→Al2O3+6CH4
此反应是一个表面自限制反应，主要包括以下几个步骤：
(a)反应气体TMA的化学吸附，通过与硅片表面的羟基作用，TMA被化学吸附整个硅片表面；
(b)净化去掉没有被化学吸附的及反应产生的CH4等气体；
(c)反应气体H2O的化学吸附，H2O中的氢键与前面被化学吸附的TMA的甲基作用，在硅片表面再次形成羟基；
(d)净化去除没有被吸附的H2O及反应产生的CH4等气体。
实施例2
本发明实施例2公开了一种如实施例1公开的光伏SE电池的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)在P型硅基底的一侧进行清洗制绒形成绒面层，在绒面层表面进行扩散形成PN结层；P型硅基底选用边长为156.75～210mm的正方形单晶硅片，厚度为180±20μm；清洗制绒的减薄量为0.38～0.58g；
(2)在PN结层表面进行激光推进，形成SE激光推进层；激光推进的推进深度0.1-0.15μm，推进形成的槽线长为155.25mm，线宽为80～120μm；
(3)对SE激光推进层先进行低温退火处理、再进行高温热氧处理形成氧化修复层，进行刻蚀清洗和热氧处理；低温退火处理温度为400℃-800℃，氧气流量为500-6000sccm，氮气流量为500-6000sccm，时间为10-40min；高温热氧处理温度为600℃-900℃，氧气流量为100-4000sccm，时间为10-30min；刻蚀清洗采用浓硫酸；
(4)在P型硅基底的另一侧进行原子沉积，形成钝化层；
(5)在氧化修复层表面镀膜形成减反射膜；在钝化层表面镀膜形成保护膜；
(6)在减反射膜表面印刷银浆形成副栅线电极和主栅线电极；
(7)在保护膜表面印刷背场极浆料形成背电极和背场极。
为了进一步优化技术方案，P型硅基底选用选用156.75x156.75mm单晶硅片。
为了进一步优化技术方案，低温退火处理温度为500℃-700℃，氧气流量为1000-4000sccm，氮气流量为3000-6000sccm，时间为10-30min；高温热氧处理温度为700℃-800℃，氧气流量为100-2000sccm，时间为10-20min。
为了进一步优化技术方案，低温退火处理温度为550℃-650℃，氧气流量为500-1000sccm，氮气流量为5000-6000sccm，时间为10-20min；高温热氧处理700℃-800℃，氧气流量为100-1000sccm，时间为10-15min。
实施例3
本发明实施例3公开了一种如实施例1公开的光伏SE电池的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)选用156.75x156.75mm单晶硅片，其厚度在180±20μm范围内；对硅片前清洗制绒，去除原片本身的损失层及杂质，形成绒面层，其中减薄量控制为0.4g；然后置于扩散设备中，进行扩散制结，形成PN结层，其表面方阻为125Ω之间。
(2)在上述扩散好的单晶硅片PN结层表面进行激光推进，推进深度为0.05μm，推进形成的槽线长为156.75mm，线宽为118μm之间。
(3)将上述经过激光推进处理的单晶硅片进行氧化修复，对激光损伤的氧化层部分进行一次600℃低温退火处理，其中氧气流量为3000sccm，氮气流量为4000sccm，时间为25min；接着进行一次700℃高温热氧处理，其中氧气流量为3000sccm，时间为20min；进行刻蚀清洗，去除边缘的磷硅玻璃，并进行背面抛光；然后将单晶硅片再进行一次热氧处理，修复刻蚀过程中对正面氧化层的损伤，同时提升硅片自身的钝化效果；
(4)在上述热氧处理后的单晶硅片背面即P型基底的另一面进行Al2O3原子沉积，形成钝化层；
(5)单晶硅片的正面进行镀膜，形成一种SixNy减反射膜，膜厚范围为80±2nm，折射率为2.10±0.5；在钝化层表面镀膜，形成一种SixNy保护膜，膜厚为180±20nm；
(6)在上述镀好膜的单晶片正面即SixNy减反射膜表面印刷银浆，印刷过程使用的网版图形副栅线与SE推进层形成的槽方向是平行的，最后印刷形成正电极即相互垂直的主栅线电极与副栅线电极。
(7)对上述印刷完的电池，进行烧结、电注入处理，测试效率，平均效率能提升0.05-0.1％之间，对烧结、电注入没有特殊的限制，为本领域技术人员熟知的方法即可。
实施例4
本发明实施例4还公开了一种如实施例1公开的光伏SE电池的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)选用156.75x156.75mm单晶硅片，其厚度在180±20μm范围内；对硅片前清洗制绒，去除原片本身的损失层及杂质，形成绒面层；其中减薄量控制在0.4g；然后置于扩散设备中，进行扩散制结，形成PN结层，其表面方阻为135Ω。
(2)在上述扩散好的单晶硅片PN结层表面进行激光推进，推进深度为0.05μm，推进形成的槽线长为155.25mm，线宽为118um之间。
(3)将上述经过激光推进处理的单晶硅片进行氧化修复，对激光损伤的氧化层部分在进行一次600℃低温退火处理，其中氧气流量为2000sccm，氮气流量为8000sccm，时间为25min；接着进行一次700℃高温热氧处理，其中氧气流量为1500sccm，时间为20min；再进行刻蚀清洗，去除边缘的磷硅玻璃，进行背面抛光；然后将单晶硅片进行一次热氧处理，在修复刻蚀过程中，对正面氧化层的损伤，同时提升硅片自身的钝化效果；
(4)在上述热氧处理后的单晶硅片背面即P型基底的另一面进行Al2O3原子沉积，形成钝化层；
(5)单晶硅片正面进行镀膜，形成一种SixNy减反射膜，膜厚范围为80±2nm之间，折射率为2.10±0.5；在钝化层表面镀膜，形成一种SixNy保护膜，膜厚为180±20nm。
(6)在上述镀好膜的单晶片正面即SixNy减反射膜表面印刷银浆，印刷过程使用的网版图形副栅线与SE推进层形成的槽方向是平行的，最后印刷形成正电极即相互垂直的主栅线电极与副栅线电极。
(7)对上述印刷完的电池，进行烧结、电注入处理，然后测试效率，平均效率能提升0.08％，烧结、电注入没有特殊的限制，为本领域技术人员熟知的方法即可。
实施例5
本发明实施例5公开了一种如实施例1公开的光伏SE电池的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)在P型硅基底的一侧进行清洗制绒形成绒面层，在绒面层表面进行扩散形成PN结层；P型硅基底选用157.75x157.75mm的正方形单晶硅片，厚度为180±20μm；清洗制绒的减薄量为0.38g；
(2)在PN结层表面进行激光推进，形成SE激光推进层；激光推进的推进深度0.1μm，推进形成的槽线长为157.75mm，线宽为80μm；
(3)对SE激光推进层先进行低温退火处理、再进行高温热氧处理形成氧化修复层，进行刻蚀清洗和热氧处理；低温退火处理温度为400℃，氧气流量为6000sccm，氮气流量为6000sccm，时间为10min；高温热氧处理温度为900℃，氧气流量为4000sccm，时间为10min；刻蚀清洗采用浓硫酸；
(4)在P型硅基底的另一侧进行原子沉积，形成钝化层；
(5)在氧化修复层表面镀膜形成减反射膜；在钝化层表面镀膜形成保护膜；
(6)在减反射膜表面印刷银浆形成副栅线电极和主栅线电极；
(7)在保护膜表面印刷背场极浆料形成背电极和背场极。
实施例6
本发明实施例6公开了一种如实施例6公开的光伏SE电池的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)在P型硅基底的一侧进行清洗制绒形成绒面层，在绒面层表面进行扩散形成PN结层；P型硅基底选用158.75x158.75mm的正方形单晶硅片，厚度为180±20μm；清洗制绒的减薄量为0.58g；
(2)在PN结层表面进行激光推进，形成SE激光推进层；激光推进的推进深度0.15μm，推进形成的槽线长为158.75mm，线宽为120μm；
(3)对SE激光推进层先进行低温退火处理、再进行高温热氧处理形成氧化修复层，进行刻蚀清洗和热氧处理；低温退火处理温度为800℃，氧气流量为500sccm，氮气流量为500sccm，时间为40min；高温热氧处理温度为900℃，氧气流量为100sccm，时间为30min；刻蚀清洗采用浓硫酸；
(4)在P型硅基底的另一侧进行原子沉积，形成钝化层；
(5)在氧化修复层表面镀膜形成减反射膜；在钝化层表面镀膜形成保护膜；
(6)在减反射膜表面印刷银浆形成副栅线电极和主栅线电极；
(7)在保护膜表面印刷背场极浆料形成背电极和背场极。
实施例7
本发明实施例7公开了一种如实施例7公开的光伏SE电池的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)在P型硅基底的一侧进行清洗制绒形成绒面层，在绒面层表面进行扩散形成PN结层；P型硅基底选用166x166mm正方形单晶硅片，厚度为180±20μm；清洗制绒的减薄量为0.55g；
(2)在PN结层表面进行激光推进，形成SE激光推进层；激光推进的推进深度0.12μm，推进形成的槽线长为166mm，线宽为100μm；
(3)对SE激光推进层先进行低温退火处理、再进行高温热氧处理形成氧化修复层，进行刻蚀清洗和热氧处理；低温退火处理温度为500℃，氧气流量为1000sccm，氮气流量为3000sccm，时间为30min；高温热氧处理温度为700℃，氧气流量为2000sccm，时间为20min；刻蚀清洗采用浓硫酸；
(4)在P型硅基底的另一侧进行原子沉积，形成钝化层；
(5)在氧化修复层表面镀膜形成减反射膜；在钝化层表面镀膜形成保护膜；
(6)在减反射膜表面印刷银浆形成副栅线电极和主栅线电极；
(7)在保护膜表面印刷背场极浆料形成背电极和背场极。
实施例8
本发明实施例8公开了一种如实施例8公开的光伏SE电池的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)在P型硅基底的一侧进行清洗制绒形成绒面层，在绒面层表面进行扩散形成PN结层；P型硅基底选用边长为210x210mm的正方形单晶硅片，厚度为180±20μm；清洗制绒的减薄量为0.48g；
(2)在PN结层表面进行激光推进，形成SE激光推进层；激光推进的推进深度0.13μm，推进形成的槽线长为210mm，线宽为115μm；
(3)对SE激光推进层先进行低温退火处理、再进行高温热氧处理形成氧化修复层，进行刻蚀清洗和热氧处理；低温退火处理温度为700℃，氧气流量为2000sccm，氮气流量为4000sccm，时间为15min；高温热氧处理温度为800℃，氧气流量为800sccm，时间为13min；刻蚀清洗采用浓硫酸；
(4)在P型硅基底的另一侧进行原子沉积，形成钝化层；
(5)在氧化修复层表面镀膜形成减反射膜；在钝化层表面镀膜形成保护膜；
(6)在减反射膜表面印刷银浆形成副栅线电极和主栅线电极；
(7)在保护膜表面印刷背场极浆料形成背电极和背场极。
需要说明的是，实施例2～8中清洗制绒是将P型硅基底通过自动化把硅片插入花篮，然后通过机械臂，把满篮的硅片按顺序依次通过碱液粗抛槽，然后再通过水槽，接着经过碱槽、水槽、酸槽、水槽、热水槽、烘干下料，完成制绒，进入下一工序进行扩散。
扩散具体是将制绒后硅片自动化插入石英舟内，进管扩散，炉门关闭之后，先升温到780℃，然后对炉管进行检漏，完成后进行磷原子沉积，继续升温到840℃，高温推进10min，接着开始降温至810℃，再进行二次通磷源沉积，完成之后出舟，进行下一工序。
激光推进是将扩散后的硅片放到SE激光上料台，通过让自动化传输带，把硅片移动到激光振镜之前，然后激光扫描之后，形成的凹槽。激光机台内部频率为240KHz，雕刻速度为23000，实线比例为100％。
热氧具体是刻蚀完成之后的，硅片置如炉管之内，先进行炉体升温，达到700℃后，在进一步恒温测试，管内气压设置为100p，稳定之后，通氧气，流量大概为4000sccm，时间为30min,完成之后出舟，进入下一步工序。
在氧化修复层完成后，进行刻蚀工序，可以去除硅片周边的磷硅玻璃，同时达到背面抛光的效果；在刻蚀完成之后进行热氧工序，形成一层二氧化硅薄层，可以修复激光对硅片表层的损伤，还原正面氧化修复层的完整性。
对比例1
将实施例3中氧化修复步骤省略。
对比例2
将实施例4中氧化修复步骤省略。
将上述实施例3～8和对比例1～2制备得到的光伏SE电池进行烧结、电注入处理，然后测试电池效率烧结、电注入没有特殊的限制，为本领域技术人员熟知的方法即可，得到的结果如下表1所示。
表1
Figure BDA0002346750170000151
由上述表1中结果可以明显得知：本发明实施例3～8制备得到的光伏SE电池效率提高，具有优异的使用性能。
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他实施例的不同之处，各个实施例之间相同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。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光伏SE电池的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)在P型硅基底的一侧进行清洗制绒形成绒面层，在绒面层表面进行扩散形成PN结层；
(2)在PN结层表面进行激光推进，形成SE激光推进层；
(3)对SE激光推进层先进行低温退火处理、再进行高温热氧处理形成氧化修复层，进行刻蚀清洗和热氧处理；
(4)在P型硅基底的另一侧进行原子沉积，形成钝化层；
(5)在氧化修复层表面镀膜形成减反射膜；在钝化层表面镀膜形成保护膜；
(6)在减反射膜表面印刷银浆形成副栅线电极和主栅线电极；
(7)在保护膜表面印刷背电极浆料形成背电极和背场极。
2.根据权利要求1所述的一种光伏SE电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述P型硅基底选用边长为156.75～210mm的正方形单晶硅片，厚度为180±20μm；所述清洗制绒的减薄量为0.38～0.58g。
3.根据权利要求1所述的一种光伏SE电池的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述激光推进的推进深度0.1-0.15μm，推进形成的槽线长为156.75～210mm，线宽为80～120μm。
4.根据权利要求1所述的一种光伏SE电池的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述低温退火处理温度为400℃-800℃，氧气流量为500-6000sccm，氮气流量为500-6000sccm，时间为10-40min；所述高温热氧处理温度为600℃-900℃，氧气流量为100-4000sccm，时间为10-30min；所述刻蚀清洗采用浓硫酸。
5.根据权利要求1～4任一项所述光伏SE电池的制备方法，其特征在于，所述光伏SE电池，包括背场极、背电极、保护膜、钝化层、P型硅基底、PN结层、SE激光推进层、氧化修复层、减反射膜层、副栅线电极和主栅线电极；
所述P型硅基底的一侧依次生长所述PN结层、所述SE激光推进层，所述PN结层与所述SE激光推进层在接触面上形成多个相互平行的第一凹槽；
所述P型硅基底的另一侧设置所述钝化层，所述钝化层外侧表面连接保护膜，所述保护膜外侧设置所述背电极，所述背电极外侧表面设置所述背场极；
所述SE激光推进层在另一侧形成多个相互平行的第二凹槽，所述第二凹槽与所述PN结层内的PN结位置相对，所述第二凹槽表面形成所述氧化修复层；
所述氧化修复层外表面形成所述减反射膜层，所述减反射膜层外表面连接所述副栅线电极；
所述副栅线电极与所述第二凹槽位置相互对应，所述副栅线电极远离所述减反射膜层一侧连接所述主栅线电极。
6.根据权利要求5所述光伏SE电池的制备方法，其特征在于，所述PN结层的厚度为0.3～0.4μm，所述PN结层的方阻为100～150Ω；所述第一凹槽的宽度为80～150nm，长度方向贯穿整个PN结层，长度等于所述P型硅基底的长度。
7.根据权利要求5所述光伏SE电池的制备方法，其特征在于，所述SE激光推进层的厚度为0.1-0.15μm，所述SE激光推进层的方阻为60-90Ω。
8.根据权利要求5所述光伏SE电池的制备方法，其特征在于，所述第二凹槽的宽度为80～150nm，所述第二凹槽的长度等于所述副栅线电极的长度。
9.根据权利要求5所述光伏SE电池的制备方法，其特征在于，所述减反射膜层采用氮化硅材料；所述减反射膜层的厚度为70-90nm,所述减反射膜层的折射率为2.08～2.15。
10.根据权利要求5所述光伏SE电池的制备方法，其特征在于，所述钝化层采用Al2O3，所述保护膜采用氮化硅材料。
CN201911397716.9A 2019-12-30 2019-12-30 一种光伏se电池及其制备方法 Active CN110993701B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911397716.9A CN110993701B (zh) 2019-12-30 2019-12-30 一种光伏se电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911397716.9A CN110993701B (zh) 2019-12-30 2019-12-30 一种光伏se电池及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110993701A CN110993701A (zh) 2020-04-10
CN110993701B true CN110993701B (zh) 2021-11-16

Family

ID=70079095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911397716.9A Active CN110993701B (zh) 2019-12-30 2019-12-30 一种光伏se电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110993701B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111959105A (zh) * 2020-09-01 2020-11-20 晋能光伏技术有限责任公司 一种太阳能电池印刷网版及其印刷工艺
CN113851568A (zh) * 2021-08-19 2021-12-28 厦门大学 一种利用原子层沉积技术提高微型led调制带宽的办法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109888058B (zh) * 2019-03-04 2021-01-22 浙江正泰太阳能科技有限公司 一种太阳能电池及其制造方法
CN110176521A (zh) * 2019-06-13 2019-08-27 常州时创能源科技有限公司 Se太阳能电池的碱刻蚀方法
CN110518088B (zh) * 2019-07-18 2022-04-12 天津爱旭太阳能科技有限公司 一种se太阳能电池的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110993701A (zh) 2020-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4027395A1 (en) Efficient back passivation crystalline silicon solar cell and manufacturing method therefor
CN102403399B (zh) 一膜多用的掩膜后制绒太阳能电池的制备方法及其结构
CN110459642B (zh) 钝化接触电池及其制备方法
CN110880541A (zh) 一种新结构n型晶硅PERT双面电池及其制备方法
CN114678446A (zh) 一种低成本接触钝化全背电极太阳能电池及其制备方法
CN102403369A (zh) 一种用于太阳能电池的钝化介质膜
CN110571302A (zh) 一种n型晶体硅电池的制备方法
CN110993701B (zh) 一种光伏se电池及其制备方法
CN102437238A (zh) 一种用于晶体硅太阳电池硼掺杂的方法
CN113948611B (zh) 一种p型ibc电池及其制备方法、组件、光伏系统
CN112599636B (zh) 一种晶体硅太阳能电池的制备方法及晶体硅太阳能电池
CN114497288A (zh) 栅线嵌入选择性重掺杂区域的异质结太阳能电池制造方法
CN111640823A (zh) 一种n型钝化接触电池及其制备方法
WO2024066207A1 (zh) 一种新型太阳能电池及其制作方法
CN110571303B (zh) 一种p型晶体硅电池的制备方法
CN114823969A (zh) 一种提升钝化接触结构性能的低温氢等离子体辅助退火方法和TOPCon太阳能电池
CN108538958B (zh) 一种n型ibc电池及其制备方法
CN110534614B (zh) 一种p型晶体硅电池的制备方法
CN218160392U (zh) 一种太阳能电池
CN210956692U (zh) Perc电池
CN117199186A (zh) 一种N-TOPCon电池的制作方法
CN108447944A (zh) 一种n型pert双面电池制备方法
CN111446326A (zh) 一种利用掩膜保护的太阳能电池单面制绒工艺
CN216563145U (zh) 电池背面结构及双面TOPCon太阳能电池
CN103258901A (zh) 基于宽禁带a-SiOx及低温SiO2钝化的背接触N型电池的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant