CN111326606A - N型分片太阳能电池结构及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种N型分片太阳能电池结构及其制作方法。该制作方法包括：提供n型太阳能电池基体，并至少在所述基体一侧表面加工形成用于裂片的切槽；至少在所述基体的一侧表面形成连续的钝化层，并使所述切槽的切槽壁被钝化层覆盖；沿所述的切槽对所述基体进行裂片，形成分片电池，且使所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区上形成自然氧化层；以氢等离子体对所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区及所述自然氧化层进行钝化处理。本发明在切片后形成在分片电池边缘形成有第一钝化结构和第二钝化结构，该第一钝化结构覆盖暴露的空间电荷区，该第二钝化结构覆盖准中性区，进而获得具有边缘全面积钝化结构的分片电池。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池的制作方法，特别涉及一种N型分片太阳能电池结构及其制作方法，属于太阳能电池技术领域。
背景技术
N型太阳电池被认为是继P型PERC电池之后，更高效效率的太阳电池技术，其中，N型异质结电池和N型TOPCON电池是最有希望实现低成本高效率的两种电池技术，N型异质结电池具有双面钝化接触结构，有钝化效果好、工艺温度低、双面发电等优点。
N型异质结电池的基本结构如图1所示，n型单晶硅表面沉积本征氢化非晶硅薄膜(i-a-Si:H)/p型氢化非晶硅薄膜(p-a-Si:H)叠层和本征氢化非晶硅薄膜(i-a-Si:H)/n型氢化非晶硅薄膜(n-a-Si:H)叠层，钝化硅表面，p-a-Si:H和n型单晶硅构成异质p-n结，p-a-Si:H和n-a-Si:H薄膜之上沉积透明导电薄膜(TCO)，以利于载流子的收集和传输，也是非晶硅薄膜的保护层；最后在电池两面形成金属电极。N型异质结太阳电池是对称结构，掺杂非晶硅层的位置可以互换，既可以是p-a-Si:H在入光面，也可以是n-a-Si:H在入光面。
N型TOPCON电池基本结构见图2a，n型单晶硅正面扩散或离子注入硼，形成同质p-n结，Al2O3/SiNx为钝化层；背面生长超薄SiOx和n型多晶硅或微晶硅薄膜(poly-Si(n+))叠层，形成钝化接触结构；最后在电池两面形成金属电极。因其只有背面是TOPCON(tunnelingoxide passivated contact)钝化接触结构，这种电池可称为单面TOPCON电池；未来单面TOPCON电池也可能升级为双面TOPCON电池，其基本结构如图2b所示，n型单晶硅正一面生长超薄SiOx层和p型多晶硅或微晶硅薄膜(poly-Si(p+))叠层；另一面生长超薄SiOx层和n型多晶硅薄膜(poly-Si(n+))叠层，钝化硅表面。poly-Si(p+)和n型单晶硅构成异质p-n结，poly-Si(p+)和poly-Si(n+)薄膜之上沉积SiNx或透明导电薄膜(TCO)，作为保护层和(或)载流子收集传输层。最后在电池两面形成金属电极，采用SiNx为保护层时，金属电极需要烧穿SiNx和poly-Si(p+)或poly-Si(n+)薄膜接触形成欧姆接触；采用TCO为保护层时，金属电极不需要烧穿TCO，双面TOPCON电池也是对称结构，掺杂多晶硅层的位置可以互换，既可以是poly-Si(p+)在入光面，也可以是poly-Si(n+)在入光面。N型TOPCON电池能使用P型PERC产线部分设备，与N型PERT产线兼容性更高。
另一方面，随着太阳能电池技术的发展，将整片电池分割成若干分片电池，如二分片、三分片、四分片、五分片或六分片等等；以分片电池制备太阳能组件，既可以降低组件的电阻损失，也可以提高组件封装电池的密度(如叠瓦组件)，进而提高太阳能组件的效率。目前分片电池的制备方法主要有两种，都是先按常规工艺制备出成品电池片(即整片)，再将电池片整片分割为分片。一种方法为激光划片、机械裂片(laser scribe and mechanicalcleave)，如CN109449252A公开了一种半片多晶太阳能电池片的制作工艺：首先通过激光划片机对整片电池进行切割，形成切槽；再通过裂片机施加机械应力，使电池沿切槽裂解形成分片电池。另一种方法为激光热裂解(Thermal laser separation)，即先用用一束激光在成品电池某一端做短距离划刻诱发裂纹，再用另一束激光扫描沿划刻方向扫描以局部加热电池片，同时跟随该激光束引入水流或空气流以局部冷却电池片，由此产生的热应力诱导电池片最初的裂纹沿激光扫描的方向增长、裂片，形成分片电池。使用N型异质结和TOPCON分片电池制备的高效率、高密度太阳能组件，将来可能成为光伏市场的一大类甚至是主导产品。
然而，用上述方法将成品整片电池制备为分片电池后，分片边缘(即整片的断裂截面)的晶格直接暴露，暴露的表面悬挂键形成的表面缺陷是有效的载流子复合中心，使分片电池产生边缘复合而降低电池的性能。如图3，边缘复合包括载流子在暴露的空间电荷区和准中性区的复合，在空间电荷区中，电子和空穴的浓度相近，使得电子空穴具有较大的复合速率)。边缘复合在电池边缘产生理想因子(ideality factor)为2的暗电流(J02,edge)，导致分片边缘区域少子寿命降低，分片电池的填充因子(FF)、开路电压(VOC)和短路电流(JSC)均下降，尤其是FF和VOC的损失最为显著。由于上述分片边缘复合的影响，各种电池制备的分片电池其效率均会有所下降。总的趋势是表面钝化越好的电池，其对边缘复合的影响越敏感，分片后效率的降低程度也越大；例如，半片P型PERC电池的效率下降通常可控制在0.1％abs内，而半片N型异质结和TOPCON电池的效率下降通常在0.2-0.5％abs；另外，对于同一种电池，分片电池的分片边缘周长对电池面积的比越大，分片电池的效率下降也越大；例如，N型异质结电池的效率下降可达约1％abs。综上可见，需要有效的方法，抑制解决N型异质结和TOPCON分片电池的边缘复合问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种N型分片太阳能电池结构及其制作方法，以克服现有技术中的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种N型分片太阳能电池结构的制作方法，其包括：
提供n型太阳能电池基体，并至少在所述基体一侧表面加工形成用于裂片的切槽；
至少在所述基体的一侧表面形成连续的钝化层，并使所述切槽的切槽壁被钝化层覆盖；
沿所述的切槽对所述基体进行裂片，形成分片电池，且使所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区上形成自然氧化层；
以氢等离子体对所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区及所述自然氧化层进行钝化处理。
在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法具体包括：在所述基体的第一表面加工出所述的切槽，在所述基体的第一表面形成连续的第一钝化层、在所述第二基体的第二表面形成连续的第二钝化层，并使所述切槽的槽壁也被所述第一钝化层覆盖，所述第一钝化层与所述基体构成异质p-n结。
进一步的，所述钝化层包括叠层设置的化学钝化层和场钝化层。
在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法具体包括：采用n型单晶硅片作为所述的基体，在所述基体的第一表面沉积本征氢化非晶硅薄膜与p型氢化非晶硅薄膜的叠层作为第一钝化层，在所述基体的第二表面沉积本征氢化非晶硅薄膜与n型氢化非晶硅薄膜的叠层作为第二钝化层，所述p型氢化非晶硅薄膜与所述基体构成异质p-n结，从而形成N型异质结电池。
优选的，所述本征氢化非晶硅薄膜的厚度为1-10nm。
优选的，所述p型氢化非晶硅薄膜的厚度为1-15nm；
在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法具体包括：采用n型单晶硅片作为所述的基体，在所述基体的第一表面扩散或离子注入硼形成同质p-n结，再沉积第一钝化层，以及在所述基体的第二表面生长超薄氧化硅膜和n型多晶硅或微晶硅薄膜的叠层，形成钝化接触结构作为第二钝化层，从而形成单面N型TOPCON电池。
优选的，所述超薄氧化硅膜的厚度为0.1-2nm。
优选的，所述n型多晶硅或微晶硅薄膜的厚度为5-20nm。
优选的，对所述基体第一表面扩散或离子注入硼形成的B掺杂层的厚度为0.1-0.4μm。
优选的，所述第一钝化层包括叠层设置的Al2O3层和氮化硅层，所述Al2O3层和氮化硅层的总厚度为60-90nm。
在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法具体包括：采用n型单晶硅片作为所述的基体，在所述基体的第一表面生长超薄氧化硅膜和p型多晶硅或微晶硅薄膜的叠层作为第一钝化层，在所述基体的第二表面生长超薄氧化硅膜和n型多晶硅薄膜的叠层作为第二钝化层，所述p型多晶硅或微晶硅薄膜与所述基体构成异质p-n结，从而形成双面N型TOPCON电池。
优选的，所述超薄氧化硅膜的厚度为0.1-2nm。
优选的，所述p型多晶硅或微晶硅薄膜的厚度为5-20nm。
优选的，所述n型多晶硅薄膜的厚度为5-20nm。
进一步的，所述的制作方法还包括：在所述钝化层上形成保护层。
优选的，所述保护层包括TCO层或氮化硅层。
更优选的，所述TCO层包括ITO薄膜、IWO薄膜、ITIO薄膜中的任意一种。
进一步的，所述基体采用电阻率为0.1-3Ω.cm的N型硅片。
进一步的，所述切槽的宽度为0.2-10μm，优选为0.2-1μm，深度为0.5-50μm，优选为0.5-15μm。
在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法具体包括：采用氢等离子体处理的方式对所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区及所述自然氧化层进行处理，使氢等离子体渗入所述自然氧化层以及所述准中性区的局部。
进一步的，所述自然氧化层的厚度为1-2nm。
更进一步的，所述的制作方法还包括制作与所述基体连接的太阳能电池电极的步骤。
本发明实施例还提供了由所述方法制作形成的N型分片太阳能电池结构。
与现有技术相比，本发明实施例提供的一种N型分片太阳能电池结构的制作方法，在裂片后形成在分片电池边缘形成有钝化层，该第一钝化结构覆盖暴露的空间电荷区，该第二钝化结构覆盖准中性区，进而获得具有边缘全面积钝化结构的分片电池，分片电池边缘复合得到有效抑制，进而提高了分片电池的FF、VOC、JSC及效率。
附图说明
图1是一种N型异质结电池的结构示意图；
图2a是一种N型单面TOPCON电池的结构示意图；
图2b是一种N型双面TOPCON电池的结构示意图；
图3是一种分片电池边缘复合结构示意图；
图4是本发明一典型实施案例中一种H等离子钝化分片电池边缘中性区的原理示意图；
图5a是本发明一典型实施案例中一种N型异质结分片电池的制备流程结构示意图；
图5b是本发明一典型实施案例中一种N型TOPCON分片电池的制备流程结构示意图；
图6a是本发明一典型实施案例中一种N型异质结分片太阳能电池结构的结构示意图；
图6b是本发明一典型实施案例中一种N型TOPCON分片电池的结构示意图。
具体实施方式
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
本发明实施例提供了一种N型分片太阳能电池结构，该N型分片太阳能电池结构的结构如图6a、图6b所示，该分片电池由整片电池分割形成，该分片电池的边缘为整片电池的断裂截面，并且在分片电池的边缘形成有第一钝化结构和第二钝化结构，该第一钝化结构覆盖分片电池边缘暴露的空间电荷区，该第二钝化结构覆盖分片电池边缘暴露的准中性区；其中，该第一钝化结构为叠层结构，该第一钝化结构同时含有化学钝化和场钝化结构，可以有效抑制空间电荷区复合，提高分片电池的FF，VOC，JSC和电池效率。
具体的，在分片电池边缘准中性区具有被氧化形成的自然氧化层，该自然氧化层以及至少准中性区的局部经氢等离子体处理，H渗透入自然氧化层及准中性区后形成第二钝化结构；其中，该自然氧化层为氧化硅层，其厚度约为1-2nm。
具体的，使用氢等离子体处理分片电池边缘没有被叠层钝化层覆盖的准中性区，氢化该区域自然生长的超薄氧化硅层，且使氢渗透入自然氧化层以及准中性区，有效钝化准中性区缺陷，抑制准中性区复合，上述结构实现了分片电池边缘的全面积钝化。
具体的，该分片电池可以是N型异质结电池和N型TOPCON电池，对于不同类型的分片电池，分片电池边缘暴露的空间电荷区的钝化层不同，例如，该分片电池为N型异质结电池，该第一钝化结构为i-a-Si:H/p-a-Si:H/TCO叠层，其中i-a-Si:H厚1-10nm，为化学钝化层、p-a-Si:H厚1-15nm为场钝化层、TCO为保护层(保护层厚度为60-90nm)。
具体的，该分片电池为N型双面TOPCON电池，该第一钝化结构为氧化硅层/poly-Si(p+)/氮化硅层或氧化硅层/poly-Si(p+)/TCO叠层，其中氧化硅层厚0.1-2nm，为化学钝化层、poly-Si(p+)厚5-20nm，为场钝化层、氮化硅层或TCO为保护层(保护层厚度为60-90nm)。
具体的，该分片电池为N型单面TOPCON电池，该第一钝化结构为B掺杂层/Al2O3/氮化硅层叠层。其中，B掺杂层深入硅片内部0.1-0.4um，通过离子注入或扩散形成，为场钝化层、Al2O3/氮化硅层兼具化学钝化和场钝化作用，Al2O3/氮化硅层的总厚度60-90nm。
具体的，请参阅图5a、图5b，本发明实施例提供的一种N型分片太阳能电池结构的制备方法包括如下步骤：
1)提供电阻率为0.1-3Ω·cm N型硅片，在N型硅片的第一表面对应分片的位置用激光切割的方式对N型硅片进行加工形成用于裂片的切槽，切槽的宽度为0.2-10um，优选为0.2-1um；切槽的深度为0.5-50um，优选为0.5-15um，然后在第一表面沉积叠层钝化层，该叠层钝化层与N型硅片形成异质p-n结；
若该电池为N型异质结电池，则该叠层钝化层为i-a-Si:H/p-a-Si:H/TCO叠层，其中i-a-Si:H厚1-10nm，为化学钝化层、p-a-Si:H厚1-15nm为场钝化层、TCO为保护层(保护层厚度为60-90nm)；
若该电池为N型双面TopCON电池，则该叠层钝化层为氧化硅层/poly-Si(p+)/氮化硅层或氧化硅层/poly-Si(p+)/TCO叠层，其中氧化硅层厚0.1-2nm，为化学钝化层、poly-Si(p+)厚5-20nm，为场钝化层、氮化硅层或TCO为保护层(保护层的厚度为60-90nm)；
若该电池为N型单面TOPCON电池，则该叠层钝化层为B掺杂层/Al2O3/氮化硅层叠层，其中，B掺杂层深入硅片内部0.1-0.4um，B掺杂层是通过离子注入或扩散形成的，该B掺杂层为场钝化层，Al2O3/氮化硅层兼具化学钝化和场钝化作用，总厚度60-90nm；
2)按照常规流程(即现有制备整片电池的方法)在N型硅片上制作电池结构进而形成整片电池，在整片成品电池制备完成后，利用机械裂片或激光热裂解的方式使整片电池在切槽处裂片形成分片电池，位于切槽表面的叠层钝化层覆盖分片电池边缘暴露的空间电荷区进而形成第一钝化结构(可以理解为前述钝化层或叠层钝化层，该第一钝化结构包括前述的第一钝化层)；
3)裂片形成的分片电池边缘没有被第一钝化结构覆盖的部分(该部分为准中性区)会生长很薄(约2nm)的自然氧化层(即氧化硅层)，自然氧化层对硅表面的钝化作用很弱，不足以抑制分片电池边缘在准中性区的复合，为此，将分片电池堆叠后放入特制的氢等离子发生器(如图4所示)，采用氢等离子体处理的方式对分片电池进行处理，使H等离子体渗透入自然氧化层及准中性区及与自然氧化层相对应的N型硅片准中性区的局部，从而形成第二钝化结构，进而完成分片电池的制备。
其中，采用氢等离子处理分片电池边缘没有被第一钝化结构覆盖的准中性区，氢化该区域自然生长的自然氧化层，且使氢渗透入与自然氧化层相对应的准中性区，有效钝化准中性区，从而抑制准中性区复合，实现分片电池边缘的全面积钝化。
具体的，N型异质结电池和N型TOPCON电池中载流子的传输为一维传输(不同于PERC电池)，因此其对硅基底的电阻率范围要求较宽，实际中我们发现，对于整片156mm*156mm N型异质结电池，硅基底电阻率范围为0.1-10Ω·cm之间，电池的效率是稳定的，而对于边缘复合较大的分片电池，采用低电阻率N型硅基底，可降低边缘复合引起的暗电流(J02)对电池性能的影响。其次，在N型异质结分片电池和N型TOPCON分片电池边缘生成第一钝化结构以覆盖暴露的空间电荷区，该第一钝化结构为叠层结构，该第一钝化结构同时含有化学钝化和场钝化结构，可以有效抑制空间电荷区复合。另外，利用H等离子体对分片电池边缘进行处理，使得H等离子体渗透入准中性区及覆盖其上的自然氧化层，进而形成第二钝化结构，以钝化准中性区处的缺陷，有效抑制准中性区复合。
实施例1 N型异质结电池二等分片的过程
1)提供电阻率为0.1-3Ω·cm的N型硅片；
2)在N型硅片的第一表面、且位于边长1/2处，采用激光照射的方式形成1条切槽，该切槽的宽度为0.2-10um，优选为0.2-1um；切槽的深度为0.5-50um，优选为0.5-15um；
3)采用碱溶液对N型硅片进行表面处理以去除损伤层，然后对该N型硅片进行清洗制绒处理，清洗后要求硅片无斑点，划痕，水痕等；
4)采用PECVD或热丝CVD法在N型硅片无切槽的第二表面第沉积叠层的本征氢化非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和N型氢化非晶硅薄膜(n-a-Si:H)；
5)采用PECVD或热丝CVD在N型硅片有切槽的第一表面沉积叠层的本征氢化非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和P型氢化非晶硅薄膜(p-a-Si:H)，其中该第一表面与第二表面背对设置；
6)采用反应等离子沉积(RPD)或物理气相沉积(PVD)方法在N型硅片的第一表面、第二表面沉积TCO薄膜，该TCO薄膜具体可以是ITO薄膜，IWO薄膜，ITIO薄膜等；
7)采用丝网印刷的方式在N型硅片的第一表面、第二表面印刷低温银浆进而制备电池的电极；
8)通过机械裂片或激光热裂解的方式使电池在切槽处裂片，形成二等分片；
9)将分片电池堆叠放入特制的氢等离子发生器，使用氢等离子体处理分片电池边缘。
对照例1
1)提供电阻率为0.1-10Ω·cm的N型硅片；
2)采用碱溶液对N型硅片进行表面处理以去除损伤层，然后对该N型硅片进行清洗制绒处理，清洗后要求硅片无斑点，划痕，水痕等；
3)采用PECVD或热丝CVD法在N型硅片一面沉积叠层的本征氢化非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和N型氢化非晶硅薄膜(n-a-Si:H)；
4)采用PECVD或热丝CVD法在N型硅片另一面沉积叠层的本征氢化非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和P型氢化非晶硅薄膜(p-a-Si:H)，
5)采用反应等离子沉积(RPD)或物理气相沉积(PVD)方法在N型硅片两表面沉积TCO薄膜，该TCO薄膜具体可以是ITO薄膜，IWO薄膜，ITIO薄膜等；
6)采用丝网印刷的方式在N型硅片的两面印刷低温银浆进而制备电池的电极；制成整片成品电池；
7)通过机械裂片的方法，将上述整片成品电池切为二等分片。
分别对实施例1和对照例1的制备获得的分片电池进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1为实施例1和对照例1的制备获得的分片电池进行性能表征
实施例2 N型异质结电池六等分片
1)提供电阻率为0.1-3Ω·cm的N型硅片；
2)在N型硅片的第一表面位于边长1/6处，采用激光照射的方式形成5条切槽，切槽的宽度为0.2-10um，优选为0.2-1um；切槽的深度为0.5-50um，优选为0.5-15um。
3)采用碱溶液对N型硅片进行表面处理以去除损伤层，然后对该N型硅片进行清洗制绒处理，清洗后要求硅片无斑点，划痕，水痕等；
4)采用PECVD或热丝CVD法在N型硅片无切槽的第二表面沉积叠层的本征氢化非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和N型氢化非晶硅薄膜(n-a-Si:H)；
5)采用PECVD或热丝CVD法在N型硅片有切槽的第一表面沉积叠层的本征氢化非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和P型氢化非晶硅薄膜(p-a-Si:H)，其中该第一表面与第二表面背对设置；
6)采用反应等离子沉积(RPD)或物理气相沉积(PVD)方法在硅片第一表面、第二表面沉积TCO薄膜，该TCO薄膜具体可以是ITO薄膜，IWO薄膜，ITIO薄膜等；
7)采用丝网印刷的方式在N型硅片的第一表面、第二表面印刷低温银浆进而制备电池的电极；
8)通过机械裂片或激光热裂解的方式使电池在切槽处裂片，形成六等分片电池；
9)将分片电池堆叠放入特制的氢等离子发生器，使用氢等离子体处理分片电池边缘。
对照例2
1)提供电阻率为0.1-10Ω·cm的N型硅片；
2)采用碱溶液对N型硅片进行表面处理以去除损伤层，然后对该N型硅片进行清洗制绒处理，清洗后要求硅片无斑点，划痕，水痕等；
3)采用PECVD或热丝CVD法在N型硅片一面沉积叠层的本征氢化非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和N型氢化非晶硅薄膜(n-a-Si:H)；
4)采用PECVD或热丝CVD法在N型硅片另一面沉积叠层的本征氢化非晶硅薄膜(i-a-Si:H)和P型氢化非晶硅薄膜(p-a-Si:H)；
5)采用反应等离子沉积(RPD)或物理气相沉积(PVD)方法在N型硅片两表面沉积TCO薄膜，该TCO薄膜具体可以是ITO薄膜，IWO薄膜，ITIO薄膜等；
6)采用丝网印刷的方式在N型硅片的两面印刷低温银浆进而制备电池的电极，制成整片成品电池；
7)通过激光热裂解的方法，将上述整片成品电池切为六等分片。
分别对实施例2和对照例2的制备获得的分片电池进行性能测试，测试结果如表2所示。
表2为实施例2和对照例2的制备获得的分片电池进行性能表征
实施例3 N型双面TOPCON电池四等分片
1)提供电阻率为0.1-3Ω·cm的N型硅片；
2)在N型硅片的第一表面位于边长1/4处，采用激光照射的方式形成3条切槽，切槽的宽度为0.2-10um，优选为0.2-1um；切槽的深度为0.5-50um，优选为0.5-15um。
3)采用碱溶液对N型硅片进行表面处理以去除损伤层，然后对该N型硅片进行清洗制绒处理，清洗后要求硅片无斑点，划痕，水痕等；
4)采用低压扩散或离子注入的方式在N型硅片有切槽的第一表面使用LPCVD生长超薄SiOx层(厚度0.1-2nm)，使用LPCVD或PECVD法生长poly-Si(p+)薄膜(厚度为5-20nm)；
5)在N型硅片无切槽的第二表面使用LPCVD生长超薄氧化硅层(厚度为0.1-2nm)，使用LPCVD或PECVD生长poly-Si(n+)薄膜(厚度5-20nm)，其中该第一表面与第二表面背对设置；
6)采用H2退火的方式对N型硅片的第一表面、第二表面进行处理，以提升氧化硅层/poly-Si(n+)和氧化硅层/poly-Si(p+)叠层钝化效果；
7)在N型硅片的第一表面、第二表面沉积氮化硅层或TCO，厚度为60-90nm；其中，氮化硅层采用PECVD法沉积形成，TCO采用反应等离子沉积(RPD)或物理气相沉积(PVD)法沉积形成，TCO具体可以是ITO薄膜，IWO薄膜，ITIO薄膜等；
7)在N型硅片的第一表面、第二表面丝网印刷金属银浆，共烧结形成电池的电极；
8)通过机械裂片或激光热裂解的方式使电池在切槽处裂片，形成四等分片电池；
9)将分片电池堆叠放入特制的氢等离子发生器，使用氢等离子体处理分片电池边缘。
对照例3
1)提供电阻率为0.1-10Ω·cm的N型硅片；
2)采用碱溶液对N型硅片进行表面处理以去除损伤层，然后对该N型硅片进行清洗制绒处理，清洗后要求硅片无斑点，划痕，水痕等；
3)采用低压扩散或离子注入的方式在N型硅片第一表面使用LPCVD生长超薄SiOx层(厚度0.1-2nm)，使用LPCVD或PECVD法生长poly-Si(p+)薄膜(厚度为5-20nm)；
4)N型硅片无切槽的第二表面使用LPCVD生长超薄氧化硅层(厚度为0.1-2nm)，使用LPCVD或PECVD生长poly-Si(n+)薄膜(厚度5-20nm)，其中该第一表面与第二表面背对设置；
5)采用H2退火的方式对N型硅片的第一表面、第二表面进行处理，以提升氧化硅层/poly-Si(n+)和氧化硅层/poly-Si(p+)叠层钝化效果；
6)在N型硅片的第一表面、第二表面沉积氮化硅层或TCO，厚度为60-90nm；其中，氮化硅层采用PECVD法沉积形成，TCO采用反应等离子沉积(RPD)或物理气相沉积(PVD)法沉积形成，TCO具体可以是ITO薄膜，IWO薄膜，ITIO薄膜等；
7)在N型硅片的第一表面、第二表面丝网印刷金属银浆，共烧结形成电池的电极；制成整片成品电池；
8)通过激光热裂解的方式，将上述整片成品电池切为四等分片。
实施例4 N型单面TOPCON电池二等分片
1)提供电阻率为0.1-3Ω·cm的N型硅片；
2)在N型硅片的第一表面、且位于边长1/2处，采用激光照射的方式形成1条切槽，该切槽的宽度为0.2-10um，优选为0.2-1um；切槽的深度为0.5-50um，优选为0.5-15um；
3)采用碱溶液对N型硅片进行表面处理以去除损伤层，然后对该N型硅片进行清洗制绒处理，清洗后要求硅片无斑点，划痕，水痕等；
4)采用低压扩散或离子注入的方式在N型硅片第一表面(有切槽一面)形成B掺杂层，之后去除硼硅玻璃，并做边缘刻蚀；
5)在N型硅片第二表面(无切槽一面)使用LPCVD生长超薄氧化硅层层(厚度0.1-2nm)，使用LPCVD或PECVD生长poly-Si(n+)薄膜(厚度100-200nm)，之后进行H2退火处理，提升SiOx/poly-Si(n+)叠层钝化效果，其中，所述第一表面、第二表面背对设置；
6)在N型硅片正面沉积Al2O3/氮化硅层叠层，在背面沉积SiNx层；
7)在N型硅片的第一表面、第二表面丝网印刷金属银浆，共烧结形成电池的电极；
8)通过机械裂片或激光热裂解的方式使电池在切槽处裂片，形成二等分片；
9)将分片电池堆叠放入特制的氢等离子发生器，使用氢等离子体处理分片电池边缘。
对照例4
1)提供电阻率为0.1-10Ω·cm的N型硅片；
2)采用碱溶液对N型硅片进行表面处理以去除损伤层，然后对该N型硅片进行清洗制绒处理，清洗后要求硅片无斑点，划痕，水痕等；
3)采用低压扩散或离子注入的方式在N型硅片正面形成B掺杂层，之后去除硼硅玻璃，并做边缘刻蚀；
4)在N型硅片背面使用LPCVD生长超薄氧化硅层层(厚度0.1-2nm)，使用LPCVD或PECVD生长poly-Si(n+)薄膜(厚度100-200nm)，之后进行H2退火处理，提升SiOx/poly-Si(n+)叠层钝化效果；
5)在N型硅片正面沉积Al2O3/氮化硅层叠层，在背面沉积SiNx层；
6)在N型硅片正背面表面丝网印刷金属银浆，共烧结形成电池的电极；制成整片成品电池；
7)通过机械裂片的方式，将上述整片成品电池切为二等分片。
分别对实施例4和对照例4的制备获得的分片电池进行性能测试，测试结果如表3所示。
表3为实施例4和对照例4的制备获得的分片电池进行性能表征
本发明实施例提供的一种N型分片太阳能电池结构的制作方法，在切片后形成在分片电池边缘形成有第一钝化结构和第二钝化结构，该第一钝化结构覆盖暴露的空间电荷区，该第二钝化结构覆盖准中性区，进而获得具有边缘全面积钝化结构的分片电池，分片电池边缘复合得到有效抑制，进而提高了分片电池的FF、VOC、JSC及效率。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种N型分片太阳能电池结构的制作方法，其特征在于包括：
提供n型太阳能电池基体，并至少在所述基体一侧表面加工形成用于裂片的切槽；
至少在所述基体的一侧表面形成连续的钝化层，并使所述切槽的切槽壁被钝化层覆盖；
沿所述的切槽对所述基体进行裂片，形成分片电池，且使所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区上形成自然氧化层；
以氢等离子体对所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区及所述自然氧化层进行钝化处理。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于具体包括：在所述基体的第一表面加工出所述的切槽，在所述基体的第一表面形成连续的第一钝化层、在所述第二基体的第二表面形成连续的第二钝化层，并使所述切槽的槽壁也被所述第一钝化层覆盖，所述第一钝化层与所述基体构成异质p-n结，其中，所述第一表面和第二表面背对设置；和/或，所述钝化层包括叠层设置的化学钝化层和场钝化层。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于具体包括：采用n型单晶硅片作为所述的基体，在所述基体的第一表面沉积本征氢化非晶硅薄膜与p型氢化非晶硅薄膜的叠层作为第一钝化层，在所述基体的第二表面沉积本征氢化非晶硅薄膜与n型氢化非晶硅薄膜的叠层作为第二钝化层，所述p型氢化非晶硅薄膜与所述基体构成异质p-n结，从而形成N型异质结电池；优选的，所述本征氢化非晶硅薄膜的厚度为1-10nm；优选的，所述p型氢化非晶硅薄膜的厚度为1-15nm。
4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于具体包括：采用n型单晶硅片作为所述的基体，在所述基体的第一表面扩散或离子注入硼形成同质p-n结，再沉积第一钝化层，以及在所述基体的第二表面生长超薄氧化硅膜和n型多晶硅或微晶硅薄膜的叠层，形成钝化接触结构作为第二钝化层，从而形成单面N型TOPCON电池；优选的，所述超薄氧化硅膜的厚度为0.1-2nm；优选的，所述n型多晶硅或微晶硅薄膜的厚度为5-20nm；优选的，对所述基体第一表面扩散或离子注入硼形成的B掺杂层的厚度为0.1-0.4μm；优选的，所述第一钝化层包括叠层设置的Al2O3层和氮化硅层，所述Al2O3层和氮化硅层的总厚度为60-90nm。
5.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于具体包括：采用n型单晶硅片作为所述的基体，在所述基体的第一表面生长超薄氧化硅膜和p型多晶硅或微晶硅薄膜的叠层作为第一钝化层，在所述基体的第二表面生长超薄氧化硅膜和n型多晶硅薄膜的叠层作为第二钝化层，所述p型多晶硅或微晶硅薄膜与所述基体构成异质p-n结，从而形成双面N型TOPCON电池；优选的，所述超薄氧化硅膜的厚度为0.1-2nm；优选的，所述p型多晶硅或微晶硅薄膜的厚度为5-20nm；优选的，所述n型多晶硅薄膜的厚度为5-20nm。
6.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于还包括：在所述钝化层上形成保护层；优选的，所述保护层包括TCO层或氮化硅层；更优选的，所述TCO层包括ITO薄膜、IWO薄膜、ITIO薄膜中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：所述基体采用电阻率为0.1-3Ω.cm的N型硅片；和/或，所述切槽的宽度为0.2-10μm，优选为0.2-1μm，深度为0.5-50μm，优选为0.5-15μm。
8.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于具体包括：采用氢等离子体处理的方式对所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区及所述自然氧化层进行处理，使氢等离子体渗入所述自然氧化层以及所述准中性区的局部；和/或，所述自然氧化层的厚度为1-2nm。
9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于还包括制作与所述基体连接的太阳能电池电极的步骤。
10.由权利要求1-9中任一项所述方法制作形成的N型分片太阳能电池结构。
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