CN111416017A - 一种钝化接触太阳电池制备方法 - Google Patents

一种钝化接触太阳电池制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111416017A
CN111416017A CN202010225832.9A CN202010225832A CN111416017A CN 111416017 A CN111416017 A CN 111416017A CN 202010225832 A CN202010225832 A CN 202010225832A CN 111416017 A CN111416017 A CN 111416017A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
front surface
layer
back surface
oxide layer
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.)
Granted
Application number
CN202010225832.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111416017B (zh
Inventor
陈嘉
陈程
马丽敏
包杰
吴伟梁
林建伟
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.)
Taizhou Zhonglai Photoelectric Technology Co ltd
Original Assignee
Taizhou Zhonglai Photoelectric 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 Taizhou Zhonglai Photoelectric Technology Co ltd filed Critical Taizhou Zhonglai Photoelectric Technology Co ltd
Priority to CN202010225832.9A priority Critical patent/CN111416017B/zh
Publication of CN111416017A publication Critical patent/CN111416017A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111416017B publication Critical patent/CN111416017B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/0248Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies
    • H01L31/0352Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions
    • H01L31/035272Semiconductor 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 characterised by their semiconductor bodies characterised by their shape or by the shapes, relative sizes or disposition of the semiconductor regions characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/06Semiconductor 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 characterised by potential barriers
    • H01L31/068Semiconductor 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 characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0682Semiconductor 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 characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/546Polycrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/547Monocrystalline silicon PV cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种钝化接触太阳电池制备方法,包括:(1)、对制绒后的基体双面硼扩散,形成双面p+掺杂发射极;(2)、去除基体背面的p+掺杂发射极,并抛光;(3)、在基体的双面均沉积隧穿氧化层和多晶硅层(4)、在基体的背面注入磷元素;(5)、对基体进行高温退火,使多晶硅层完成晶化,并在基体的正面形成p+poly,在背面形成n+poly,同时在正面形成含硼氧化层,在背面形成含磷氧化层;(6)、在基体的背面沉积减反膜层;(7)、在基体的正面制备局域掩膜,以在正面形成耐酸浆料层未覆盖的第一区域和耐酸浆料层覆盖的第二区域;(8)、在基体的正面形成局域p+poly;(9)、在基体的正面形成叠层钝化减反膜;(10)在基体的双面均制备电极。

Description

一种钝化接触太阳电池制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域,具体涉及一种钝化接触太阳电池制备方法。
背景技术
在晶体硅太阳电池中,金属—半导体接触成为制约晶体硅太阳电池效率发展的重要因素,良好的金属—半导体接触需要具备两方面条件:1)低界面复合;2)低接触电阻率。目前已有的商业化晶体硅太阳电池中,如p型常规铝背场电池或p型PERC电池,在保证接触电阻率较低的情况下,金属接触区域的金属复合为800~1000fA/cm2;对于具有广泛市场前景的n型电池,在同样保证接触电阻较低的情况下,p+发射极与金属接触区域的金属复合为1000~2000fA/cm2。研究发现,隧穿氧化层钝化接触结构同时具备低接触电阻率和低金属接触复合条件,此结构由一层超薄的隧穿氧化层和掺杂的多晶硅层组成。2017年,德国Fraunhofer太阳能系统研究所的Feldmann等将基于隧穿氧化层钝化金属接触结构的太阳电池的转换效率提升至25.8%;次年,德国ISFH太阳能研究所将隧穿氧化层钝化金属接触结构引入IBC电池,取得26.1%的转换效率。
目前,国内已经有一些厂商将该技术应用到电池生产中,在制备隧穿氧化层和本征多晶硅层的过程大多采用LPCVD和PECVD设备,这种钝化接触电池结构可以在保证背面接触电阻率的情况下极大的降低背表面的金属复合,从而有效的提升开路电路。
本发明从电池效率的限制因素的角度出发,针对现有的钝化接触TOPCon电池的局限性,背面的复合、金属复合以及接触电阻均处于良好的水准,相比较之下,正面的复合和金属复合就成为了限制电池效率的主要因素。p+poly结构可以在保持正面接触电阻率的情况下,极大的降低正面的金属复合,但其制备流程复杂,产业化兼容性较低。本发明针对这种情况,提供了一种可以量产的简单的在nTOPCon电池的正面引入局域p+poly结构的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种钝化接触太阳电池制备方法。
本发明的一种钝化接触太阳电池制备方法,其技术方案为:
包括以下步骤:
(1)、对制绒后的基体进行双面硼扩散处理,形成正面和背面p+掺杂发射极;
(2)、去除基体背面的p+掺杂发射极,并抛光处理,同时去除正面的含硼氧化层;
(3)、在基体的正面和背面均沉积隧穿氧化层和多晶硅层;
(4)、在基体的背面注入磷元素;
(5)、对基体进行高温退火处理,使基体正面和背面的多晶硅层均完成晶化,并在基体的正面形成p+poly,在基体的背面形成n+poly,同时在基体的正面形成含硼氧化层,在基体的背面形成含磷氧化层;
(6)、在基体的背面沉积减反膜层;
(7)、在基体的正面制备局域掩膜,以在基体正面形成耐酸浆料层未覆盖的第一区域和耐酸浆料层覆盖的第二区域;
(8)、在基体的正面形成局域p+poly;
(9)、在基体的正面形成叠层钝化减反膜;
(10)在基体的正面和背面均制备电极。
本发明提供的一种钝化接触太阳电池制备方法,还包括如下附属技术方案:
其中,步骤(8)包括:
(8.1)、用氢氟酸清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第一区域的含硼氧化层;
(8.2)、用氨水清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第一区域的p+poly和第二区域的耐酸浆料层;
(8.3)、用氢氟酸清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第二区域的含硼氧化层和隧穿氧化层;形成局域p+poly。
其中,在步骤(8.1)中,用体积比浓度为8%-12%的氢氟酸清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第一区域的含硼氧化层;
在步骤(8.2)中,用体积比浓度为5%-15%的氨水清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第一区域的p+poly和第二区域的耐酸浆料层;
在步骤(8.3)中,用体积比浓度为8%-12%的氢氟酸清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第二区域的含硼氧化层和隧穿氧化层。
其中,在步骤(1)中,双面硼扩散的硼源采用三溴化硼,扩散的温度为900~1000℃,硼扩散之后的p+掺杂区域的方块电阻值为100~200Ω/sq。
其中,采用加热的TMAH溶液对基体背面进行刻蚀,去除基体背面p+掺杂发射极,并抛光处理,基体减重0.4~0.8g。
其中,在步骤(3)中,隧穿氧化层的厚度范围为0.5~1.5nm;多晶硅层的厚度为60-300nm。
其中,在步骤(4)中,磷元素的注入剂量为2E15-6E15cm-3
其中,在步骤(5)中,退火的温度为850℃-880℃,退火的时间为5min-20min,退火的气氛为N2和O2的混合气体。
其中,在步骤(10)中,在基体正面通过丝网印刷,并烧结,形成p+金属电极,在基体背面通过丝网印刷,并烧结,形成n+金属电极;其中,p+金属电极与n+金属电极均设置为“H”型栅线,其主栅均等间距设置为4~12根,宽度设置为100~800μm,高度设置为10~40μm,其副栅均等间距设置为80~120根,宽度设置为20~80μm,高度设置为10~30μm。
其中,在步骤(1)之前,所述方法还包括:
(1)’、对N型硅基体进行预清洗,并去除机械损伤层,进行制绒处理,形成金字塔结构。
本发明的实施包括以下技术效果:
本发明创造性地利用硅与氧化硅在碱溶液中的反应选择比可以达到100:1,氮化硅与氧化硅在HF中的反应选择比可以达到10000:1,以及耐酸浆料的特性(耐HF腐蚀而不耐碱腐蚀),可以在前表面实现局域p+poly的形成而不影响背面结构,通过在电池正面印刷耐酸浆料,并通过双面HF清洗去除正面第一区域的含硼氧化硅,而氮化硅作为背面的保护层,使之在后续碱溶液中被保护。然后利用硅和氧化硅在碱溶液的反应的选择比,起到去除第一区域的p+poly以及去除耐酸浆料的功能,最后经过HF清洗,去除表面氧化层,这样就形成了p+poly结构。此种方法不需要特别的掩膜工艺就可以在电池正面引入p+poly结构,在电池中的运用可以简化流程,适用于大规模量产。
附图说明
图1为本发明实施例的一种钝化接触太阳电池制备方法步骤(1)’后的电池结构截面示意图。
图2为本发明实施例的一种钝化接触太阳电池制备方法步骤(1)后的电池结构截面示意图。
图3为本发明实施例的一种钝化接触太阳电池制备方法步骤(2)后的电池结构截面示意图。
图4为本发明实施例的一种钝化接触太阳电池制备方法步骤(3)后的电池结构截面示意图。
图5为本发明实施例的一种钝化接触太阳电池制备方法步骤(5)后的电池结构截面示意图。
图6为本发明实施例的一种钝化接触太阳电池制备方法步骤(6)后的电池结构截面示意图。
图7为本发明实施例的一种钝化接触太阳电池制备方法步骤(7)后的电池结构截面示意图。
图8.1为本发明实施例的一种钝化接触太阳电池制备方法步骤(8.1)之后的电池结构截面示意图。
图8.2为本发明实施例的一种钝化接触太阳电池制备方法步骤(8.2)后的电池结构截面示意图。
图8.3为本发明实施例的一种钝化接触太阳电池制备方法步骤(8.3)后的电池结构截面示意图。
图9为本发明实施例的一种钝化接触太阳电池制备方法步骤(9)后的电池结构截面示意图。
图10为本发明实施例的一种钝化接触太阳电池制备方法步骤(10)后的电池结构截面示意图。
图中,1-N型硅基体,2-p+掺杂发射极,3-隧穿氧化层,4-本征多晶硅层(含有微晶硅相),5-p+poly,6-n+poly,7-含磷氧化层,8-含硼氧化层,9-背面减反膜层,10-耐酸浆料层,11-正面叠层钝化减反层,12-正面银铝浆,13-背面银浆。
具体实施方式
下面结合实例对本发明进行详细的说明。
具体实施例仅仅是对本发明的解释,并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到保护。
本发明的一种钝化接触太阳电池制备方法,包括以下步骤:
(1)、对制绒后的基体进行双面硼扩散处理,形成正面和背面p+掺杂发射极;
(2)、去除基体背面的p+掺杂发射极,并抛光处理,同时去除正面的含硼氧化层;
(3)、在基体的正面和背面均沉积隧穿氧化层和多晶硅层;
(4)、在基体的背面注入磷元素;
(5)、对基体进行高温退火处理,使基体正面和背面的多晶硅层均完成晶化,并在基体的正面形成p+poly,在基体的背面形成n+poly,同时在基体的正面形成含硼氧化层,在基体的背面形成含磷氧化层;
(6)、在基体的背面沉积减反膜层;
(7)、在基体的正面制备局域掩膜,以在基体正面形成耐酸浆料层未覆盖的第一区域和耐酸浆料层覆盖的第二区域;
(8)、在基体的正面形成局域p+poly;
(9)、在基体的正面形成叠层钝化减反膜;
(10)在基体的正面和背面均制备电极。在具体实施时,可以先制备基体正面的电极,后制备电池背面的电极;也可以以先制备基体背面的电极,后制备电池正面面的电极;还可以同时制备基体正面和背面的电极。
在一个实施例中,步骤(8)包括:
(8.1)、用氢氟酸清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第一区域的含硼氧化层;
(8.2)、用氨水清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第一区域的p+poly和第二区域的耐酸浆料层;
(8.3)、用氢氟酸清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第二区域的含硼氧化层和隧穿氧化层;形成局域p+poly。
本实施例中,创造性地利用硅与氧化硅在碱溶液中的反应选择比可以达到100:1,氮化硅与氧化硅在HF中的反应选择比可以达到10000:1,以及耐酸浆料的特性(耐HF腐蚀而不耐碱腐蚀),可以在前表面实现局域p+poly的形成而不影响背面结构,通过双面HF清洗去除正面第一区域的含硼氧化硅,而氮化硅作为背面的保护层,使之在后续碱溶液中被保护。然后利用硅和氧化硅在碱溶液的反应的选择比,起到去除第一区域的p+poly以及去除耐酸浆料的功能,最后经过HF清洗,去除表面氧化层,这样就形成了p+poly结构。此种方法不需要特别的掩膜工艺就可以在电池正面引入p+poly结构,在电池中的运用可以简化流程,适用于大规模量产。
在一个实施例中,在步骤(8.1)中,用体积比浓度为8%-12%的氢氟酸清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第一区域的含硼氧化层;
在步骤(8.2)中,用体积比浓度为5%-15%的氨水清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第一区域的p+poly和第二区域的耐酸浆料层;
在步骤(8.3)中,用体积比浓度为8%-12%的氢氟酸清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第二区域的含硼氧化层和隧穿氧化层。
在一个实施例中,在步骤(1)中,双面硼扩散的硼源采用三溴化硼,扩散的温度为900~1000℃,硼扩散之后的p+掺杂区域的方块电阻值为100~200Ω/sq。
在一个实施例中,采用加热的TMAH溶液对基体背面进行刻蚀,去除基体背面p+掺杂发射极,并抛光处理,基体减重0.4~0.8g。
在一个实施例中,在步骤(3)中,隧穿氧化层的厚度范围为0.5~1.5nm;多晶硅层的厚度为60-300nm。
在一个实施例中,在步骤(4)中,磷元素的注入剂量为2E15-6E15cm-3
在一个实施例中,在步骤(5)中,退火的温度为850℃-880℃,退火的时间为5min-20min,退火的气氛为N2和O2的混合气体。
在一个实施例中,在步骤(10)中,在基体正面通过丝网印刷,并烧结,形成p+金属电极,在基体背面通过丝网印刷,并烧结,形成n+金属电极;其中,,p+金属电极与n+金属电极均设置为“H”型栅线,其主栅均等间距设置为4~12根,宽度设置为100~800μm,高度设置为10~40μm,其副栅均等间距设置为80~120根,宽度设置为20~80μm,高度设置为10~30μm。
可选地,在步骤(1)之前,所述方法还包括:
(1)’、对N型硅基体进行预清洗,并去除机械损伤层,进行制绒处理,形成金字塔结构。
本发明的实施包括以下技术效果:
本发明创造性地利用硅与氧化硅在碱溶液中的反应选择比可以达到100:1,氮化硅与氧化硅在HF中的反应选择比可以达到10000:1,以及耐酸浆料的特性(耐HF腐蚀而不耐碱腐蚀),可以在前表面实现局域p+poly的形成而不影响背面结构,通过在电池正面印刷耐酸浆料,并通过双面HF清洗去除正面第一区域的含硼氧化硅,而氮化硅作为背面的保护层,使之在后续碱溶液中被保护。然后利用硅和氧化硅在碱溶液的反应的选择比,起到去除第一区域的p+poly以及去除耐酸浆料的功能,最后经过HF清洗,去除表面氧化层,这样就形成了p+poly结构。此种方法不需要特别的掩膜工艺就可以在电池正面引入p+poly结构,在电池中的运用可以简化流程,适用于大规模量产。
下面将以具体的实施例对发明的制备方法进行详细地说明。
实施例1
步骤(1)’、选择厚度为100nm,电阻率为0.3Ω·cm N型硅基体1,并对该N型硅基体1进行预清洗,并去除机械损伤层,然后进行制绒处理,形成金字塔结构。完成本步骤后的电池结构如图1所示。
步骤(1)、对制绒后的N型晶体硅基体1进行双面硼扩散,形成双面p+掺杂发射极2,其中硼源采用三溴化硼,扩散的温度为900℃,硼扩之后p+掺杂区域的方块电阻值为100Ω/sq。完成本步骤后的电池结构如图2所示。
步骤(2)、采用加热的TMAH溶液对N型晶体硅基体1背面进行刻蚀,去除N型晶体硅基体1背面p+掺杂发射极2,并抛光处理,同时去除正面的含硼氧化层,N型晶体硅基体减重0.4g。完成本步骤后的电池结构如图3所示。
步骤(3)、N型晶体硅基体1的前后表面生长一层隧穿氧化硅层3,在低压化学气相沉积设备中沉积本征多晶硅层4;其中,隧穿氧化3的厚度范围为0.5nm;多晶硅层4的厚度为60nm。完成本步骤后的电池结构如图4所示。
步骤(4)、在N型晶体硅基体1的背面注入磷元素,注入剂量为2E15cm-3
步骤(5)、将注入磷元素后的N型晶体硅基体1置于温度为850℃的N2和O2的混合气体中,保持5min进行退火。退火结束后,完成多晶硅的晶化,并在N型晶体硅基体1的正面形成p+poly 5——硼掺杂多晶硅层,在N型晶体硅基体1的背面形成n+poly 6——硼掺杂多晶硅层,并在N型晶体硅基体1的正面形成含硼氧化层8,在N型晶体硅基体1的背面形成含磷氧化层7。完成本步骤后的电池结构如图5所示。
步骤(6)、在N型晶体硅基体1的背面采用氮化硅材料沉积背面减反膜层9。完成本步骤后的电池结构如图6所示。
步骤(7)、在N型晶体硅基体1的正面制备局域掩膜,以在N型晶体硅基体1的正面形成耐酸浆料层未覆盖的第一区域和耐酸浆料层10覆盖的第二区域。完成本步骤后的电池结构如图7所示。
步骤(8.1)、用体积比浓度为8%氢氟酸清洗N型晶体硅基体1的正面和背面,以去除N型晶体硅基体1的正面第一区域的含硼氧化层8。完成本步骤后的电池结构如图8.1所示。
步骤(8.2)、用体积比浓度为5%的氨水清洗N型晶体硅基体1的正面和背面,以去除N型晶体硅基体1正面第一区域的p+poly 5和第二区域的耐酸浆料层10。完成本步骤后的电池结构如图8.2所示。
步骤(8.3)、用体积比浓度为8%的氢氟酸清洗N型晶体硅基体1的正面和背面,以去除N型晶体硅基体1正面第二区域的含硼氧化层8和隧穿氧化层3。完成本步骤后的电池结构如图8.3所示。
步骤(9)、在N型晶体硅基体1的正面沉积氧化铝与氮化硅的叠层钝化减反层11。完成本步骤后的电池结构如图9所示。
步骤(10)、在N型晶体硅基体1正面通过丝网印刷,并烧结,形成p+金属电极12,在N型晶体硅基体1背面通过丝网印刷,并烧结,形成n+金属电极13;其中,p+金属电极12与n+金属电13极均设置为“H”型栅线,其主栅均等间距设置为4根,宽度设置为100μm,高度设置为10μm,其副栅均等间距设置为80根,宽度设置为20μm,高度设置为10μm。完成本步骤后的电池结构如图10所示。
实施例2
步骤(1)’、选择厚度为300nm,电阻率为2.1Ω·cm N型硅基体1,并对该N型硅基体1进行预清洗,并去除机械损伤层,然后进行制绒处理,形成金字塔结构。完成本步骤后的电池结构如图1所示。
步骤(1)、对制绒后的N型晶体硅基体1进行双面硼扩散,形成双面p+掺杂发射极2,其中硼源采用三溴化硼,扩散的温度为1000℃,硼扩之后p+掺杂区域的方块电阻值为200Ω/sq。完成本步骤后的电池结构如图2所示。
步骤(2)、采用加热的TMAH溶液对N型晶体硅基体1背面进行刻蚀,去除N型晶体硅基体1背面p+掺杂发射极2,并抛光处理,同时去除正面的含硼氧化层,N型晶体硅基体减重0.8g。完成本步骤后的电池结构如图3所示。
步骤(3)、N型晶体硅基体1的前后表面生长一层隧穿氧化硅层3,在低压化学气相沉积设备中沉积本征多晶硅层4;其中,隧穿氧化3的厚度范围为1.5nm;多晶硅层4的厚度为300nm。完成本步骤后的电池结构如图4所示。
步骤(4)、在N型晶体硅基体1的背面注入磷元素,注入剂量为6E15cm-3
步骤(5)、将注入磷元素后的N型晶体硅基体1置于温度为850℃-880℃的N2和O2的混合气体中,保持20min进行退火。退火结束后,完成多晶硅的晶化,并在N型晶体硅基体的正面形成p+poly 5——硼掺杂多晶硅层,在N型晶体硅基体的背面形成n+poly 6——硼掺杂多晶硅层,并在N型晶体硅基体1的正面形成含硼氧化层8,在N型晶体硅基体1的背面形成含磷氧化层7。完成本步骤后的电池结构如图5所示。
步骤(6)、在N型晶体硅基体1的背面采用氮化硅材料沉积减反膜层9。完成本步骤后的电池结构如图6所示。
步骤(7)、在N型晶体硅基体1的正面制备局域掩膜,以在N型晶体硅基体1的正面形成耐酸浆料层未覆盖的第一区域和耐酸浆料层10覆盖的第二区域。完成本步骤后的电池结构如图7所示。
步骤(8.1)、用体积比浓度为12%的氢氟酸清洗N型晶体硅基体1的正面和背面,以去除N型晶体硅基体1的正面第一区域的含硼氧化层8。完成本步骤后的电池结构如图8.1所示。
步骤(8.2)、用体积比浓度为15%的氨水清洗N型晶体硅基体1的正面和背面,以去除N型晶体硅基体1正面第一区域的p+poly 5和第二区域的耐酸浆料层10。完成本步骤后的电池结构如图8.2所示。
步骤(8.3)、用体积比浓度为12%的氢氟酸清洗N型晶体硅基体1的正面和背面,以去除N型晶体硅基体1正面第二区域的含硼氧化层8和隧穿氧化层3。完成本步骤后的电池结构如图8.3所示。
步骤(9)、在N型晶体硅基体1的正面沉积氧化铝与氮化硅的叠层钝化减反层11。完成本步骤后的电池结构如图9所示。
步骤(10)在N型晶体硅基体1正面通过丝网印刷,并烧结,形成p+金属电极12,在N型晶体硅基体1背面通过丝网印刷,并烧结,形成n+金属电极13;其中,p+金属电极与n+金属电极均设置为“H”型栅线,其主栅均等间距设置为12根,宽度设置为800μm,高度设置为40μm,其副栅均等间距设置为80~120根,宽度设置为20~80μm,高度设置为30μm。完成本步骤后的电池结构如图10所示。
实施例3
步骤(1)’、选择厚度为200nm,电阻率为1.5Ω·cm N型硅基体1,并对该N型硅基体1进行预清洗,并去除机械损伤层,然后进行制绒处理,形成金字塔结构。完成本步骤后的电池结构如图1所示。
步骤(1)、对制绒后的N型晶体硅基体1进行双面硼扩散,形成双面p+掺杂发射极2,其中硼源采用三溴化硼,扩散的温度为950℃,硼扩之后p+掺杂区域的方块电阻值为150Ω/sq。完成本步骤后的电池结构如图2所示。
步骤(2)、采用加热的TMAH溶液对N型晶体硅基体1背面进行刻蚀,去除N型晶体硅基体1背面p+掺杂发射极2,并抛光处理,同时去除正面的含硼氧化层,N型晶体硅基体减重0.6g。完成本步骤后的电池结构如图3所示。
步骤(3)、N型晶体硅基体1的前后表面生长一层隧穿氧化硅层3,在低压化学气相沉积设备中沉积本征多晶硅层4;其中,隧穿氧化3的厚度范围为1nm;多晶硅层4的厚度为200nm。完成本步骤后的电池结构如图4所示。
步骤(4)、在N型晶体硅基体1的背面注入磷元素,注入剂量为4E15cm-3
步骤(5)、将注入磷元素后的N型晶体硅基体1置于温度为870℃的N2和O2的混合气体中,保持15min进行退火。退火结束后,完成多晶硅的晶化,并在N型晶体硅基体的正面形成p+poly 5——硼掺杂多晶硅层,在N型晶体硅基体的背面形成n+poly 6——硼掺杂多晶硅层,并在N型晶体硅基体1的正面形成含硼氧化层8,在N型晶体硅基体1的背面形成含磷氧化层7。完成本步骤后的电池结构如图5所示。
步骤(6)、在N型晶体硅基体1的背面采用氮化硅材料沉积减反膜层9。完成本步骤后的电池结构如图6所示。
步骤(7)、在N型晶体硅基体1的正面制备局域掩膜,以在N型晶体硅基体1的正面形成耐酸浆料层未覆盖的第一区域和耐酸浆料层10覆盖的第二区域。完成本步骤后的电池结构如图7所示。
步骤(8.1)、用体积比浓度为10%的氢氟酸清洗N型晶体硅基体1的正面和背面,以去除N型晶体硅基体1的正面第一区域的含硼氧化层8。完成本步骤后的电池结构如图8.1所示。
步骤(8.2)、用体积比浓度为10%的氨水清洗N型晶体硅基体1的正面和背面,以去除N型晶体硅基体1正面第一区域的p+poly 5和第二区域的耐酸浆料层10。完成本步骤后的电池结构如图8.2所示。
步骤(8.3)、用体积比浓度为10%的氢氟酸清洗N型晶体硅基体1的正面和背面,以去除N型晶体硅基体1正面第二区域的含硼氧化层8和隧穿氧化层3。完成本步骤后的电池结构如图8.3所示。
步骤(9)、在N型晶体硅基体1的正面沉积氧化铝与氮化硅的叠层钝化减反层11。完成本步骤后的电池结构如图9所示。
步骤(10)在N型晶体硅基体1正面通过丝网印刷,并烧结,形成p+金属电极12,在N型晶体硅基体1背面通过丝网印刷,并烧结,形成n+金属电极13;其中,p+金属电极与n+金属电极均设置为“H”型栅线,其主栅均等间距设置为8根,宽度设置为500μm,高度设置为25μm,其副栅均等间距设置为100根,宽度设置为50μm,高度设置为20μm。完成本步骤后的电池结构如图10所示。
最后应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种钝化接触太阳电池制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、对制绒后的基体进行双面硼扩散处理,形成正面和背面p+掺杂发射极;
(2)、去除基体背面的p+掺杂发射极,并抛光处理;
(3)、在基体的正面和背面均沉积隧穿氧化层和多晶硅层;
(4)、在基体的背面注入磷元素;
(5)、对基体进行高温退火处理,使基体正面和背面的多晶硅层均完成晶化,并在基体的正面形成p+poly,在基体的背面形成n+poly,同时在基体的正面形成含硼氧化层,在基体的背面形成含磷氧化层;
(6)、在基体的背面沉积减反膜层;
(7)、在基体的正面制备局域掩膜,以在基体正面形成耐酸浆料层未覆盖的第一区域和耐酸浆料层覆盖的第二区域;
(8)、在基体的正面形成局域p+poly;
(9)、在基体的正面形成叠层钝化减反膜;
(10)在基体的正面和背面均制备电极。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(8)包括:
(8.1)、用氢氟酸清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第一区域的含硼氧化层;
(8.2)、用氨水清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第一区域的p+poly和第二区域的耐酸浆料层;
(8.3)、用氢氟酸清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第二区域的含硼氧化层和隧穿氧化层;形成局域p+poly。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,
在步骤(8.1)中,用体积比浓度为8%-12%的氢氟酸清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第一区域的含硼氧化层;
在步骤(8.2)中,用体积比浓度为5%-15%的氨水清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第一区域的p+poly和第二区域的耐酸浆料层;
在步骤(8.3)中,用体积比浓度为8%-12%的氢氟酸清洗基体的正面和背面,以去除基体正面第二区域的含硼氧化层和隧穿氧化层。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中,双面硼扩散的硼源采用三溴化硼,扩散的温度为900~1000℃,硼扩散之后的p+掺杂区域的方块电阻值为100~200Ω/sq。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(2)中,采用加热的TMAH溶液对基体背面进行刻蚀,去除基体背面p+掺杂发射极,并抛光处理,基体减重0.4~0.8g。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(3)中,隧穿氧化层的厚度范围为0.5~1.5nm;多晶硅层的厚度为60-300nm。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(4)中,磷元素的注入剂量为2E15-6E15cm-3
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,在步骤(5)中,退火的温度为850℃-880℃,退火的时间为5min-20min,退火的气氛为N2和O2的混合气体。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤(10)中,在基体正面通过丝网印刷,并烧结,形成p+金属电极,在基体背面通过丝网印刷,并烧结,形成n+金属电极;其中,p+金属电极与n+金属电极均设置为“H”型栅线,其主栅均等间距设置为4~12根,宽度设置为100~800μm,高度设置为10~40μm,其副栅均等间距设置为80~120根,宽度设置为20~80μm,高度设置为10~30μm。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤(1)之前,所述方法还包括:
(1)’、对N型硅基体进行预清洗,并去除机械损伤层,进行制绒处理,形成金字塔结构。
CN202010225832.9A 2020-03-26 2020-03-26 一种钝化接触太阳电池制备方法 Active CN111416017B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010225832.9A CN111416017B (zh) 2020-03-26 2020-03-26 一种钝化接触太阳电池制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010225832.9A CN111416017B (zh) 2020-03-26 2020-03-26 一种钝化接触太阳电池制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111416017A true CN111416017A (zh) 2020-07-14
CN111416017B CN111416017B (zh) 2023-03-24

Family

ID=71494453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010225832.9A Active CN111416017B (zh) 2020-03-26 2020-03-26 一种钝化接触太阳电池制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111416017B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020204823A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-08 National University Of Singapore Solar cell and method for fabricating a solar cell
CN113193082A (zh) * 2021-04-29 2021-07-30 常州顺风太阳能科技有限公司 一种TOPCon太阳能电池的制备方法
CN113193081A (zh) * 2021-04-27 2021-07-30 常州顺风太阳能科技有限公司 一种空穴选择性钝化接触电池的制备方法
CN113314630A (zh) * 2021-04-21 2021-08-27 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种含硅氧纳米晶层的多晶硅薄膜及其制备方法和应用
CN115020508A (zh) * 2022-06-17 2022-09-06 青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁太阳能电力分公司 一种全背接触太阳能电池及其制作方法
CN115020546A (zh) * 2022-07-08 2022-09-06 三一集团有限公司 双面钝化接触太阳电池及其制备方法
CN115101627A (zh) * 2022-07-08 2022-09-23 三一集团有限公司 双面钝化接触太阳电池及其制备方法
WO2023065447A1 (zh) * 2021-10-20 2023-04-27 晶澳(扬州)太阳能科技有限公司 一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池
WO2023087879A1 (zh) * 2021-11-19 2023-05-25 常州时创能源股份有限公司 双面钝化接触电池及其制备方法
CN118380497A (zh) * 2024-06-21 2024-07-23 淮安捷泰新能源科技有限公司 一种TOPCon电池结构及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106784074A (zh) * 2017-01-24 2017-05-31 泰州乐叶光伏科技有限公司 N型双面电池结构
CN107195699A (zh) * 2017-07-12 2017-09-22 泰州中来光电科技有限公司 一种钝化接触太阳能电池及制备方法
CN109935659A (zh) * 2019-03-21 2019-06-25 河海大学常州校区 一种p型太阳能电池的制备方法
CN110137274A (zh) * 2019-05-24 2019-08-16 通威太阳能(安徽)有限公司 一种双面钝化接触的p型高效电池及其制备方法
CN110233179A (zh) * 2019-05-31 2019-09-13 苏州腾晖光伏技术有限公司 一种选择性钝化接触结构的晶体硅太阳电池及其制备方法
CN110265494A (zh) * 2019-07-12 2019-09-20 苏州中来光伏新材股份有限公司 一种局部背场TOPCon太阳能电池及其制备方法
CN110660881A (zh) * 2019-08-30 2020-01-07 泰州中来光电科技有限公司 一种无掩膜去除钝化接触电池多晶硅绕镀的方法
CN110690297A (zh) * 2019-10-12 2020-01-14 通威太阳能(安徽)有限公司 一种p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池及其制备方法
CN110739367A (zh) * 2019-10-23 2020-01-31 泰州中来光电科技有限公司 一种N型TOPCon太阳能电池制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106784074A (zh) * 2017-01-24 2017-05-31 泰州乐叶光伏科技有限公司 N型双面电池结构
CN107195699A (zh) * 2017-07-12 2017-09-22 泰州中来光电科技有限公司 一种钝化接触太阳能电池及制备方法
CN109935659A (zh) * 2019-03-21 2019-06-25 河海大学常州校区 一种p型太阳能电池的制备方法
CN110137274A (zh) * 2019-05-24 2019-08-16 通威太阳能(安徽)有限公司 一种双面钝化接触的p型高效电池及其制备方法
CN110233179A (zh) * 2019-05-31 2019-09-13 苏州腾晖光伏技术有限公司 一种选择性钝化接触结构的晶体硅太阳电池及其制备方法
CN110265494A (zh) * 2019-07-12 2019-09-20 苏州中来光伏新材股份有限公司 一种局部背场TOPCon太阳能电池及其制备方法
CN110660881A (zh) * 2019-08-30 2020-01-07 泰州中来光电科技有限公司 一种无掩膜去除钝化接触电池多晶硅绕镀的方法
CN110690297A (zh) * 2019-10-12 2020-01-14 通威太阳能(安徽)有限公司 一种p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池及其制备方法
CN110739367A (zh) * 2019-10-23 2020-01-31 泰州中来光电科技有限公司 一种N型TOPCon太阳能电池制备方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020204823A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-08 National University Of Singapore Solar cell and method for fabricating a solar cell
CN113314630A (zh) * 2021-04-21 2021-08-27 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种含硅氧纳米晶层的多晶硅薄膜及其制备方法和应用
CN113193081A (zh) * 2021-04-27 2021-07-30 常州顺风太阳能科技有限公司 一种空穴选择性钝化接触电池的制备方法
CN113193082A (zh) * 2021-04-29 2021-07-30 常州顺风太阳能科技有限公司 一种TOPCon太阳能电池的制备方法
WO2023065447A1 (zh) * 2021-10-20 2023-04-27 晶澳(扬州)太阳能科技有限公司 一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池
WO2023087879A1 (zh) * 2021-11-19 2023-05-25 常州时创能源股份有限公司 双面钝化接触电池及其制备方法
CN115020508A (zh) * 2022-06-17 2022-09-06 青海黄河上游水电开发有限责任公司西宁太阳能电力分公司 一种全背接触太阳能电池及其制作方法
CN115020546A (zh) * 2022-07-08 2022-09-06 三一集团有限公司 双面钝化接触太阳电池及其制备方法
CN115101627A (zh) * 2022-07-08 2022-09-23 三一集团有限公司 双面钝化接触太阳电池及其制备方法
CN118380497A (zh) * 2024-06-21 2024-07-23 淮安捷泰新能源科技有限公司 一种TOPCon电池结构及其制备方法
CN118380497B (zh) * 2024-06-21 2024-10-22 淮安捷泰新能源科技有限公司 一种TOPCon电池结构及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111416017B (zh) 2023-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111416017B (zh) 一种钝化接触太阳电池制备方法
CN107195699B (zh) 一种钝化接触太阳能电池及制备方法
CN111029438B (zh) 一种n型钝化接触太阳能电池的制备方法
CN110660881B (zh) 一种无掩膜去除钝化接触电池多晶硅绕镀的方法
CN111162145A (zh) 具有选择性发射极结构的钝化接触太阳能电池及其制备方法
CN110265497B (zh) 一种选择性发射极的n型晶体硅太阳电池及其制备方法
EP2650926B1 (en) Solar cell and method of making a solar cell
CN110233180A (zh) P型背面隧穿氧化钝化接触太阳能电池的制备方法
CN109494261A (zh) 硅基太阳能电池及制备方法、光伏组件
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
CN113707761A (zh) 一种n型选择性发射极太阳能电池及其制备方法
CN111146311B (zh) 一种硼扩散方法及n型太阳能电池片制备方法
US20130061926A1 (en) Solar cell element and method for producing the same, and solar cell module
CN209232797U (zh) 硅基太阳能电池及光伏组件
CN105826409B (zh) 一种局部背场n型太阳能电池的制备方法
EP4002488A1 (en) Selective emitter solar cell and method for preparing same
CN111276568A (zh) 一种钝化接触太阳能电池及其制备方法
CN111477720A (zh) 一种钝化接触的n型背结太阳能电池及其制备方法
CN115332366A (zh) 一种背钝化接触异质结太阳电池及其制备方法
CN111463322A (zh) 一种p型双面电池及其制备方法
CN107275443A (zh) 一种ibc电池制备方法
CN108172637A (zh) 一种多晶掺镓背钝化太阳电池及其制备方法
CN103681971B (zh) 一种n型背结太阳能电池的制备方法
CN109755330B (zh) 用于钝化接触结构的预扩散片及其制备方法和应用
CN114050105A (zh) 一种TopCon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