CN111477696A - 一种基于钝化接触的太阳能电池片及其制备方法 - Google Patents
一种基于钝化接触的太阳能电池片及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111477696A CN111477696A CN202010265825.1A CN202010265825A CN111477696A CN 111477696 A CN111477696 A CN 111477696A CN 202010265825 A CN202010265825 A CN 202010265825A CN 111477696 A CN111477696 A CN 111477696A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- silicon nitride
- amorphous silicon
- doped silicon
- poly
- 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.)
- Pending
Links
- 238000002161 passivation Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 118
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 118
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 94
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 92
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 50
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 50
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 6
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N borane Chemical compound B UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl trichloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 101001073212 Arabidopsis thaliana Peroxidase 33 Proteins 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101001123325 Homo sapiens Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Proteins 0.000 description 1
- 102100028961 Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Human genes 0.000 description 1
- 101100409194 Rattus norvegicus Ppargc1b gene Proteins 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910000085 borane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013082 photovoltaic technology Methods 0.000 description 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N trichloroborane Chemical compound ClB(Cl)Cl FAQYAMRNWDIXMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- H01L31/0216—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
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02366—Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
-
- 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
-
- 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
- H01L31/186—Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
- H01L31/1868—Passivation
-
- 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
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/202—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials including only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- 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
- H01L31/20—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof such devices or parts thereof comprising amorphous semiconductor materials
- H01L31/208—Particular post-treatment of the devices, e.g. annealing, short-circuit elimination
-
- 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)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于钝化接触的太阳能电池片及其制备方法，简化了制备工艺。一种基于钝化接触的太阳能电池片，包括硅基体，所述太阳能电池片还包括：第一钝化层，其形成于所述硅基体的正面之上；第一多晶/非晶硅层，其形成于所述正面钝化层之上；第一掺杂氮化硅层，其形成于所述第一多晶/非晶硅层之上；第二钝化层，其形成于所述硅基体的背面之上；第二多晶/非晶硅层，其形成于所述第二钝化层之上；及第二掺杂氮化硅层，其形成于所述第二多晶/非晶硅层之上；其中，所述第一掺杂氮化硅层和所述第二掺杂氮化硅层中的一者为P型掺杂氮化硅层，另一者为N型掺杂氮化硅层。
Description
技术领域
本发明属于晶硅太阳能电池领域，涉及一种基于钝化接触的太阳能电池片及其制备方法。
背景技术
随着光伏技术的发展，PERC（passivate emitter and rear solar cell）电池转换效率逐渐达到其量产转换效率上限，而且转换效率的限制瓶颈在于正表面（n型表面）钝化不足，载流子复合占比过大。钝化接触技术能够在p型和n型表面都获得良好的钝化效果，同时因为隧穿等载流子传输机制，钝化接触层可以兼具与硅片表面低接触电阻特性，该钝化接触层即充当了表面钝化层又充当了载流子导出连接层。然而，目前该钝化接触层的制备工艺存在如下问题，限制了其产业化进度。
一、绕镀问题解决难：目前氧化硅/多晶硅层钝化接触层通常通过低压力化学气相沉积法（Low Pressure Chemical Vapor Deposition，LPCVD）制备获得，但该沉积方法在制备过程中存在绕镀，会沉积到电池另一面造成短路影响电池转换效率。为解决这一问题通常会在钝化接触层制备后再进行一次湿法刻蚀工艺对边缘进行湿法刻蚀隔离；或者事先在另外一面预先沉积一层氮化硅、碳化硅、氧化硅等掩膜层；但无论哪种方法在工艺上都增加了实现难度和制造成本，极大限制良率和产业应用推进速度；
二、光学寄生吸收大：钝化接触层中多晶硅/非晶硅层光学吸收系数高，在应用于电池表面时，因寄生吸收大的问题极大限制了电池转换效率提升幅度。为解决这一问题，行业通常采用较薄的多晶硅/非晶硅层，当采用较薄多晶硅层时，后期多晶硅掺杂较难控制，掺杂源容易穿透氧化硅层，破坏氧化硅钝化效率；同时由于掺杂源渗透进入硅基体表面会造成基体掺杂浓度上升，氧化硅层两边掺杂浓度差值缩小，载流子隧穿几率降低，造成接触电阻上升。
发明内容
针对上述技术问题中的至少一个，本发明提供了一种基于钝化接触的太阳能电池片及其制备方法，简化了制备工艺。
为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案如下：
一种基于钝化接触的太阳能电池片，包括硅基体，所述太阳能电池片还包括：
第一钝化层，其形成于所述硅基体的正面之上；
第一多晶/非晶硅层，其形成于所述正面钝化层之上；
第一掺杂氮化硅层，其形成于所述第一多晶/非晶硅层之上；
第二钝化层，其形成于所述硅基体的背面之上；
第二多晶/非晶硅层，其形成于所述第二钝化层之上；及
第二掺杂氮化硅层，其形成于所述第二多晶/非晶硅层之上；
其中，所述第一掺杂氮化硅层和所述第二掺杂氮化硅层中的一者为P型掺杂氮化硅层，另一者为N型掺杂氮化硅层。
在一实施例中，所述P型掺杂氮化硅层为掺硼氮化硅、掺镓氮化硅、掺铟氮化硅、掺铝氮化硅、掺铊氮化硅中的一种或多种的组合。
在一实施例中，所述N型掺杂氮化硅为掺磷氮化硅。
在一实施例中，所述第一多晶/非晶硅层为与其上的所述第一掺杂氮化硅层掺杂类型相同的掺杂多晶/非晶硅层。
在一实施例中，所述第二多晶/非晶硅层为与其上的所述第二掺杂氮化硅层掺杂类型相同的掺杂多晶/非晶硅层。
进一步地，所述第一多晶/非晶硅层和/或所述第二多晶/非晶硅层在烧结工序中被其上的掺杂氮化硅层中的掺杂源掺杂。
在一实施例中，所述第一钝化层和/或所述第二钝化层为氧化硅层。
在一实施例中，所述第一掺杂氮化硅层、所述第一多晶/非晶硅层、所述第一钝化层、所述硅基体、所述第二钝化层、所述第二多晶/非晶硅层及所述第二掺镓氮化硅层依次层叠。
在一实施例中，所述硅基体为N型硅基体或P型硅基体。
在一实施例中，所述第一钝化层和所述第二钝化层的厚度分别为1~3nm。
在一实施例中，所述第一多晶/非晶硅层和所述第二多晶/非晶硅层的厚度分别为10~90nm。
在一实施例中，所述第一掺杂氮化硅层和所述第二掺杂氮化硅层的厚度分比为50~200nm。
在一特定且优选的实施例中，所述第一掺杂氮化硅层、所述第一多晶/非晶硅层、所述第一钝化层、所述硅基体、所述第二钝化层、所述第二多晶/非晶硅层及所述第二掺镓氮化硅层依次层叠；所述硅基体为N型硅基体或P型硅基体；所述第一钝化层和所述第二钝化层的厚度分别为1~3nm；所述第一多晶/非晶硅层和所述第二多晶/非晶硅层的厚度分别为10~90nm；所述第一掺杂氮化硅层和所述第二掺杂氮化硅层的厚度分比为50~200nm。
本发明还采用如下技术方案：
一种如上所述的太阳能电池片的制备方法，包括如下步骤：
A、在硅片的正面制备第一钝化层，在硅片的背面制备第二钝化层；
B、在第一钝化层上沉积第一多晶/非晶硅层，在第二钝化层上沉积第二多晶/非晶硅层；
C、在第一多晶/非晶硅层上和第二多晶/非晶硅层中的一者上沉积P型掺杂氮化硅层；
D、在第一多晶/非晶硅层上和第二多晶/非晶硅层中的另一者上沉积N型掺杂氮化硅层；
E、烧结制备电极。
在一实施例中，所述步骤E中，在烧结时，所述P型掺杂氮化硅及所述N型掺杂氮化硅中的掺杂源进入其下的多晶/非晶硅层中。
在一实施例中，所述制备方法还包括位于所述步骤D之后的退火步骤。
本发明采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：
本发明的基于钝化接触的太阳能电池片结构和制备方法，通过采用掺杂氮化硅层的膜层掺杂技术，避免了绕镀，使得工艺简化，由原来的10-14步以上的工艺步骤，简化至5-6步，产能提升良率提升，成本大幅降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例的一种太阳能电池片的截面示意图。
其中，
1、第一掺杂氮化硅层；2、第一多晶/非晶硅层；3、第一钝化层；4、硅基体；5、第二钝化层；6、第二多晶/非晶硅层；7、第二掺杂氮化硅层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
本实施例提供一种基于钝化接触的太阳能电池片，具体是一种PERC太阳能电池片。该太阳能电池片包括依次层叠的第一掺杂氮化硅层1、第一多晶/非晶硅层2、第一钝化层3、硅基体4、第二钝化层5、第二多晶/非晶硅层6及第二掺镓氮化硅层7，该太阳能电池片还包括正面电极和背面电极，其中正面电极印刷在位于正面的第一掺杂氮化硅层1上并经烧结形成，背面电极印刷在位于背面的第二掺杂氮化硅层7上并经烧结形成。图1示出了该天阳能电池片局部的截面示意图，其中没有示出正面电极和背面电极。如图1所示，第一钝化层3形成于硅基体4的正面之上；第一多晶/非晶硅层2形成于正面的第一钝化层3之上；第一掺杂氮化硅层1形成于第一多晶/非晶硅层2之上；第二钝化层5形成于硅基体4的背面之上；第二多晶/非晶硅层6形成于第二钝化层5之上；第二掺杂氮化硅层7形成于第二多晶/非晶硅层6之上。进一步地，该太阳能电池片由层叠的第一掺杂氮化硅层1、第一多晶/非晶硅层2、第一钝化层3、硅基体4、第二钝化层5、第二多晶/非晶硅层6及第二掺镓氮化硅层7这七层结构及正面电极和背面电极组成。
硅基体4可以N型硅基体或P型硅基体。在一些实施方式中，硅基体4为N型硅基体，硅基体4的掺杂元素为磷元素。在另一些实施方式中，硅基体4为P型硅基体，其掺杂元素为硼、铝、镓、铟等元素中的一种或多种。
第一钝化层3和第二钝化层5具体为氧化硅层，二者可以同步生成，也可以分步生成，厚度分别为1-3nm。
第一掺杂氮化硅层1和第二掺杂氮化硅层7的掺杂类型相反，从而第一掺杂氮化硅层1和第二掺杂氮化硅层7中的一者为P型掺杂氮化硅层，另一者为N型掺杂氮化硅层。P型掺杂氮化硅层为掺硼氮化硅、掺镓氮化硅、掺铟氮化硅、掺铝氮化硅、掺铊氮化硅中的一种或多种的组合。N型掺杂氮化硅为掺磷氮化硅。如本实施例中，第一掺杂氮化硅层1为P型掺杂氮化硅层，即氮化硅掺硼（SiN:B）、氮化硅掺镓（SiN:Ga）、氮化硅掺铟（SiN:In）、氮化硅掺铟（SiN:Al）、氮化硅掺铊（SiN:Tl）时，则第二掺杂氮化硅层7为N型掺杂氮化硅层，即氮化硅掺磷（SiN:P）。反之亦然。在后续电池片金属化栅线印刷烧结中，膜层中的掺杂源部分分别扩散进入下层的第一多晶/非晶硅层2、第二多晶/非晶硅层6中。第一掺杂氮化硅层1和第二掺杂氮化硅层7分步采用PECVD法制备，厚度分别为50~200nm。
第一多晶/非晶硅层2和第二多晶/非晶硅层6均为掺杂层，且二者的掺杂类型相反。具体地，第一多晶/非晶硅层2为与其上的第一掺杂氮化硅层1掺杂类型相同的掺杂多晶/非晶硅层；第二多晶/非晶硅层6为与其上的第二掺杂氮化硅层7掺杂类型相同的掺杂多晶/非晶硅层。第一多晶/非晶硅层2和第二多晶/非晶硅层6在制备是为本证多晶/非晶硅层，可以同步生成或分步生成，厚度分别为10~90nm。在电池金属化烧结工艺中，第一多晶/非晶硅层2和第二多晶/非晶硅层6分别被其上的掺杂氮化硅层中的掺杂源掺杂，当其上为P型掺杂氮化硅层时其形成P型多晶/非晶硅层，当其上为N型掺杂氮化硅时其形成N型多晶硅/非晶硅层。如具体到本实施例中，第一掺杂氮化硅层1为P型掺杂氮化硅层，则其下方的第一多晶/非晶硅层2也为P型掺杂多晶/非晶硅层；第二掺杂氮化硅层7为N型掺杂氮化硅层，则其下方的第二多晶/非晶硅层6也为N型掺杂多晶/非晶硅层。反之亦然。
本实施例还提供一种上述太阳能电池片的制备方法，只要包括如下步骤：
A、在硅片的正面制备第一钝化层3，在硅片的背面制备第二钝化层5；
B、在第一钝化层3上沉积第一多晶/非晶硅层2，在第二钝化层5上沉积第二多晶/非晶硅层6；
C、在第一多晶/非晶硅层2上和第二多晶/非晶硅层6中的一者上沉积P型掺杂氮化硅层；
D、在第一多晶/非晶硅层2上和第二多晶/非晶硅层6中的另一者上沉积N型掺杂氮化硅层；
E、烧结制备电极。
所述步骤A具体实施如下：对制绒后的硅片进行双面热氧化，石英舟中将硅片进行单片插片，在管式热氧化炉中通入氧气和氮气混合气体，流量比为1:0.1至1:15，时间为5~30min，温度为650-800℃，从而在硅片的正面和背面分别形成氧化硅层。
所述步骤B具体实施如下：管式LPCVD炉中，石英舟中将经步骤A处理后的硅片进行单片插片，压强50mtorr~20torr，通入硅烷氩气混合气体，流量比为1:0至1:1，时间为5~30min，温度为650~800℃，在硅片的正面和背面分别沉积厚度为20~200nm的多晶/非晶硅层。
所述步骤C具体实施如下：在管式PECVD设备中沉积掺杂氮化硅层，反应气体为硅烷、氨气，二者流量比为1:6:~1:15，沉积温度440℃至700℃，气压范围1600 Torr至1800Torr，功率范围13000 W至25000 W，在经步骤B处理后的硅片的其中一面沉积折射率1.9 ~2.4、膜厚50 ~ 200 nm的掺杂氮化硅层；在沉积过程中通入掺杂源气，P型掺杂源为含硼、AL、Ga、In的IIIA族元素的气体，可为硼烷、三氯化硼等气体，以实现该层氮化硅层的P型掺杂。
所述步骤D具体实施如下：在管式PECVD设备中沉积掺杂氮化硅层，反应气体为硅烷、氨气，二者流量比为1:6:至1:15，沉积温度440℃至700℃，气压范围1600 Torr至1800Torr，功率范围13000 W至25000 W，在经步骤C处理后的硅片的另一面沉积折射率1.9 ~2.4、膜厚50 ~ 200 nm的掺杂氮化硅膜；在沉积过程中通入掺杂源气，N型掺杂源为磷等VA族匀速的气体，可为磷烷、三氯氧磷等气体，以实现该层氮化硅层的N型掺杂。
所述步骤E具体实施如下：采用丝网印刷技术在步骤D处理后的硅片的双面印刷金属电极并烧结，金属化烧结过程中氮化硅层中的掺杂杂质同步掺杂进入下方的多晶/非晶硅层中，形成氧化硅/掺杂多晶硅层的钝化接触结构。
该制备方法还包括位于步骤D之后的退火步骤。该退火步骤具体实施如下：在退火炉中，700-1100℃中退火5~30min，使掺杂更加充分。
与现有技术相比，该太阳能电池片结构和制备方法，通过采用掺杂氮化硅层的膜层掺杂技术，避免了绕镀，使得工艺简化，由原来的10-14步以上的工艺步骤，简化至5-6步，产能提升良率提升，成本大幅降低。同时掺杂过程适用于更低厚度的多晶硅/非晶硅层。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，是一种优选的实施例，其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限定本发明的保护范围。凡根据本发明的原理所作的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于钝化接触的太阳能电池片，包括硅基体，其特征在于：所述太阳能电池片还包括：
第一钝化层，其形成于所述硅基体的正面之上；
第一多晶/非晶硅层，其形成于所述正面钝化层之上；
第一掺杂氮化硅层，其形成于所述第一多晶/非晶硅层之上；
第二钝化层，其形成于所述硅基体的背面之上；
第二多晶/非晶硅层，其形成于所述第二钝化层之上；及
第二掺杂氮化硅层，其形成于所述第二多晶/非晶硅层之上；
其中，所述第一掺杂氮化硅层和所述第二掺杂氮化硅层中的一者为P型掺杂氮化硅层，另一者为N型掺杂氮化硅层。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于：所述P型掺杂氮化硅层为掺硼氮化硅、掺镓氮化硅、掺铟氮化硅、掺铝氮化硅、掺铊氮化硅中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于：所述N型掺杂氮化硅为掺磷氮化硅。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于：所述第一多晶/非晶硅层为与其上的所述第一掺杂氮化硅层掺杂类型相同的掺杂多晶/非晶硅层；和/或，所述第二多晶/非晶硅层为与其上的所述第二掺杂氮化硅层掺杂类型相同的掺杂多晶/非晶硅层。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池片，其特征在于：所述第一多晶/非晶硅层和/或所述第二多晶/非晶硅层在烧结工序中被其上的掺杂氮化硅层中的掺杂源掺杂。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于：所述第一钝化层和/或所述第二钝化层为氧化硅层。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池片，其特征在于：所述第一掺杂氮化硅层、所述第一多晶/非晶硅层、所述第一钝化层、所述硅基体、所述第二钝化层、所述第二多晶/非晶硅层及所述第二掺镓氮化硅层依次层叠；和/或，所述硅基体为N型硅基体或P型硅基体；和/或，所述第一钝化层和所述第二钝化层的厚度分别为1~3nm；和/或，所述第一多晶/非晶硅层和所述第二多晶/非晶硅层的厚度分别为10~90nm；和/或，所述第一掺杂氮化硅层和所述第二掺杂氮化硅层的厚度分比为50~200nm。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的太阳能电池片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、在硅片的正面制备第一钝化层，在硅片的背面制备第二钝化层；
B、在第一钝化层上沉积第一多晶/非晶硅层，在第二钝化层上沉积第二多晶/非晶硅层；
C、在第一多晶/非晶硅层上和第二多晶/非晶硅层中的一者上沉积P型掺杂氮化硅层；
D、在第一多晶/非晶硅层上和第二多晶/非晶硅层中的另一者上沉积N型掺杂氮化硅层；
E、烧结制备电极。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述步骤E中，在烧结时，所述P型掺杂氮化硅及所述N型掺杂氮化硅中的掺杂源进入其下的多晶/非晶硅层中。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述制备方法还包括位于所述步骤D之后的退火步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010265825.1A CN111477696A (zh) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | 一种基于钝化接触的太阳能电池片及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010265825.1A CN111477696A (zh) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | 一种基于钝化接触的太阳能电池片及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111477696A true CN111477696A (zh) | 2020-07-31 |
Family
ID=71750088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010265825.1A Pending CN111477696A (zh) | 2020-04-07 | 2020-04-07 | 一种基于钝化接触的太阳能电池片及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111477696A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115000240A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-09-02 | 天合光能股份有限公司 | 隧穿氧化层钝化接触电池的制备方法以及钝化接触电池 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101924144A (zh) * | 2009-06-09 | 2010-12-22 | 黄麟 | 晶体硅太阳能电池及其制备方法 |
| WO2016049245A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | Suniva, Inc. | Passivated contact solar cells and methods for manufacturing |
| DE102014223465A1 (de) * | 2014-11-18 | 2016-05-19 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Erzeugung von dotierten, polykristallinen Halbleiterschichten |
| US20160351741A1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-12-01 | Shanghai Shenzhou New Energy Development Co., Ltd. | High-Efficiency N-Type Bifacial Solar Cell |
| CN109065639A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-12-21 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | N型晶体硅太阳能电池及制备方法、光伏组件 |
| CN109216498A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 上海神舟新能源发展有限公司 | 一种双面隧穿氧化钝化高效n型双面电池的制备方法 |
| CN109935642A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-25 | 江苏日托光伏科技股份有限公司 | 一种MWT与TopCon结合的太阳能电池及其制造方法 |
| CN211789034U (zh) * | 2020-04-07 | 2020-10-27 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | 一种基于钝化接触的太阳能电池片 |
-
2020
- 2020-04-07 CN CN202010265825.1A patent/CN111477696A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101924144A (zh) * | 2009-06-09 | 2010-12-22 | 黄麟 | 晶体硅太阳能电池及其制备方法 |
| WO2016049245A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | Suniva, Inc. | Passivated contact solar cells and methods for manufacturing |
| DE102014223465A1 (de) * | 2014-11-18 | 2016-05-19 | Evonik Degussa Gmbh | Verfahren zur Erzeugung von dotierten, polykristallinen Halbleiterschichten |
| US20160351741A1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-12-01 | Shanghai Shenzhou New Energy Development Co., Ltd. | High-Efficiency N-Type Bifacial Solar Cell |
| CN109216498A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 上海神舟新能源发展有限公司 | 一种双面隧穿氧化钝化高效n型双面电池的制备方法 |
| CN109065639A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-12-21 | 晶澳（扬州）太阳能科技有限公司 | N型晶体硅太阳能电池及制备方法、光伏组件 |
| CN109935642A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-25 | 江苏日托光伏科技股份有限公司 | 一种MWT与TopCon结合的太阳能电池及其制造方法 |
| CN211789034U (zh) * | 2020-04-07 | 2020-10-27 | 苏州腾晖光伏技术有限公司 | 一种基于钝化接触的太阳能电池片 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张博;郭永刚;倪玉凤;: "多晶硅层掺杂浓度对钝化接触效果的影响", 中国科技信息, no. 23, 30 November 2018 (2018-11-30) * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115000240A (zh) * | 2022-05-24 | 2022-09-02 | 天合光能股份有限公司 | 隧穿氧化层钝化接触电池的制备方法以及钝化接触电池 |
| CN115000240B (zh) * | 2022-05-24 | 2023-09-05 | 天合光能股份有限公司 | 隧穿氧化层钝化接触电池的制备方法以及钝化接触电池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2021201475B2 (en) | Photovoltaic module, solar cell, and manufacturing method therefor | |
| CN109786476B (zh) | 一种钝化接触结构及其在硅太阳电池中应用 | |
| AU2021404856B2 (en) | High-efficiency silicon heterojunction solar cell and manufacturing method thereof | |
| CN111628052B (zh) | 一种钝化接触电池的制备方法 | |
| 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 | |
| CN109585578A (zh) | 一种背结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN210926046U (zh) | 太阳能电池 | |
| CN114520276B (zh) | 钝化接触电池及其制备工艺 | |
| CN112820793A (zh) | 太阳能电池及其制备方法 | |
| CN111952381B (zh) | 一种硅异质结太阳电池及其制备方法 | |
| CN111477695A (zh) | 一种正面无电极的太阳能电池片及其制备方法 | |
| CN115394863A (zh) | 一种太阳电池及其制备方法 | |
| CN110571303A (zh) | 一种p型晶体硅电池的制备方法 | |
| CN112002778B (zh) | 硅异质结太阳能电池及其制作方法 | |
| CN211789034U (zh) | 一种基于钝化接触的太阳能电池片 | |
| CN110534614B (zh) | 一种p型晶体硅电池的制备方法 | |
| CN111477696A (zh) | 一种基于钝化接触的太阳能电池片及其制备方法 | |
| CN114744050A (zh) | 太阳能电池及光伏组件 | |
| CN112466960A (zh) | 太阳能电池结构及其制备方法 | |
| CN115274927A (zh) | 一种TOPCon太阳能电池的制作方法 | |
| JP2003152205A (ja) | 光電変換素子及びその製造方法 | |
| WO2022134994A1 (zh) | 太阳电池及生产方法、光伏组件 | |
| CN114597267A (zh) | 一种TOPCon电池及其制备方法 | |
| US7629236B2 (en) | Method for passivating crystal silicon surfaces | |
| CN111864014A (zh) | 一种太阳能电池及其制造方法 |
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 |