CN112490324A - 一种n型单晶硅hbc太阳能电池制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种N型单晶硅HBC太阳能电池制备方法，利用LPCVD设备及Mark点定位技术，采用激光消融技术配合油墨保护层制备得到呈叉指状间隔排列的P型掺杂多晶硅层和N+型掺杂多晶硅层，从而得到更优钝化、更高开压、更高效率和更低成本的HBC电池；采用本发明，简化所述N型单晶硅HBC太阳能电池的制备方法，得到钝化效果好、开压高、效率高的N型单晶硅HBC太阳能电池，实现N型单晶硅HBC太阳能电池工艺简单、低成本、高效率的规模化生产。

Description

一种N型单晶硅HBC太阳能电池制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种N型单晶硅HBC太阳能电池制备方法。
背景技术
近几年来，P型PERC电池技术的应用使太阳能电池转换效率从20％提升至22.50％，电池成本从3.0元/W降低至0.80元/W，PERC电池已成为市场份额最大的电池，同时，发电成本进入平价时代。然而，P型PERC电池由于其技术机理限制，目前提升转换效率已遇到瓶颈，N型HBC电池其结合背接触电池全面受光和异质结电池高质量钝化的优势，其实验效率达到26.63％，效率的大幅度提高，一方面电池本身单瓦发电量提高，另一方面有利于降低整个产业链的LCOE。但是HBC电池目前存在电池工艺复杂，设备投入高，质量难控制等问题，限制了HBC电池规模化生产。因此，一种能生产出结构简单、效率高、成本低的HBC太阳能电池的制备方法，是市场所需要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种N型单晶硅HBC太阳能电池的制备方法，此方法可实现N型单晶硅HBC太阳能电池工艺简单、低成本、高效率的规模化生产。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种N型单晶硅HBC太阳能电池制备方法，包括：
S1、选取N型单晶硅衬底；
S2、在硅衬底的正面沉积正面钝化层，在其背面沉积背面钝化层；
S3、在背面钝化层的表面沉积P型掺杂多晶硅层；
S4、对P型掺杂多晶硅层上的待形成N+掺杂区进行激光消融和刻蚀清洗，并在P型掺杂多晶硅层的非激光消融区上形成Mark点；
S5、在P型掺杂多晶硅层的非激光消融区上形成油墨保护层；
S6、在硅衬底背面沉积N+型掺杂多晶硅层；
S7、去除油墨保护层和油墨保护层上的N+型掺杂多晶硅层，得到呈间隔排列的P型掺杂多晶硅层和N+型掺杂多晶硅层；
S8、在硅衬底正面形成减反层，在其背面形成透明导电层；
S9、采用激光去除所述P型掺杂多晶硅层和所述N+型掺杂多晶硅层连接区域上方的所述透明导电层和所述连接区域内的P型掺杂多晶硅层；
S10、在透明导电层上形成金属电极。
作为上述方案的改进，所述P型掺杂多晶硅层包括2-5层P型掺杂多晶硅膜，所述P型掺杂多晶硅膜的厚度≤50nm；所述P型掺杂多晶硅层的掺杂浓度由所述背面钝化层到所述透明导电层依次递增，其硼掺杂浓度范围为1％at-10％at。
作为上述方案的改进，步骤S5中，抓取所述Mark点，并根据所述Mark点的位置形成油墨保护层，以使所述油墨保护层完整覆盖所述P型掺杂多晶硅层的非激光消融区。
作为上述方案的改进，步骤S9中，抓取所述Mark点，根据所述Mark点的位置去除所述P型掺杂多晶硅层和所述N+型掺杂多晶硅层连接区域上方的所述透明导电层和所述连接区域内的所述P型掺杂多晶硅层；以使所述P型掺杂多晶硅层与所述N+型掺杂多晶硅层相互绝缘。
作为上述方案的改进，步骤S4包括：
利用激光对P型掺杂多晶硅层上的待形成N+掺杂区进行消融，形成图形化；
在所述P型掺杂多晶硅层上的非激光消融区上形成Mark点；
对激光消融后的待形成N+掺杂区进行刻蚀清洗；
所述激光采用紫外皮秒激光，其中，激光的波长为266nm或355nm，脉冲的宽度为皮秒级，光斑的形状为圆形或方形，光斑的直径为10-60μm，光斑的重叠度为0-50％。
作为上述方案的改进，采用LPCVD设备沉积正面钝化层、背面钝化层和P型掺杂多晶硅层；所述正面钝化层和背面钝化层由氧化硅、本征多晶硅、氧化铝中的一种或多种制成；所述正面钝化层和所述背面钝化层的厚度均为5-20nm；所述P型掺杂多晶硅层的厚度≤200nm。
作为上述方案的改进，采用LPCVD设备在硅片背面沉积N+型掺杂多晶硅层，其厚度≤200nm；
采用PVD或RPD设备形成减反层和透明导电层；所述减反层的厚度≤150nm，所述透明导电层的厚度≤250nm；
所述减反层和透明导电层为金属氧化物膜、AZO复合膜、ITO复合膜、IWO复合膜中的一种或组合。
作为上述方案的改进，所述N+型掺杂多晶硅层包括2-5层的N+型掺杂多晶硅膜，所述N+型掺杂多晶硅膜的厚度≤50nm；
所述N+型掺杂多晶硅层的掺杂浓度由所述背面钝化层到所述透明导电层依次递增，其磷掺杂浓度范围为1％at-10％at。
作为上述方案的改进，所述减反层包括ZnO膜和ITO复合膜的一种或组合；其中，所述ZnO膜的厚度≤70nm，所述ITO复合膜包括2-5层ITO膜；所述ITO膜的厚度≤50nm。
作为上述方案的改进，所述透明导电层为ITO复合膜，所述ITO复合膜包括2-5层ITO膜，所述ITO膜的厚度≤50nm，其掺杂浓度为1％wt-15％wt。
实施本发明，具有如下有益效果：
1.本发明的制备方法，在透明导电层形成之后，采用激光切断透明导电层以及P型掺杂多晶硅层和所述N+型掺杂多晶硅层接触区域的P型掺杂多晶硅层；实现了P型掺杂多晶硅层与所述N+型掺杂多晶硅层相互绝缘；使得本发明中的制备方法无需设置绝缘层，无需进行光刻、刻蚀，缩短了工艺步骤。
2.本发明的制备方法，采用油墨层定位N+型掺杂多晶硅层，油墨保护层采用耐酸腐蚀，碱性溶液可剥离的材料制成，这种材料成本低，降低了整体成本。同时相较传统的光刻刻蚀工艺而言，其剥离程序，简化了工艺。此外，本发明中的油墨保护层通过Mark点可精确定位印刷，无需传统光刻刻蚀工艺中黄光工艺，进一步简化了工艺步骤。
3.本发明提供了一种N型单晶硅HBC太阳能电池的制备方法，采用激光消融技术配合油墨保护层，利用LPCVD设备制备在背面钝化层上的分别沉积P型掺杂多晶硅层和N+型掺杂多晶硅层，从而形成呈叉指状间隔排列的P型掺杂多晶硅层和N+型掺杂多晶硅层，所述呈叉指状间隔排列的P型掺杂多晶硅层和N+型掺杂多晶硅层形成PN结，所述PN结能够提高载流子的收集效率和HBC太阳能电池的短路电流密度，使用LPCVD设备有利于HBC电池的低成本规模化生产；本发明采用了Mark点进行定位，从而提高太阳能电池的制作工艺精度，得到更优钝化、更高开压、更高效率和更低成本的HBC电池；
制备所得的所述N型单晶硅HBC太阳能电池包括N型单晶硅衬底，所述N型单晶硅衬底的正面依次设有正面钝化层和减反层，所述N型单晶硅衬底的背面设有背面钝化层、P型掺杂多晶硅层、N+型掺杂多晶硅层、透明导电层和金属电极；其中，所述P型掺杂多晶硅层和N+型掺杂多晶硅层呈叉指状间隔排列，并设于所述背面钝化层的表面上；
采用本发明，简化所述N型单晶硅HBC太阳能电池的制备方法，得到钝化效果好、开压高、效率高的N型单晶硅HBC太阳能电池，实现N型单晶硅HBC太阳能电池工艺简单、低成本、高效率的规模化生产。
附图说明
图1是本发明N型单晶硅HBC太阳能电池的制备方法一实施例的流程图；
图2是本发明N型单晶硅HBC太阳能电池的结构示意图；
图3是本发明步骤S3完成后的结构示意图；
图4是本发明步骤S4完成后的结构示意图；
图5是本发明步骤S5完成后的结构示意图；
图6是本发明步骤S6完成后的结构示意图；
图7是本发明步骤S7完成后的结构示意图；
图8是本发明步骤S8完成后的结构示意图；
图9是本发明步骤S9完成后的结构示意图；
图2-9中：1、N型单晶硅衬底；2、正面钝化层；3、背面钝化层；4、P型掺杂多晶硅层；5、油墨保护层；6、掺杂N+型掺杂多晶硅层；7、减反层；8、透明导电层；9、正电极；10、负电极。41、待形成N+掺杂区；42、非激光消融区；43、Mark点。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
参见图1，本发明提供了一种N型单晶硅HBC太阳能电池制备方法，包括：
S1、选取N型单晶硅衬底1；
作为步骤S1优选的实施方式，包括：
选取背面抛光，正面设有绒面的N型单晶硅衬底1；所述N型单晶硅衬底1的电阻率为1-15Ω·cm，厚度为60-250μm。
S2、在硅衬底1的正面沉积正面钝化层2，在其背面沉积背面钝化层3；
作为步骤S2优选的实施方式，包括：
采用LPCVD设备在N型单晶硅衬底1的正面和背面分别沉积正面钝化层2和背面钝化层3；
所述正面钝化层2和背面钝化层3由氧化硅、本征多晶硅、氧化铝中的一种或多种制成；优选的，正面钝化层2和背面钝化层3由本征多晶硅制成。
所述正面钝化层2和背面钝化层3的厚度均为5-20nm。
S3、在背面钝化层3的表面沉积P型掺杂多晶硅层4；
结合图3所示，在步骤S3完成后，所述N型单晶硅衬底1正面设有正面钝化层2，所述N型单晶硅衬底1背面设有背面钝化层3和P型掺杂多晶硅层4；
作为步骤S3优选的实施方式，包括：
采用LPCVD设备在背面钝化层3的表面沉积P型掺杂多晶硅层4；所述P型掺杂多晶硅层4的厚度≤200nm；
所述P型掺杂多晶硅层4包括2-5层P型掺杂多晶硅膜，所述P型掺杂多晶硅膜的厚度≤50nm；
所述P型掺杂多晶硅层4的掺杂浓度由所述背面钝化层3到所述透明导电层8依次递增，其硼掺杂浓度范围为1％at-10％at。
所述P型掺杂多晶硅层4在制备时采用原位掺杂与退火工艺，亦或是采用原位生长与扩硼退火工艺。
S4、对P型掺杂多晶硅层4上的待形成N+掺杂区进行激光消融和刻蚀清洗，并在P型掺杂多晶硅层的非激光消融区上形成Mark点；
如图4所示，使用激光对P型掺杂多晶硅层4的待形成N+掺杂区41加热至熔融状态，并进行刻蚀清洗，得到待形成N+掺杂区41的开槽；在所述非激光消融区42上通过激光刻槽得到油墨保护层5印刷对准所需的Mark点43；所述Mark点43的直径为0.5-1mm，形状为方形或十字形；
作为步骤S4优选的实施方式，包括：
利用激光对P型掺杂多晶硅层4上的待形成N+掺杂区41进行消融，形成图形化；
在所述P型掺杂多晶硅层4上的非激光消融区42上形成Mark点43；
对激光消融后的待形成N+掺杂区41进行刻蚀清洗；
所述激光采用紫外皮秒激光，其中，激光的波长为266nm或355nm，脉冲的宽度为皮秒级，光斑的形状为圆形或方形，光斑的直径为10-60μm，光斑的重叠度为0-50％；
优选的，所述刻蚀清洗方式为浸泡式或溶液上漂浮式，所述刻蚀清洗采用的试剂为10-39％KOH溶液、HF/HCl混合液、去离子水等。
S5、在P型掺杂多晶硅层4的非激光消融区上形成油墨保护层5；
结合图5所示，在步骤S5完成后，所述P型掺杂多晶硅层4的非激光消融区上设有油墨保护层5，所述油墨保护层5用于在所述P型掺杂多晶硅层4的非激光消融区表面形成隔离；
所述油墨保护层5采用耐酸腐蚀，碱性溶液可剥离的材料制成，这种材料成本低，降低了整体成本；同时相较传统的光刻刻蚀工艺而言，其剥离程序，简化了工艺；此外，本发明中的油墨保护层5通过Mark点可精确定位印刷，无需传统光刻刻蚀工艺中黄光工艺，进一步简化了工艺步骤；
作为步骤S5优选的实施方式，包括：
抓取所述Mark点，并根据所述Mark点的位置形成油墨保护层5；以使所述油墨保护层5完整覆盖所述P型掺杂多晶硅层4的非激光消融区；
优选的，所述油墨保护层5烘干后为致密绝缘材料，所述致密绝缘材料耐酸腐蚀，于碱性溶液下可以剥离；具体的，所述油墨保护层5为有机聚合物材料或者石蜡。
S6、在硅衬底背面沉积N+型掺杂多晶硅层6；
结合图6所示，在步骤S6完成后，所述掺杂N+型掺杂多晶硅层6沉积于所述背面钝化层3及所述油墨保护层5的表面上；沉积于所述背面钝化层3的所述掺杂N+型掺杂多晶硅层6与所述P型掺杂多晶硅层4呈间隔排列；
作为步骤S6优选的实施方式，包括：
采用LPCVD设备在硅片背面沉积掺杂N+型多晶硅层6；所述N+型多晶硅层6的厚度≤200nm；
所述N+型掺杂多晶硅层6包括2-5层的N+型掺杂多晶硅膜，所述N+型掺杂多晶硅膜的厚度≤50nm；所述N+型掺杂多晶硅层6的掺杂浓度由所述所述背面钝化层3到所述透明导电层8依次递增，其磷掺杂浓度范围为1％at-10％at；
优选的，所述N+型掺杂多晶硅层6在制备时可采用原位掺杂与退火工艺，亦或是采用原位生长与扩硼退火工艺。
S7、去除油墨保护层5和油墨保护层5上的N+型掺杂多晶硅层6；
结合图6和7所示，在步骤S7完成后，所述油墨保护层5及所述油墨保护层5上的所述掺杂N+型掺杂多晶硅层6被清洗去除，从而形成呈叉指状间隔排列的P型掺杂多晶硅层4和N+型掺杂多晶硅层6；优选的，清洗步骤采用碱性溶液作为清洗试剂。
S8、在硅衬底正面形成减反层7，在其背面形成透明导电层8；
结合图8所示，在步骤S8完成后，所述减反层7沉积于所述正面钝化层2的表面；所述透明导电层8沉积于所述P型掺杂多晶硅层4和N+型掺杂多晶硅层6的表面；
作为步骤S8优选的实施方式，包括：
采用PVD法或RPD法在硅片正面和背面分别沉积减反层7和透明导电层8；所述减反层的厚度≤150nm，所述透明导电层的厚度≤250nm；所述减反层7和透明导电层8为金属氧化物膜、AZO复合膜、ITO复合膜、IWO复合膜中的一种或组合；
作为步骤S8更佳的实施方式，包括：
所述减反层7包括ZnO膜和ITO复合膜的一种或组合；其中，所述ZnO膜的厚度≤70nm，所述ITO复合膜包括2-5层ITO膜；所述ITO膜的厚度≤50nm；
所述透明导电层8为ITO复合膜，所述ITO复合膜包括2-5层ITO膜，所述ITO膜的厚度≤50nm，掺杂浓度为1％wt-15％wt；所述ITO复合膜的每层的厚度及掺杂浓度均向外表面递增。
S9、采用激光去除所述P型掺杂多晶硅层4和所述N+型掺杂多晶硅层6连接区域11上方的所述透明导电层8和所述连接区域11的P型掺杂多晶硅层4；
结合图8和9所示，在步骤S9完成后，所述P型掺杂多晶硅层4和所述N+型掺杂多晶硅层6连接区域11上方的所述透明导电层8和所述连接区域11的P型掺杂多晶硅层4沿着Mark点定位被激光打断；
在透明导电层8形成之后，采用激光切断透明导电层8以及P型掺杂多晶硅层4和所述N+型掺杂多晶硅层6接触区域的P型掺杂多晶硅层4；实现了P型掺杂多晶硅层4与所述N+型掺杂多晶硅层6相互绝缘；使得本发明中的制备方法无需设置绝缘层，无需进行光刻、刻蚀，缩短了工艺步骤。
S10、在透明导电层8上形成金属电极；
如图2所示，完成S10后得到本发明的N型单晶硅HBC太阳能电池；
作为步骤S10优选的实施方式，包括：
在透明导电层8上印刷并低温固化形成金属电极，所述金属电极分为正电极9和负电极10；所述正电极9设于与所述P型掺杂多晶硅层4对应的区域，所述负电极10设于与所述N+型掺杂多晶硅层6对应的区域。
本发明配合油墨保护层，利用LPCVD设备制备在背面钝化层3上的分别沉积P型掺杂多晶硅层4和N+型掺杂多晶硅层6，从而形成呈叉指状间隔排列的P型掺杂多晶硅层4和N+型掺杂多晶硅层6，所述呈叉指状间隔排列的P型掺杂多晶硅层4和N+型掺杂多晶硅层6形成PN结，所述PN结能够提高载流子的收集效率和HBC太阳能电池的短路电流密度，
本发明采用LPCVD设备于N型单晶硅衬底上制备了本征多晶硅钝化层、P型掺杂多晶硅层、N+型掺杂多晶硅层、减反层和透明导电膜，使用LPCVD设备有利于HBC电池的低成本规模化生产；本发明引入了油墨保护层，采用激光消融技术制备得到呈叉指状间隔排列的所述P型掺杂多晶硅层和所述N+型掺杂多晶硅层，从而提高载流子的收集效率和HBC太阳能电池的短路电流密度；本发明采用了Mark点进行定位，从而提高太阳能电池的制作工艺精度；本发明还采用了ZnO膜或TCO复合膜的一种或多种的叠层作为减反层和透明导电层，从而得到更优钝化、更高开压、更高效率和更低成本的HBC电池；综上，本发明工艺简单，能够实现N型单晶硅HBC太阳能电池低成本、高效率的规模化生产。
参见图2，一种N型单晶硅HBC太阳能电池，包括N型单晶硅衬底1，依次设于所述N型单晶硅衬底1正面的正面钝化层2、减反层7，依次设于所述N型单晶硅衬底1背面的背面钝化层3、掺杂多晶硅层、透明导电层8和金属电极；
所述掺杂多晶硅层为叉指状间隔排列的P型掺杂多晶硅层4和N+型掺杂多晶硅层6；所述金属电极包括正电极9和负电极10；
所述N型单晶硅HBC太阳能电池具有钝化效果好、开压高、效率高的优点。
下面以具体实施例进一步阐述本发明
实施例1
一种N型单晶硅HBC太阳能电池的制备方法，包括：
S1、选取选取背面抛光，正面设有绒面的N型单晶硅衬底，所述N型单晶硅衬底的电阻率为15Ω·cm，厚度为250μm；
S2、采用LPCVD设备在硅衬底的表面沉积正面钝化层和背面钝化层；所述正面钝化层和背面钝化层的厚度均为20nm；
S3、采用LPCVD设备在背面钝化层的表面沉积P型掺杂多晶硅层；所述P型掺杂多晶硅层为5层的复合膜，每层厚度为30nm，总厚度为150nm；所述P型掺杂多晶硅层的掺杂浓度由本征层界面到导电层界面依次递增，硼掺杂浓度范围为1-10％at，所述P型掺杂多晶硅层在制备时采用原位掺杂与退火工艺；
S4、对P型掺杂多晶硅层上的待形成N+掺杂区进行激光消融和刻蚀清洗，并在P型掺杂多晶硅层的非激光消融区上形成Mark点；其中，激光的波长为355nm，脉冲的宽度为皮秒级，光斑的形状为方形，光斑的直径为60μm，光斑的重叠度为50％；
S5、在P型掺杂多晶硅层的非激光消融区上形成油墨保护层；所述油墨保护层烘干后为致密绝缘材料，所述致密绝缘材料耐酸腐蚀，于碱性溶液下可以剥离；
S6、采用LPCVD设备在硅片背面沉积N+型掺杂多晶硅层；所述掺杂N+型多晶硅层为5层的复合膜，每层厚度为30nm，总厚度为150nm；所述掺杂N+型多晶硅层的掺杂浓度由本征层界面到导电层界面依次递增，磷掺杂浓度范围为1-10％at，所述N+型掺杂多晶硅层在制备时采用原位掺杂与退火工艺；
S7、采用碱性溶液去除油墨保护层和油墨保护层上的N+型掺杂多晶硅层；
S8、采用RPD法在硅片正面和背面分别沉积减反层和透明导电层；所述减反层为单层ZnO膜，厚度为70nm，所述透明导电层为AZO复合膜和ITO复合膜叠层，厚度为250nm；
S9、采用激光去除所述P型掺杂多晶硅层和所述N+型掺杂多晶硅层连接区域上方的所述透明导电层和所述连接区域的P型掺杂多晶硅层；通过抓取Mark点进行定位，利用激光在Mark点处打断透明导电层；
S10、在透明导电层上印刷低温浆料，固化后形成金属电极，其中，正电极对应所述P型掺杂多晶硅层，负电极对应所述N+型掺杂多晶硅层。
实施例2
一种N型单晶硅HBC太阳能电池的制备方法，包括：
S1、选取选取背面抛光，正面设有绒面的N型单晶硅衬底，所述N型单晶硅衬底的电阻率为5Ω·cm，厚度为60μm；
S2、采用LPCVD设备在硅衬底的表面沉积正面钝化层和背面钝化层；所述正面钝化层和背面钝化层的厚度均为5nm；
S3、采用LPCVD设备在背面钝化层的表面沉积P型掺杂多晶硅层；所述P型掺杂多晶硅层为2层的复合膜，每层厚度为50nm，总厚度为100nm；所述P型掺杂多晶硅层的掺杂浓度由本征层界面到导电层界面依次递增，硼掺杂浓度范围为1-10％at，所述P型掺杂多晶硅层在制备时采用原位生长与扩硼退火工艺；
S4、采用碱性溶液对P型掺杂多晶硅层上的待形成N+掺杂区进行激光消融和刻蚀清洗，并在P型掺杂多晶硅层的非激光消融区上形成Mark点；其中，激光的波长为266nm，脉冲的宽度为皮秒级，光斑的形状为圆形，光斑的直径为10μm，光斑的重叠度为10％；
S5、在P型掺杂多晶硅层的非激光消融区上形成油墨保护层；所述油墨保护层烘干后为致密绝缘材料，所述致密绝缘材料耐酸腐蚀，于碱性溶液下可以剥离；
S6、采用LPCVD设备在硅片背面沉积N+型掺杂多晶硅层；所述掺杂N+型多晶硅层为2层的复合膜，每层厚度为50nm，总厚度为100nm；所述掺杂N+型多晶硅层的掺杂浓度由本征层界面到导电层界面依次递增，磷掺杂浓度范围为1-10％at，所述N+型掺杂多晶硅层在制备时采用原位生长与扩硼退火工艺；
S7、去除油墨保护层和油墨保护层上的N+型掺杂多晶硅层；
S8、采用PVD法在硅片正面和背面分别沉积减反层和透明导电层；所述减反层为ZnO膜和ITO复合膜的叠层，其中ZnO膜的厚度为30nm，ITO复合膜的厚度为100nm；所述透明导电层为AZO复合膜和IWO复合膜叠层，厚度为20nm；
S9、采用激光去除所述P型掺杂多晶硅层和所述N+型掺杂多晶硅层连接区域上方的所述透明导电层和所述连接区域的P型掺杂多晶硅层；通过抓取Mark点进行定位，利用激光在Mark点处打断透明导电层；
S10、在透明导电层上印刷低温浆料，固化后形成金属电极，其中，正电极对应所述P型掺杂多晶硅层，负电极对应所述N+型掺杂多晶硅层。
实施例3
一种N型单晶硅HBC太阳能电池的制备方法，包括：
S1、选取选取背面抛光，正面设有绒面的N型单晶硅衬底，所述N型单晶硅衬底的电阻率为10Ω·cm，厚度为200μm；
S2、采用LPCVD设备在硅衬底的表面沉积正面钝化层和背面钝化层；所述正面钝化层和背面钝化层的厚度均为10nm；
S3、采用LPCVD设备在背面钝化层的表面沉积P型掺杂多晶硅层；所述P型掺杂多晶硅层为3层的复合膜，每层厚度为40nm，总厚度为120nm；所述P型掺杂多晶硅层的掺杂浓度由本征层界面到导电层界面依次递增，硼掺杂浓度范围为1-10％at，所述P型掺杂多晶硅层在制备时采用原位掺杂与退火工艺；
S4、对P型掺杂多晶硅层上的待形成N+掺杂区进行激光消融和刻蚀清洗，并在P型掺杂多晶硅层的非激光消融区上形成Mark点；其中，激光的波长为355nm，脉冲的宽度为皮秒级，光斑的形状为圆形，光斑的直径为40μm，光斑的重叠度为30％；
S5、在P型掺杂多晶硅层的非激光消融区上制备油墨保护层；所述油墨保护层烘干后为致密绝缘材料，所述致密绝缘材料耐酸腐蚀，于碱性溶液下可以剥离；
S6、采用LPCVD设备在硅片背面沉积N+型掺杂多晶硅层；所述掺杂N+型多晶硅层为3层的复合膜，每层厚度为40nm，总厚度为120nm；所述掺杂N+型多晶硅层的掺杂浓度由本征层界面到导电层界面依次递增，磷掺杂浓度范围为1-10％at，所述N+型掺杂多晶硅层在制备时采用原位掺杂与退火工艺；
S7、采用碱性溶液去除油墨保护层和油墨保护层上的N+型掺杂多晶硅层；
S8、采用PVD法在硅片正面和背面分别沉积减反层和透明导电层；所述减反层为本征ZnO膜和ITO复合膜的叠层，其中本征ZnO膜的厚度为70nm，ITO复合膜的厚度为60nm；所述透明导电层为IWO复合膜和ITO复合膜叠层，厚度为200nm；
S9、采用激光去除所述P型掺杂多晶硅层和所述N+型掺杂多晶硅层连接区域上方的所述透明导电层和所述连接区域的P型掺杂多晶硅层；
S10、在透明导电层上印刷低温浆料，固化后形成金属电极，其中，正电极对应所述P型掺杂多晶硅层，负电极对应所述N+型掺杂多晶硅层。
将实施例1-3所得的HBC太阳能电池进行技术检测，结果如表1所示：
Figure BDA0002757854910000121
表1 HBC电池电性测试结果
由表1可知，本发明的HBC太阳能电池在实施例1-3的条件下，能够得到高的短路电流和开路电压、性能良好的HBC太阳能电池；采用本发明，能够有效提高HBC太阳能电池的性能，生产出合格且具有高光电转化效率的HBC太阳能电池。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种N型单晶硅HBC太阳能电池制备方法，其特征在于，包括：
S1、选取N型单晶硅衬底；
S2、在硅衬底的正面沉积正面钝化层，在其背面沉积背面钝化层；
S3、在背面钝化层的表面沉积P型掺杂多晶硅层；
S4、对P型掺杂多晶硅层上的待形成N+掺杂区进行激光消融和刻蚀清洗，并在P型掺杂多晶硅层的非激光消融区上形成Mark点；
S5、在P型掺杂多晶硅层的非激光消融区上形成油墨保护层；
S6、在硅衬底背面沉积N+型掺杂多晶硅层；
S7、去除油墨保护层和油墨保护层上的N+型掺杂多晶硅层，得到呈间隔排列的P型掺杂多晶硅层和N+型掺杂多晶硅层；
S8、在硅衬底正面形成减反层，在其背面形成透明导电层；
S9、采用激光去除所述P型掺杂多晶硅层和所述N+型掺杂多晶硅层连接区域上方的所述透明导电层和所述连接区域内的P型掺杂多晶硅层；
S10、在透明导电层上形成金属电极。
2.如权利要求1所述的N型单晶硅HBC太阳能电池制备方法，其特征在于，所述P型掺杂多晶硅层包括2-5层P型掺杂多晶硅膜，所述P型掺杂多晶硅膜的厚度≤50nm；所述P型掺杂多晶硅层的掺杂浓度由所述背面钝化层到所述透明导电层依次递增，其硼掺杂浓度范围为1％at-10％at。
3.如权利要求1所述的N型单晶硅HBC太阳能电池制备方法，其特征在于，步骤S5中，抓取所述Mark点，并根据所述Mark点的位置形成油墨保护层，以使所述油墨保护层完整覆盖所述P型掺杂多晶硅层的非激光消融区。
4.如权利要求1所述的N型单晶硅HBC太阳能电池制备方法，其特征在于，步骤S9中，抓取所述Mark点，根据所述Mark点的位置去除所述P型掺杂多晶硅层和所述N+型掺杂多晶硅层连接区域上方的所述透明导电层和所述连接区域内的所述P型掺杂多晶硅层；以使所述P型掺杂多晶硅层与所述N+型掺杂多晶硅层相互绝缘。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4包括：
利用激光对P型掺杂多晶硅层上的待形成N+掺杂区进行消融，形成图形化；
在所述P型掺杂多晶硅层上的非激光消融区上形成Mark点；
对激光消融后的待形成N+掺杂区进行刻蚀清洗；
所述激光采用紫外皮秒激光，其中，激光的波长为266nm或355nm，脉冲的宽度为皮秒级，光斑的形状为圆形或方形，光斑的直径为10-60μm，光斑的重叠度为0-50％。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用LPCVD设备沉积正面钝化层、背面钝化层和P型掺杂多晶硅层；
所述正面钝化层和背面钝化层由氧化硅、本征多晶硅、氧化铝中的一种或多种制成；
所述正面钝化层和所述背面钝化层的厚度均为5-20nm；
所述P型掺杂多晶硅层的厚度≤200nm。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用LPCVD设备在硅片背面沉积N+型掺杂多晶硅层，其厚度≤200nm；
采用PVD或RPD设备形成减反层和透明导电层；所述减反层的厚度≤150nm，所述透明导电层的厚度≤250nm；
所述减反层和透明导电层为金属氧化物膜、AZO复合膜、ITO复合膜、IWO复合膜中的一种或组合。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述N+型掺杂多晶硅层包括2-5层的N+型掺杂多晶硅膜，所述N+型掺杂多晶硅膜的厚度≤50nm；
所述N+型掺杂多晶硅层的掺杂浓度由所述背面钝化层到所述透明导电层依次递增，其磷掺杂浓度范围为1％at-10％at。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述减反层包括ZnO膜和ITO复合膜的一种或组合；其中，所述ZnO膜的厚度≤70nm，所述ITO复合膜包括2-5层ITO膜；所述ITO膜的厚度≤50nm。
10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述透明导电层为ITO复合膜，所述ITO复合膜包括2-5层ITO膜，所述ITO膜的厚度≤50nm，其掺杂浓度为1％wt-15％wt。
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