CN113707755A - 一种ibc晶硅太阳能电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种IBC晶硅太阳能电池及其制作方法，该方法具体为对P型硅片的表面进行制绒处理，在硅片背面生长隧穿氧化层和多晶硅薄膜；对多晶硅薄膜进行磷掺杂处理；将经过磷掺杂的多晶硅薄膜的部分去除，在硅片背面形成顺序排列的多晶硅薄膜区域和P型硅基底区域；对硅片正面制备和硅片背面进行钝化处理；将P型硅基底区域上的钝化层部分去除；分别在P型硅基底区域上和多晶硅薄膜上制备电极。上述步骤制备的IBC晶硅太阳能电池以P型硅片为基础制成，由于P型硅片是硅掺硼得到的，硼与硅分凝系数相当，分散均匀度容易控制，从而使P型硅片的品质较高，解决了现有以N型硅片为基底制作的IBC晶硅太阳能电池质量较差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种IBC晶硅太阳能电池及其制作方法。
背景技术
IBC(Interdigitated back contact，全背电极接触)晶硅太阳电池的正负两极金属接触均位于电池片的背面，可使面朝太阳的电池片正面呈全黑色，完全看不到多数太阳电池正面呈现的金属线，不仅为使用者带来同等面积更大的发电效率，且看上去更美观。
目前的IBC晶硅太阳电池中全部使用N型硅片作为基础原料制成。本申请的发明人在实施本申请技术方案时发现，由于磷与硅相溶性差，导致拉棒时磷分布不均，最终切割得到的N型硅片的品质不高，从而最终导致IBC晶硅太阳能电池成品的质量较差。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种IBC晶硅太阳能电池及其制作方法，以解决现有IBC晶硅太阳电池的质量较差的问题。
有鉴于此，本发明公开了一种IBC晶硅太阳能电池的制作方法，包括步骤：
对P型硅片的表面进行制绒处理，所述P型硅片的两面分别为硅片正面和硅片背面；
在所述硅片背面生长隧穿氧化层和多晶硅薄膜；
对所述多晶硅薄膜进行磷掺杂处理；
将所述经过磷掺杂的多晶硅薄膜的部分去除，露出P型硅基底，在所述硅片背面形成顺序排列的多晶硅薄膜区域和P型硅基底区域；
对所述硅片正面和所述硅片背面进行钝化处理；
将所述P型硅基底区域上的钝化层部分去除；
分别在所述P型硅基底区域上和所述多晶硅薄膜上制备电极。
可选的，所述分别在所述P型硅基底区域上和所述多晶硅薄膜上制备电极，包括步骤：
在所述P型硅基底区域上去掉钝化层的位置印刷铝浆，在所述多晶硅薄膜上钝化层的局部位置印刷银浆，共烧形成欧姆接触电极。
可选的，所述对P型硅片的表面进行制绒处理，包括步骤：
仅在所述硅片正面进行制绒处理。
可选的，所述对P型硅片的表面进行制绒处理，包括步骤：
分别在所述硅片正面和所述硅片背面进行制绒处理。
可选的，在所述硅片背面生长隧穿氧化层和多晶硅薄膜步骤之前，还包括步骤：
分别在所述硅片正面和所述硅片背面制备硼掺杂层；
去除所述硅片背面的硼掺杂层；
在所述将所述经过磷掺杂的多晶硅薄膜的部分去除步骤之后，还包括步骤：
对所述P型硅片进行清洗，并去除所述硅片正面的硼硅玻璃。
可选的，所述对所述多晶硅薄膜进行磷掺杂处理，包括步骤：
通过磷扩散方法对所述多晶硅薄膜进行磷掺杂处理。
可选的，所述对所述多晶硅薄膜进行磷掺杂处理，包括步骤：
通过离子注入方法对所述多晶硅薄膜进行磷掺杂处理。
可选的，在所述对所述硅片正面制备和所述硅片背面进行钝化处理步骤之前，还包括步骤：
对所述P型硅片进行高温退火处理。
可选的，所述钝化层包括氧化铝薄膜、氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜和氧化铈薄膜中的部分或全部。
另外，还提供了一种IBC晶硅太阳能电池，包括：
P型硅片，所述P型硅片的两面分别为硅片正面和硅片背面，所述硅片正面用于朝向太阳光；
在所述硅片正面依次制备有硼扩散层和钝化层；
在所述硅片背面制备有带状分布的N型多晶硅薄膜，从而在所述硅片背面按预设规律排布有N型多晶硅薄膜区域和P型硅基底区域；
在所述N型多晶硅薄膜区域上和所述P型硅基底区域上制备有钝化层；
在所述钝化层上设置有电极，不同的电极分别与所述N型多晶硅薄膜区域、所述P型硅基底区域电连接。
从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种IBC晶硅太阳能电池及其制作方法，该方法具体为对P型硅片的表面进行制绒处理，P型硅片的两面分别为硅片正面和硅片背面；在硅片背面生长隧穿氧化层和多晶硅薄膜；对多晶硅薄膜进行磷掺杂处理；将经过磷掺杂的多晶硅薄膜的部分去除，露出P型硅基底，在硅片背面形成顺序排列的多晶硅薄膜区域和P型硅基底区域；对硅片正面制备和硅片背面进行钝化处理；将P型硅基底区域上的钝化层部分去除；分别在P型硅基底区域上和多晶硅薄膜上制备电极。上述步骤制备的IBC晶硅太阳能电池以P型硅片为基础制成，由于P型硅片是硅掺硼得到的，硼与硅分凝系数相当，分散均匀度容易控制，从而使P型硅片的品质较高，进而使最终得到的IBC晶硅太阳能电池的质量较好，解决了现有以N型硅片为基底制作的IBC晶硅太阳能电池质量较差的问题。
另外，N型硅片的价格较高，导致以其为基础制作的IBC经过太阳能电池的成本较高，不利于市场推广，而本申请能够得到成本较低的IBC晶硅太阳能电池，利于市场推广。
还有，本申请的技术方案还不需要进行硼扩散和磷扩散工艺，简化了工艺步骤，降低了生产成本；且在P型多晶硅薄膜区域通过印刷铝浆制备电极，而铝浆较银浆价格为低，从而进一步降低了生产成本。
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为本申请实施例的一种IBC晶硅太阳能电池的制作方法的流程图；
图2为本申请实施例的另一种IBC晶硅太阳能电池的制作方法的流程图；
图3为本申请实施例的一种IBC晶硅太阳能电池的示意图。
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。
实施例一
图1为本申请实施例的一种IBC晶硅太阳能电池的制作方法的流程图；
参照图1所示，本实施例提供的制作方法用于制作以P型硅片为基底的IBC晶硅太阳能电池，该制作方法具体包括如下步骤：
S1、在P型硅片的表面进行制绒处理。
为了方便描述，我们将P型硅片的两面分别称为硅片正面和硅片背面，所谓硅片正面是指用于在制成后朝向阳光的一面，即光线透入制成后的IBC晶硅太阳能电池内的一面；这样一来，该硅片背面即为P型硅片背向该硅片正面的一面。
在将P型硅片经过相应的前处理后，即进入制作阶段，首先在P型硅片的表面进行制绒处理，使硅片表面形成金字塔结构或其他高低起伏的形貌，以降低对光线的反射。这里的制绒具体是指仅在硅片正面制绒，或者在硅片正面和硅片背面均进行制绒。
S2、在硅片背面生长隧穿氧化层和多晶硅薄膜。
具体是首先在硅片背面利用管式设备或者湿法设备生长隧穿氧化层，然后在隧穿氧化层上生长多晶硅薄膜。该隧穿氧化层的厚度为0.2～5nm，多晶硅薄膜的厚度为10～500nm。
S3、对多晶硅薄膜进行磷掺杂处理。
通过磷掺杂处理，使该多晶硅薄膜形成N型多晶硅薄膜。
S4、将多晶硅薄膜部分去除。
通过激光刻蚀方式将部分经过掺杂而形成的N型多晶硅薄膜去除掉，去除的同时将该部分的隧穿氧化层也同时去除，漏出P型硅基底，从而在硅片背面依次形成条带状分布的多晶硅薄膜区域和P型硅基底区域，这里的P性硅基底其实是指该P型硅片的本体。P型硅基地占硅片背面总面积的10～50％，其宽度为50～1000μm，N型多晶硅薄膜的宽度为100～2000μm。
另外，在去除多晶硅薄膜时，除用激光刻蚀方式外，还可以通过湿法刻蚀方式将多余多晶硅薄膜去除，即通过印刷阻挡浆料和腐蚀浆料的的方式进行刻蚀。
S5、在P型硅片的两面进行钝化处理。
即将硅片正面和硅片背面均进行钝化处理，形成相应的钝化层，钝化层可以为氧化铝薄膜和氮化硅薄膜，另外，还可以是氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜和氧化铈薄膜中的一种或多种的组合。
S6、将P型硅基底区域的钝化层部分去除。
通过激光刻蚀方式或者上面所述的湿法刻蚀方式将P型硅基底区域的部分区域的钝化层去掉，以便露出部分P型硅基底区域。去除比例为0.5～5％。
S7、在P型硅基底区域和多晶硅薄膜上制备电极。
具体来说，可以在P型硅基底区域去掉钝化层的部位印刷铝浆，同时在多晶硅薄膜的预设位置印刷银浆，通过共烧使铝浆形成与P型轨基地欧姆接触的电极，同时，银浆在烧结时刺穿钝化层形成与多晶硅薄膜区域欧姆接触的电极。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种IBC晶硅太阳能电池的制作方法，该方法具体为对P型硅片的表面进行制绒处理，P型硅片的两面分别为硅片正面和硅片背面；在硅片背面生长隧穿氧化层和多晶硅薄膜；对多晶硅薄膜进行磷掺杂处理；将经过磷掺杂的多晶硅薄膜的部分去除，露出P型硅基底，在硅片背面形成顺序排列的多晶硅薄膜区域和P型硅基底区域；对硅片正面制备和硅片背面进行钝化处理；将P型硅基底区域上的钝化层部分去除；分别在P型硅基底区域上和多晶硅薄膜上制备电极。上述步骤制备的IBC晶硅太阳能电池以P型硅片为基础制成，由于P型硅片是硅掺硼得到的，硼与硅分凝系数相当，分散均匀度容易控制，从而使P型硅片的品质较高，进而使最终得到的IBC晶硅太阳能电池的质量较好，解决了现有以N型硅片为基底制作的IBC晶硅太阳能电池质量较差的问题。
另外，N型硅片的价格较高，导致以其为基础制作的IBC经过太阳能电池的成本较高，不利于市场推广，而本申请能够得到成本较低的IBC晶硅太阳能电池，利于市场推广。
还有，本申请的技术方案还不需要进行硼扩散和磷扩散工艺，简化了工艺步骤，降低了生产成本；且在P型多晶硅薄膜区域通过印刷铝浆制备电极，而铝浆较银浆价格为低，从而进一步降低了生产成本。
实施例二
图2为本申请实施例的另一种IBC晶硅太阳能电池的制作方法的流程图；
参照图2所示，本实施例提供的制作方法用于制作以P型硅片为基底的IBC晶硅太阳能电池，该制作方法具体包括如下步骤：
S1、在P型硅片的表面进行制绒处理。
为了方便描述，我们将P型硅片的两面分别称为硅片正面和硅片背面，所谓硅片正面是指用于在制成后朝向阳光的一面，即光线透入制成后的IBC晶硅太阳能电池内的一面；这样一来，该硅片背面即为P型硅片背向该硅片正面的一面。
在将P型硅片经过相应的前处理后，即进入制作阶段，首先在P型硅片的表面进行制绒处理，使硅片表面形成金字塔结构或其他高低起伏的形貌，以降低对光线的反射。这里的制绒具体是指仅在硅片正面制绒，或者在硅片正面和硅片背面均进行制绒。
当仅在硅片正面制绒时，后续直接执行步骤S4，如果在硅片正面和硅片背面同时制绒时，则执行步骤S2。
S2、对P型硅片的两面制备硼掺杂层。
即对硅片正面和硅片背面均执行硼掺杂操作，以便在硅片正面形成前场，其方阻为60-500ohm/sq，值得指出的是，如果仅在硅片正面制绒，则不需执行本步骤。
S3、去除硅片背面的硼掺杂层。
通过将硅片背面的硼掺杂层去除，可以起到对硅片背面剖光的作用。如果不对硅片背面进行硼掺杂操作，则无需执行本步骤。
S4、在硅片背面生长隧穿氧化层和多晶硅薄膜。
具体是首先在硅片背面利用管式设备或者湿法设备生长隧穿氧化层，然后在隧穿氧化层上生长多晶硅薄膜。该隧穿氧化层的厚度为0.2～5nm，多晶硅薄膜的厚度为10～500nm。
S5、对多晶硅薄膜进行磷掺杂处理。
通过磷掺杂处理，使该多晶硅薄膜形成N型多晶硅薄膜。
磷掺杂处理可以通过磷扩散工艺或者离子注入工艺进行磷掺杂处理。
S6、将多晶硅薄膜部分去除。
通过激光刻蚀方式将部分经过掺杂而形成的N型多晶硅薄膜去除掉，去除的同时将该部分的隧穿氧化层也同时去除，漏出P型硅基底，从而在硅片背面依次形成条带状分布的多晶硅薄膜区域和P型硅基底区域，这里的P性硅基底其实是指该P型硅片的本体。P型硅基地占硅片背面总面积的10～50％，其宽度为50～1000μm，N型多晶硅薄膜的宽度为100～2000μm。
另外，在去除多晶硅薄膜时，除用激光刻蚀方式外，还可以通过湿法刻蚀方式将多余多晶硅薄膜去除，即通过印刷阻挡浆料和腐蚀浆料的的方式进行刻蚀。如果不对P型硅片的两面制备硼掺杂层，则执行执行步骤S8或S9。
S7、对P型硅片进行清洗。
通过清洗去除表面的污垢，同时去除硅片正面硼硅玻璃。如果不对P型硅片的两面制备硼掺杂层，则不执行本步骤。
S8、对P型硅片进行高温退火处理。
通过高温退火工艺激活通过离子注入工艺所注入的磷源，如果磷掺杂是通过磷扩散工艺实现的，则不需执行本步骤。
S9、在P型硅片的两面进行钝化处理。
即将硅片正面和硅片背面均进行钝化处理，形成相应的钝化层，钝化层可以为氧化铝薄膜和氮化硅薄膜，另外，还可以是氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜和氧化铈薄膜中的一种或多种的组合。
S10、将P型硅基底区域的钝化层部分去除。
通过激光刻蚀方式或者上面所述的湿法刻蚀方式将P型硅基底区域的部分区域的钝化层去掉，以便露出部分P型硅基底区域。去除比例为0.5～5％。
S11、在P型硅基底区域和多晶硅薄膜上制备电极。
具体来说，可以在P型硅基底区域去掉钝化层的部位印刷铝浆，同时在多晶硅薄膜的预设位置印刷银浆，通过共烧使铝浆形成与P型轨基地欧姆接触的电极，同时，银浆在烧结时刺穿钝化层形成与多晶硅薄膜区域欧姆接触的电极。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种IBC晶硅太阳能电池的制作方法，该方法具体为对P型硅片的表面进行制绒处理，P型硅片的两面分别为硅片正面和硅片背面；在硅片背面生长隧穿氧化层和多晶硅薄膜；对多晶硅薄膜进行磷掺杂处理；将经过磷掺杂的多晶硅薄膜的部分去除，露出P型硅基底，在硅片背面形成顺序排列的多晶硅薄膜区域和P型硅基底区域；对硅片正面制备和硅片背面进行钝化处理；将P型硅基底区域上的钝化层部分去除；分别在P型硅基底区域上和多晶硅薄膜上制备电极。上述步骤制备的IBC晶硅太阳能电池以P型硅片为基础制成，由于P型硅片是硅掺硼得到的，硼与硅分凝系数相当，分散均匀度容易控制，从而使P型硅片的品质较高，进而使最终得到的IBC晶硅太阳能电池的质量较好，解决了现有以N型硅片为基底制作的IBC晶硅太阳能电池质量较差的问题。
实施例三
图3为申请实施例提供的一种IBC晶硅太阳能电池的示意图。
参照图3所示，本实施例提供的IBC晶硅太阳能电池包括P型硅片10的基底，在P型硅片的硅片正面依次设置有硼扩散层101和钝化层102，在其硅片背面设置有带状分布的N型多晶硅薄膜103，从而在硅片背面形成按规律排布的N型多晶硅薄膜区域104和P型硅基底区域105，在N型多晶硅薄膜区域上和所述P型硅基底区域上制备有钝化层106，在N型多晶硅薄膜区域制备有电极107，在P型硅基底区域同样制备有电极108。
本说明书中的各个实施例均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的部分互相参见即可。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种IBC晶硅太阳能电池的制作方法，其特征在于，包括步骤：
对P型硅片的表面进行制绒处理，所述P型硅片的两面分别为硅片正面和硅片背面；
在所述硅片背面生长隧穿氧化层和多晶硅薄膜；
对所述多晶硅薄膜进行磷掺杂处理；
将所述经过磷掺杂的多晶硅薄膜的部分去除，露出P型硅基底，在所述硅片背面形成顺序排列的多晶硅薄膜区域和P型硅基底区域；
对所述硅片正面和所述硅片背面进行钝化处理；
将所述P型硅基底区域上的钝化层部分去除；
分别在所述P型硅基底区域上和所述多晶硅薄膜上制备电极。
2.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述分别在所述P型硅基底区域上和所述多晶硅薄膜上制备电极，包括步骤：
在所述P型硅基底区域上去掉钝化层的位置印刷铝浆，在所述多晶硅薄膜上钝化层的局部位置印刷银浆，共烧形成欧姆接触电极。
3.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述对P型硅片的表面进行制绒处理，包括步骤：
仅在所述硅片正面进行制绒处理。
4.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述对P型硅片的表面进行制绒处理，包括步骤：
分别在所述硅片正面和所述硅片背面进行制绒处理。
5.如权利要求4所述的制作方法，其特征在于，在所述硅片背面生长隧穿氧化层和多晶硅薄膜步骤之前，还包括步骤：
分别在所述硅片正面和所述硅片背面制备硼掺杂层；
去除所述硅片背面的硼掺杂层；
在所述将所述经过磷掺杂的多晶硅薄膜的部分去除步骤之后，还包括步骤：
对所述P型硅片进行清洗，并去除所述硅片正面的硼硅玻璃。
6.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述对所述多晶硅薄膜进行磷掺杂处理，包括步骤：
通过磷扩散方法对所述多晶硅薄膜进行磷掺杂处理。
7.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述对所述多晶硅薄膜进行磷掺杂处理，包括步骤：
通过离子注入方法对所述多晶硅薄膜进行磷掺杂处理。
8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在所述对所述硅片正面制备和所述硅片背面进行钝化处理步骤之前，还包括步骤：
对所述P型硅片进行高温退火处理。
9.如权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述钝化层包括氧化铝薄膜、氮化硅薄膜、氧化硅薄膜、氮氧化硅薄膜和氧化铈薄膜中的部分或全部。
10.一种IBC晶硅太阳能电池，其特征在于，包括：
P型硅片，所述P型硅片的两面分别为硅片正面和硅片背面，所述硅片正面用于朝向太阳光；
在所述硅片正面依次制备有硼扩散层和钝化层；
在所述硅片背面制备有带状分布的N型多晶硅薄膜，从而在所述硅片背面按预设规律排布有N型多晶硅薄膜区域和P型硅基底区域；
在所述N型多晶硅薄膜区域上和所述P型硅基底区域上制备有钝化层；
在所述钝化层上设置有电极，不同的电极分别与所述N型多晶硅薄膜区域、所述P型硅基底区域电连接。
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