CN114242801A - 一种背面钝化接触结构的hbc太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
一种背面钝化接触结构的hbc太阳能电池及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114242801A CN114242801A CN202111484657.6A CN202111484657A CN114242801A CN 114242801 A CN114242801 A CN 114242801A CN 202111484657 A CN202111484657 A CN 202111484657A CN 114242801 A CN114242801 A CN 114242801A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- region
- crystalline silicon
- silicon substrate
- solar cell
- 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 36
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 40
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 39
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 32
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 14
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 10
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 10
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 10
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 8
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 claims description 8
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 8
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 8
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 6
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 4
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 4
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 claims description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 238000010023 transfer printing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 229910017107 AlOx Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 3
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 abstract description 3
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 abstract description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 12
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 10
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 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
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/22—Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
- H01L21/268—Bombardment with radiation with high-energy radiation using electromagnetic radiation, e.g. laser radiation
-
- 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
- H01L31/04—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—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 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
- H01L31/0682—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 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
-
- 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
-
- 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
- Y02E10/546—Polycrystalline 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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了提供了一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池及其制备方法，包括晶硅衬底，所述晶硅衬底的前表面从内到外包括至少一层正面钝化层，所述晶硅衬底的背表面从内到外分别包括隧穿氧化层、交替排列的n+掺杂多晶硅层、p+掺杂多晶硅层、背面钝化层、激光开槽区、负电极/正电极，所述负电极/正电极采用优化的金属化电极图形。本发明的优点：提升HBC电池背面发射层和背场层场钝化接触效果，提升电池的短路电流密度与开压，降低串联电阻，从而提升电池转换效率，不需用于扩散掩膜设备、简化了工艺流程；避免了产生高温晶格缺陷和杂质缺陷；而且并不掺杂晶硅的侧边面，因而不需要进行边缘绝缘；整套工艺设备相对简单不产生有毒物质、利于环保。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体是指一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池及其制备方法。
背景技术
目前世界经济正以前所未有的速度高速发展。然而在人类尽情享受着丰富物质的同时，伴随而来的还有严重的能源危机和环境污染。为了解决日益严重的能源危机和环境污染问题，世界各国目前正致力于寻找各种可再生清洁能源，以减少国民经济发展对煤炭、石油等化石能源的依赖，最终完全取代化石能源，因而促进了全球范围内风能、太阳能等可再生清洁能源技术的发展。目前世界上许多国家将太阳能等可再生能源作为其能源发展战略的重要组成部分。
鉴于能源清洁利用和供应安全的重要性，把太阳能的商业化开发和利用作为重要的发展模式是光伏企业的重点发展方向，降本、提效也将成为光伏企业永恒的主题。对于太阳能电池，尤其HBC电池具有很高的转换效率，具有很大的发展潜力。但现有的HBC电池制作技术还存在工艺路线繁杂、设备投入较高等等问题。
发明内容
本发明的目的是解决背景技术中存在的问题，提供一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池，包括晶硅衬底，所述晶硅衬底的前表面从内到外包括至少一层正面钝化层，所述晶硅衬底的背表面从内到外分别包括隧穿氧化层、交替排列的n+掺杂多晶硅层、p+掺杂多晶硅层、背面钝化层、激光开槽区、负电极/正电极。
作为一种优选方案，所述晶硅衬底为N型单晶硅、P型单晶硅中的一种。
作为一种优选方案，所述隧穿氧化层的厚1-2nm。
作为一种优选方案，所述n+掺杂多晶硅厚度为30-140nm，p+掺杂多晶硅层厚度为30-140nm。
作为一种优选方案，所述正面钝化层为SiO2层、AlOx层的一种，叠加SiONx、SiNx层中的任意一种，总厚度75-100nm，折射率1.7-2.4。
作为一种优选方案，所述背面钝化层为SiONx层、SiNx的一种或两种叠层组合，厚度70-100nm，折射率1.7-2.4。
作为一种优选方案，所述激光开槽区为去除中间背面钝化层、多晶硅层，保留隧穿氧化层，开槽宽度为0.01-200μm。
一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池的其制备方法，包括以下步骤：
S1：抛光，对晶硅衬底进行双面抛光；
S2：采用LPCVD，在晶硅衬底背表面沉积隧穿氧化层及本征非晶层；
S3：制绒，对晶硅衬底正面进行制绒；
S4：热氧退火，衬底温度700℃，在正面制备SiOx层，对本征非晶硅层进行退火形成多晶态；
S5：采用丝网印刷技术，在背面本征多晶硅层n+区制备磷浆层，在p+区制备硼浆层；
S6：激光掺杂，对背面n+区磷浆/p+区硼浆进行掺杂；
S7：超声波清洗，对掺杂P区及N区的硅片表面残余的硼浆及磷浆清洗干净；
S8：采用PECVD，在正表面、背表面双面镀减反射膜；
S9：激光开槽，对晶硅衬底背表面p+区/n+区中间区域开槽隔离；
S10：采用丝网印刷、喷墨打印、激光转印、化学镀、电镀、PVD法的任意一种技术叠加中高温烧结或激光烧结技术制备背面正电极、负电极。
一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池的其制备方法，包括以下步骤：
S1：抛光，对晶硅衬底进行双面抛光；
S2：采用LPCVD，在晶硅衬底背表面沉积隧穿氧化层及本征非晶层；
S3：制绒，对晶硅衬底正面进行制绒；
S4：采用丝网印刷技术，在背面本征多晶硅层n+区制备磷浆层，在p+区制备硼浆层；
S5：激光掺杂，对背面n+区磷浆/p+区硼浆进行掺杂；
S6：超声波清洗，对掺杂P区及N区的硅片表面残余的硼浆及磷浆清洗干净；
S7：热氧退火，衬底温度700℃，在正面制备SiOx层，对n+/p+掺杂非晶硅层进行退火形成多晶态；
S8：采用PECVD，在正表面、背表面双面镀减反射膜；
S9：激光开槽，对晶硅衬底背表面p+区/n+区中间区域开槽隔离；
S10：采用丝网印刷、喷墨打印、激光转印、化学镀、电镀、PVD法的任意一种技术叠加中高温烧结或激光烧结技术制备背面正电极、负电极。
本发明具有如下优点：背面采用TOPCon背面钝化结构，可以提升HBC电池背面发射层和背场层场钝化效果，提升电池的短路电流密度与开压，降低串联电阻，从而提升电池转换效率，采用激光掺杂工艺替代高温扩散工艺，可以实现不同的掺杂形态、限制掺杂以达到高度局部化结构；不需用于扩散掩膜设备、简化了工艺流程；也不需整体高温处理，避免了产生高温晶格缺陷和杂质缺陷；而且并不掺杂晶硅的侧边面，因而不需要进行边缘绝缘；整套工艺设备相对简单不产生有毒物质、利于环保。
附图说明
图1为本发明太阳能电池结构的电池局部结构示意图。
图2为本发明太阳能电池的第一种制备方法的流程图。
图3为本发明太阳能电池的第二种制备方法的流程图。
图中：10、晶硅衬底；11、正面钝化层；12、正面减反射层；20、隧穿氧化层；30、n+掺杂多晶层；40、p+掺杂多晶硅层；50、激光开槽区；60、背面钝化层；70、正电极；80、负电极。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，应当指出的是，具体实施方式只是对本发明的详细说明，不应视为对本发明的限定。
一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池，包括晶硅衬底10，所述晶硅衬底10的前表面从内到外包括至少一层正面钝化层11，所述晶硅衬底10的背表面从内到外分别包括隧穿氧化层20、交替排列的n+掺杂多晶硅层30、p+掺杂多晶硅层40、背面钝化层60、激光开槽区50、负电极80和正电极70。
作为本实施例的优选实施方式，所述晶硅衬底为N型单晶硅、P型单晶硅中的一种。
作为本实施例的优选实施方式，所述隧穿氧化层的厚1-2nm。
作为本实施例的优选实施方式，所述n+掺杂多晶硅厚度为30-140nm，p+掺杂多晶硅层厚度为30-140nm。
作为本实施例的优选实施方式，所述正面钝化层为SiO2层、AlOx层的一种，叠加SiONx、SiNx层中的任意一种，总厚度75-100nm，折射率1.7-2.4。
作为本实施例的优选实施方式，所述背面钝化层为SiONx层、SiNx的一种或两种叠层组合，厚度70-100nm，折射率1.7-2.4。
作为本实施例的优选实施方式，所述激光开槽区为去除中间背面钝化层、多晶硅层，保留隧穿氧化层，开槽宽度为0.01-200μm。
其结构如图1所示，具体的实施方式如下：
实施例一
如图2所示，一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
S1：将硅片置于2-10％的碱性溶液进行双面抛光，得到反射率大于30％的抛光面；
S2：在N型抛光片的背面生长隧穿氧化层，保持压力15-100Kpa，温度550-700℃，通氧制备氧化硅厚度1.2nm，在隧穿氧化层外表面生产本征非晶硅层，保持压力30-80pa，温度550-600℃，通硅烷制备本征非晶硅层厚度110nm；
S3：对硅片进行清洗以及绒面的制作，使用溶液为双氧水，去离子水，添加剂以及氢氧化钠的混液，制作出反射率在10％的金字塔绒面；
S4：在N型抛光片的正面制绒面生长氧化硅钝化层，保持压力15-100Kpa，温度600-700℃，通氧制备氧化硅厚度6-10nm，同时保证背面本征非晶硅层退火晶化成多晶硅层；
S5：在背面多晶硅层上印刷硼浆，印刷图形与金属化电极p+区网板图形一致，并在50-500℃条件下进行烘干0.5-5min，在背面多晶硅层上印刷磷浆，印刷图形与金属化电极n+区网板图形一致，并在50-500℃条件下进行烘干0.5-5min；
S6：将印刷好的硅片放入激光器中进行激光实现掺杂，得到p+区及n+区需要达到的方阻值，其中，p+区80-100欧姆，n+区20-40欧姆；具体地通过改变激光功率和激光频率去调试方阻；
S7：采用IPA:DI water体积比1:1的溶液，以超声波容器装置清洗掉掺杂p+区及n+区的硅片表面残余的硼浆及磷浆；
S8：采用PECVD，对晶硅衬底正表面、背表面双面镀减反射膜，正面氮化硅层膜做两层不同折射率，通入氨气和硅烷，沉积温度为450℃左右，高折膜层氨气与硅烷的流量比为4-5：1，低折膜层氨气与硅烷的流量比为8-10：1，两层膜总厚控制在75-85nm；背面氮化硅层膜低折膜层氨气与硅烷的流量比为8-10：1，膜厚控制在80-90nm；
S9：激光开槽，对晶硅衬底背表面p+区/n+区中间区域开槽隔离；
S10：在p+区印刷电极及烘干；在n+区印刷电极及烘干；得到印刷好的硅片放入激光烧结装置中进行激光烧结形成正电极/负电极。
实施例二
如图3所示，一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
S1：将硅片置于2-10％的碱性溶液进行双面抛光，得到反射率大于30％的抛光面；
S2：在N型抛光片的背面生长隧穿氧化层，保持压力15-100Kpa，温度550-700℃，通氧制备氧化硅厚度1.2nm，在隧穿氧化层外表面生产本征非晶硅层，保持压力30-80pa，温度550-600℃，通硅烷制备本征非晶硅层厚度110nm；
S3：对硅片进行清洗以及绒面的制作，使用溶液为双氧水，去离子水，添加剂以及氢氧化钠的混液，制作出反射率在10％的金字塔绒面；
S4：在背面非晶硅层上印刷硼浆，印刷图形与金属化电极p+区网板图形一致，并在50-500℃条件下进行烘干0.5-5min，在背面非晶硅层上印刷磷浆，印刷图形与金属化电极n+区网板图形一致，并在50-500℃条件下进行烘干0.5-5min；
S5：将印刷好的硅片放入激光器中进行激光实现掺杂，得到p+区及n+区需要达到的方阻值，其中，p+区80-100欧姆，n+区20-40欧姆；具体地通过改变激光功率和激光频率去调试方阻；
S6：采用IPA:DI water体积比1:1的溶液，以超声波容器装置清洗掉掺杂p+区及n+区的硅片表面残余的硼浆及磷浆；
S7：在N型抛光片的正面制绒面生长氧化硅钝化层，保持压力15-100Kpa，温度600-700℃，通氧制备氧化硅厚度6-10nm，同时保证背面n+掺杂/p+掺杂非晶硅层退火晶化成多晶硅层；
S8：采用PECVD，对晶硅衬底正表面、背表面双面镀减反射膜，正面氮化硅层膜做两层不同折射率，通入氨气和硅烷，沉积温度为450℃左右，高折膜层氨气与硅烷的流量比为4-5：1，低折膜层氨气与硅烷的流量比为8-10：1，两层膜总厚控制在75-85nm；背面氮化硅层膜低折膜层氨气与硅烷的流量比为8-10：1，膜厚控制在80-90nm；
S9：激光开槽，对晶硅衬底背表面p+区/n+区中间区域开槽隔离；
S10：在p+区印刷电极及烘干；在n+区印刷电极及烘干；得到印刷好的硅片放入激光烧结装置中进行激光烧结形成正电极/负电极。
综上，与现有技术相比，本发明背面采用TOPCon背面钝化结构，可以提升了HBC电池背面发射层和背场层场钝化效果，提升电池的短路电流密度与开压，降低串联电阻，从而提升电池转换效率，采用激光掺杂工艺替代高温扩散工艺，可以实现不同的掺杂形态、限制掺杂以达到高度局部化结构；不需用于扩散掩膜设备、简化了工艺流程；也不需整体高温处理，避免了产生高温晶格缺陷和杂质缺陷；而且并不掺杂晶硅的侧边面，因而不需要进行边缘绝缘；整套工艺设备相对简单不产生有毒物质、利于环保。
以上所述实施例仅表达了本申请的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (9)
1.一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池，其特征在于，包括晶硅衬底，所述晶硅衬底的前表面从内到外包括至少一层正面钝化层，所述晶硅衬底的背表面从内到外分别包括隧穿氧化层、交替排列的n+掺杂多晶硅层、p+掺杂多晶硅层、背面钝化层、激光开槽区、负电极/正电极。
2.根据权利要求1所述的一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池，其特征在于，所述晶硅衬底为N型单晶硅、P型单晶硅中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池，其特征在于，所述隧穿氧化层的厚1-2nm。
4.根据权利要求1所述的一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池，其特征在于，所述n+掺杂多晶硅厚度为30-140nm，p+掺杂多晶硅层厚度为30-140nm。
5.根据权利要求1所述的一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池，其特征在于，所述正面钝化层为SiO2层、AlOx层的一种，叠加SiONx、SiNx层中的任意一种，总厚度75-100nm，折射率1.7-2.4。
6.根据权利要求1所述的一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池，其特征在于，所述背面钝化层为SiONx层、SiNx的一种或两种叠层组合，厚度70-100nm，折射率1.7-2.4。
7.根据权利要求1所述的一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池，其特征在于，所述激光开槽区为去除中间背面钝化层、多晶硅层，保留隧穿氧化层，开槽宽度为0.01-200μm。
8.根据权利要求1-7任一项一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池的其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：抛光，对晶硅衬底进行双面抛光；
S2：采用LPCVD，在晶硅衬底背表面沉积隧穿氧化层及本征非晶层；
S3：制绒，对晶硅衬底正面进行制绒；
S4：热氧退火，衬底温度700℃，在正面制备SiOx层，对本征非晶硅层进行退火形成多晶态；
S5：采用丝网印刷技术，在背面本征多晶硅层n+区制备磷浆层，在p+区制备硼浆层；
S6：激光掺杂，对背面n+区磷浆/p+区硼浆进行掺杂；
S7：超声波清洗，对掺杂P区及N区的硅片表面残余的硼浆及磷浆清洗干净；
S8：采用PECVD，在正表面、背表面双面镀减反射膜；
S9：激光开槽，对晶硅衬底背表面p+区/n+区中间区域开槽隔离；
S10：采用丝网印刷、喷墨打印、激光转印、化学镀、电镀、PVD法的任意一种技术叠加中高温烧结或激光烧结技术制备背面正电极、负电极。
9.根据权利要求1-7任一项一种背面钝化接触结构的HBC太阳能电池的其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：抛光，对晶硅衬底进行双面抛光；
S2：采用LPCVD，在晶硅衬底背表面沉积隧穿氧化层及本征非晶层；
S3：制绒，对晶硅衬底正面进行制绒；
S4：采用丝网印刷技术，在背面本征多晶硅层n+区制备磷浆层，在p+区制备硼浆层；
S5：激光掺杂，对背面n+区磷浆/p+区硼浆进行掺杂；
S6：超声波清洗，对掺杂P区及N区的硅片表面残余的硼浆及磷浆清洗干净；
S7：热氧退火，衬底温度700℃，在正面制备SiOx层，对n+/p+掺杂非晶硅层进行退火形成多晶态；
S8：采用PECVD，在正表面、背表面双面镀减反射膜；
S9：激光开槽，对晶硅衬底背表面p+区/n+区中间区域开槽隔离；
S10：采用丝网印刷、喷墨打印、激光转印、化学镀、电镀、PVD法的任意一种技术叠加中高温烧结或激光烧结技术制备背面正电极、负电极。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111484657.6A CN114242801A (zh) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | 一种背面钝化接触结构的hbc太阳能电池及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111484657.6A CN114242801A (zh) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | 一种背面钝化接触结构的hbc太阳能电池及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114242801A true CN114242801A (zh) | 2022-03-25 |
Family
ID=80753656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111484657.6A Pending CN114242801A (zh) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | 一种背面钝化接触结构的hbc太阳能电池及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114242801A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114944326A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-26 | 普乐新能源科技(徐州)有限公司 | 一种hbc电池用硼浆料及其制备方法 |
| CN115000247A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-09-02 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 内部钝化的背接触perc电池片的制作方法 |
| CN115000194A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-09-02 | 普乐新能源科技(徐州)有限公司 | 一种简易低成本的p型晶硅ibc太阳能电池及其制备方法 |
| CN115513314A (zh) * | 2022-10-24 | 2022-12-23 | 普乐新能源科技(徐州)有限公司 | 一种hbc太阳能电池用磷浆料及其制备方法 |
| CN116130558A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-16 | 扬州大学 | 一种新型全背电极钝化接触电池的制备方法及其产品 |
| CN116613245A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-08-18 | 无锡松煜科技有限公司 | 一种提高TOPcon电池LPCVD直通率的方法 |
| WO2024055475A1 (zh) * | 2022-09-16 | 2024-03-21 | 金阳(泉州)新能源科技有限公司 | 一种联合钝化背接触电池及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-07 CN CN202111484657.6A patent/CN114242801A/zh active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114944326A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-26 | 普乐新能源科技(徐州)有限公司 | 一种hbc电池用硼浆料及其制备方法 |
| CN114944326B (zh) * | 2022-05-18 | 2024-01-16 | 普乐新能源科技(泰兴)有限公司 | 一种hbc电池用硼浆料及其制备方法 |
| CN115000194A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-09-02 | 普乐新能源科技(徐州)有限公司 | 一种简易低成本的p型晶硅ibc太阳能电池及其制备方法 |
| CN115000247A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-09-02 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 内部钝化的背接触perc电池片的制作方法 |
| WO2024055475A1 (zh) * | 2022-09-16 | 2024-03-21 | 金阳(泉州)新能源科技有限公司 | 一种联合钝化背接触电池及其制备方法 |
| CN115513314A (zh) * | 2022-10-24 | 2022-12-23 | 普乐新能源科技(徐州)有限公司 | 一种hbc太阳能电池用磷浆料及其制备方法 |
| CN115513314B (zh) * | 2022-10-24 | 2024-04-12 | 普乐新能源科技(泰兴)有限公司 | 一种hbc太阳能电池用磷浆料及其制备方法 |
| CN116130558A (zh) * | 2023-02-17 | 2023-05-16 | 扬州大学 | 一种新型全背电极钝化接触电池的制备方法及其产品 |
| CN116130558B (zh) * | 2023-02-17 | 2024-02-09 | 扬州大学 | 一种新型全背电极钝化接触电池的制备方法及其产品 |
| CN116613245A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-08-18 | 无锡松煜科技有限公司 | 一种提高TOPcon电池LPCVD直通率的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114242801A (zh) | 一种背面钝化接触结构的hbc太阳能电池及其制备方法 | |
| CN111834476B (zh) | 一种太阳能电池及其制备方法 | |
| CN102403369A (zh) | 一种用于太阳能电池的钝化介质膜 | |
| CN114038921A (zh) | 太阳能电池及光伏组件 | |
| CN111477720A (zh) | 一种钝化接触的n型背结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN114038922A (zh) | 一种提升绝缘隔离效果的背接触异质结太阳能电池及其制作方法 | |
| CN110571303B (zh) | 一种p型晶体硅电池的制备方法 | |
| CN114823935A (zh) | 一种异质结电池及其制备方法 | |
| CN111029441A (zh) | 一种栅线钝化接触perc太阳能电池及其制备方法 | |
| CN114050105A (zh) | 一种TopCon电池的制备方法 | |
| CN112838132A (zh) | 一种太阳能电池叠层钝化结构及其制备方法 | |
| CN211654834U (zh) | 高效p型晶体硅太阳能电池 | |
| CN210668401U (zh) | 一种硅基叠层双面太阳电池 | |
| CN113224210A (zh) | 一种p型ibc电池的制备方法 | |
| CN114725225A (zh) | 一种高效p型ibc电池及其制备方法 | |
| CN110534614B (zh) | 一种p型晶体硅电池的制备方法 | |
| CN116130558B (zh) | 一种新型全背电极钝化接触电池的制备方法及其产品 | |
| CN217114405U (zh) | 一种背面钝化接触结构的hbc太阳能电池 | |
| WO2022156102A1 (zh) | 太阳能电池叠层钝化结构及制备方法 | |
| CN212848426U (zh) | 一种太阳能电池 | |
| CN113675280A (zh) | 一种具有非晶硅/微晶硅复合层的hbc太阳能电池结构及其制备方法 | |
| CN114597285A (zh) | 太阳能电池的制备方法及太阳能电池和光伏组件 | |
| CN111430475A (zh) | 高效p型晶体硅太阳能电池及其制备方法 | |
| CN115176345B (zh) | 一种太阳能电池叠层钝化结构及其制备方法 | |
| CN217847970U (zh) | 一种异质结电池和组件 |
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 | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20230117 Address after: 518000 Room 103, Building 3, Shekou Lanyuan, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong Province Applicant after: Ou Wenkai Address before: 221000 Tongchuang Road West and Wuhuan Road North, high tech Zone, Xuzhou City, Jiangsu Province Applicant before: Pule new energy technology (Xuzhou) Co.,Ltd. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20230323 Address after: No. 168, West Side of Kechuang Road, High-tech Industrial Development Zone, Taixing City, Taizhou City, Jiangsu Province, 225400 Applicant after: Pule New Energy Technology (Taixing) Co.,Ltd. Address before: 518000 Room 103, Building 3, Shekou Lanyuan, Nanshan District, Shenzhen, Guangdong Province Applicant before: Ou Wenkai |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |