CN114497259B - 一种太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种太阳能电池及其制备方法，该太阳能电池包括晶硅衬底，在其一个表面制备有第一隧穿薄膜层、掺杂多晶硅层、第一钝化层、抗反射层和掩膜层；另一个表面上制备有第二隧穿薄膜层、重掺杂多晶硅层、第二钝化层、超重掺杂多晶硅层和透明导电层。本申请通过引入钝化层实现对掺杂多晶硅层表面良好的化学钝化及场效应钝化，降低载流子在多晶硅层因复合造成的损失，提升光生载流子的有效输出；再通过超重掺杂多晶硅层的引入，实现对其中一个表面场效应钝化的进一步加强，通过不同掺杂浓度产生的电势差值，为光生载流子向外电路输出提供一定的动力，进而再次增大载流子的有效输出，从而有效提高了太阳能电池的转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能技术领域，特别是涉及一种太阳能电池及其制备方法。
背景技术
晶硅太阳能电池是技术最成熟、应用最广泛的太阳能电池，在光伏市场中的比例超过90％，并且在未来相当长的时间内都将占据主导地位。在影响晶硅太阳能电池光电转换效率的诸多因素中，金属电极与晶硅接触处的复合这一因素是其中的关键，被认为是接近理论极限效率的最后一个限制因素。目前来说，采用隧穿氧化层钝化金属接触结构可以显著降低金属接触区域的复合，同时兼具良好的接触性能，从而可以极大地提升晶硅太阳能电池的转换效率。相对于异质结太阳能电池27.5％极限效率，利用隧穿氧化层钝化接触结构的晶硅太阳能电池的效率极限可以达到28.2％～28.7％。
目前，国内外已有一些厂商将该隧穿氧化层钝化金属接触结构应该用到太阳能电池中。本申请的发明人在实践中发现，该接触结构中的掺杂多晶硅层对晶硅本身提供场效应钝化以及负责与外电路的电极形成欧姆接触，但实际其仍属于太阳能电池光生载流子的传导载体，其本身的结构缺陷造成其存在大量的复合中心，这对载流子最终传输到外电路仍存在很大限制，这在一定程度降低了太阳能电池的转换效率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种太阳能电池及其制备方法，以提高太阳能电池的转换效率。
有鉴于此，本发明公开了一种太阳能电池，应用于太阳能电池组件，所述太阳能电池包括第一导电类型的晶硅衬底，所述晶硅衬底包括第一表面和第二表面，其中：
所述第一表面上从内到外依次制备有第一隧穿薄膜层、第二导电类型的掺杂多晶硅层、第一钝化层、抗反射层和掩膜层，还制备有第一金属电极，所述第一金属电极穿透所述掩膜层、所述抗反射层和所述第一钝化层后与所述掺杂多晶硅层形成欧姆接触；
所述第二表面上从内到外依次制备有第二隧穿薄膜层、第一导电类型的重掺杂多晶硅层、第二钝化层、第一导电类型的超重掺杂多晶硅层和透明导电层，还制备有第二金属电极和低温导电电极，所述第一金属电极穿透所述透明导电层、所述超重掺杂多晶硅层和所述第二钝化层后与所述重掺杂多晶硅层形成欧姆接触，所述低温导电电极与所述透明导电膜形成欧姆接触。
可选的，所述第一隧穿薄膜层为碳族元素的混合物薄膜、氧化物薄膜、氮化物薄膜或氮氧化物薄膜，或者为金属氧化物薄膜，其厚度为1-5nm。
可选的，所述掺杂多晶硅层的厚度为20-200nm、掺杂浓度为1018-1022cm-3；
可选的，所述第一钝化层为碳族元素的混合物薄膜、氧化物薄膜、氮化物薄膜或氮氧化物薄膜，或者为金属氧化物薄膜，其厚度为1-20nm。
可选的，所述掩膜层为透光性强的低折射率绝缘体薄膜。
可选的，所述重掺杂多晶硅层的厚度为20-200nm、掺杂浓度为1018-1022cm-3；
可选的，所述第二钝化层为碳族元素的混合物薄膜、氧化物薄膜、氮化物薄膜、氮氧化物薄膜，或者为金属氧化物薄膜，其厚度为1-10nm。
可选的，所述超重掺杂多晶硅层的厚度为40-200nm、掺杂浓度为1022-1023cm-3。
还提供了一种太阳能电池的制备方法，用于制备如上所述的太阳能电池，所述制备方法包括步骤：
步骤1：对晶硅衬底的第一表面和第二表面进行清洗制绒；
步骤2：在所述晶硅衬底上进行双面超薄隧穿层生长；
步骤3：进行双面本征非晶硅层生长；
步骤4：进行双面掩膜处理；
步骤5：对双面本征非晶硅进行多晶化处理，对所述第二表面或所述第一表面的本征多晶硅进行掺杂第一或第二导电类型掺杂剂，同时伴随所述第二表面或所述第一表面的掺杂多晶硅层上形成掩膜层；
步骤6：将所述第一表面或所述第二表面上的掩膜层去除；
步骤7：将所述表面或所述第二表面的本征多晶硅层进行第二导电类型或第一导电类型掺杂剂，同时伴随所述第一表面或所述第二表面的掺杂多晶硅层上掩膜层形成；
步骤8：去除所述第一表面上掩膜层；
步骤9：在所述第一表面的第二导电类型多晶硅层上沉积钝化层；
步骤10：在所述第一表面上的钝化层上沉积抗反射层；
步骤11：通过丝网印刷及高温烧结方式在所述第一表面和所述第二表面上制备电极；
步骤12：对所述第一表面和所述第二表面进行掩膜处理；
步骤13：去除所述第二表面上多晶硅层上的掩膜层；
步骤14：将所述第二表面上第一导电类型多晶硅上依次沉积钝化层二和第一导电类型的超重掺杂多晶硅层；
步骤15：对所述第二表面沉积透明导电膜；
步骤16：去除所述第一表面上的金属电极的表面的掩膜层，并去除所述第二表面上金属电极的表面的非金属薄膜层；
步骤17：在所述第二表面的局部区域通过印刷方式制备低温电极。
可选的，所述高温烧结的烧结温度为300-900℃。
可选的，所述低温电极制备时的工艺温度小于250℃。
从上述技术方案可以看出，本发明提供了一种太阳能电池及其制备方法，该太阳能电池包括晶硅衬底，在其一个表面制备有第一隧穿薄膜层、掺杂多晶硅层、第一钝化层、抗反射层和掩膜层；另一个表面上制备有第二隧穿薄膜层、重掺杂多晶硅层、第二钝化层、超重掺杂多晶硅层和透明导电层。本申请通过引入钝化层实现对掺杂多晶硅层表面良好的化学钝化及场效应钝化，降低载流子在多晶硅层因复合造成的损失，提升光生载流子的有效输出；再通过超重掺杂多晶硅层的引入，实现对其中一个表面场效应钝化的进一步加强，通过不同掺杂浓度产生的电势差值，为光生载流子向外电路输出提供一定的动力，进而再次增大载流子的有效输出，从而有效提高了太阳能电池的转换效率。
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太阳能电池的垂直剖面图；
图2a为本申请实施例中太阳能电池的一种制备状态示意图；
图2b为本申请实施例中太阳能电池的另一种制备状态示意图；
图2c为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图；
图2d为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图；
图2e为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图；
图2f为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图；
图2g为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图；
图2h为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图；
图2i为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图；
图2j为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图；
图2k为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图；
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图2n为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图；
图2o为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图；
图2p为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图；
图2q为本申请实施例中太阳能电池的又一种制备状态示意图。
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太阳能电池的垂直剖面图。
本实施例提供的太阳能电池为太阳能组件的一部分，即能够产生光电流的部件，其结构包括第一导电类型的晶硅衬底，晶硅为单晶硅或多晶硅，所谓第一导电类型是与下面将要描述的第二导电类型相对应的一个概念，这里第一导电类型如果为n型，则第二导电类型则为p型，如果第一导电类型为p型，第二导电类型则为n型。
参照图1所示，这里以第一导电类型为n型为例对本申请中的太阳能电池进行详细描述，该晶硅衬底为n型晶硅衬底1，其上下两个表面分别为第一表面和第二表面。
在第一表面上从内到外依次制备有第一隧穿薄膜层2、第二导电类型的掺杂多晶硅层3、第一钝化层5、抗反射层8和掩膜层IV。从上面描述可知，在第一导电类型为n型的基础上，这里的第二导电类型的掺杂多晶硅层为p型晶硅层。
另外，在该第一表面上还制备有第一金属电极10，第一金属电极穿透掩膜层、抗反射层和第一钝化层后与p型晶硅层形成欧姆接触。该第一金属电极具体为与p型晶硅层形成合金相的铝电极。
在n型晶硅衬底的另一表面即第二表面上从内到外依次制备有第二隧穿薄膜层2’、第一导电类型即n+型的重掺杂多晶硅层4、第二钝化层6、第一导电类型即n++型的超重掺杂多晶硅层7和透明导电层9。
另外，在该第二表面还制备有第二金属电极11和低温导电电极12，第一金属电极穿透透明导电层、超重掺杂多晶硅层和第二钝化层后与重掺杂多晶硅层形成欧姆接触；低温导电电极直接与透明导电膜形成欧姆接触。该第二金属电极为与重掺杂多晶硅层形成合金相的银电极，低温导电电极也为阴电极。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种太阳能电池，该太阳能电池包括晶硅衬底，在其一个表面制备有第一隧穿薄膜层、掺杂多晶硅层、第一钝化层、抗反射层和掩膜层；另一个表面上制备有第二隧穿薄膜层、重掺杂多晶硅层、第二钝化层、超重掺杂多晶硅层和透明导电层。本申请通过引入钝化层实现对掺杂多晶硅层表面良好的化学钝化及场效应钝化，降低载流子在多晶硅层因复合造成的损失，提升光生载流子的有效输出；再通过超重掺杂多晶硅层的引入，实现对其中一个表面场效应钝化的进一步加强，通过不同掺杂浓度产生的电势差值，为光生载流子向外电路输出提供一定的动力，进而再次增大载流子的有效输出，从而有效提高了太阳能电池的转换效率。
本实施例中的第一隧穿薄膜层为碳族元素中多种元素的混合物薄膜，或者为其中一种元素或多种元素混合物的氧化物薄膜、氮化物薄膜或氮氧化物薄膜，或者为金属氧化物薄膜，其厚度为1-5nm。掺杂多晶硅层的厚度为20-200nm、掺杂浓度为1018-1022cm-3。
第一钝化层和第二钝化层均为碳族元素中多种元素的的混合物薄膜，或者为其中一种或多种元素的氧化物薄膜、氮化物薄膜或氮氧化物薄膜，或者为金属氧化物薄膜。第一钝化层的厚度为1-20nm。第二钝化层的厚度为1-10nm。掩膜层为透光性强的低折射率绝缘体薄膜。
重掺杂多晶硅层的厚度为20-200nm、掺杂浓度为1018-1022cm-3；超重掺杂多晶硅层的厚度为40-200nm、掺杂浓度为1022-1023cm-3。
实施例二
本实施例还提供了一种制备方法，用于制备上一实施例的太阳能电池，如图2a～2q所示，本实施例以n型晶硅衬底为例对该太阳能电池的制备过程做如下说明。
步骤1：对电阻率为0.5-3Ω.cm的n型158.78*158.75mm2单晶硅片1进行清洗、去损伤层、制绒，在晶体硅片表面形成随机金字塔结构；
步骤2：利用LPCVD方法，对n型制绒硅片1双面进行第一隧穿薄膜层2和第二隧穿薄膜层2’的生长，第一隧穿薄膜层和第二隧穿薄膜层的厚度为1-3nm；
步骤3：在隧穿薄膜层上进行双面本征非晶硅层3’和4’的生长，本征非晶硅层3’和4’厚度为100nm；
步骤4：在n型衬底第一表面上利用PECVD方式沉积氮氧化硅掩膜层I，掩膜层厚度为80nm，沉积工艺温度为300-400℃；
步骤5：通过扩散炉，对双面本征非晶硅3’和4‘处理后，对表面二本征多晶硅进行磷扩散形成n+型多晶硅层4’，磷掺杂浓度为1021cm-3，同时伴随第二表面掺磷多晶硅层4’上掺磷氧化硅形成掩膜层II；
步骤6：通过链式清洗机台去除第一表面的氮化硅掩膜层I；
步骤7：通过扩散方式对第一表面的本征多晶硅3”进行硼扩散形成p型多晶硅层3，硼掺杂浓度为8*1020cm-3，同时伴随第一表面硼掺杂多晶硅层上掺硼氧化硅掩膜层III形成；
步骤8：通过链式清洗剂去除第一表面上的掺硼氧化硅掩膜层III；
步骤9：通过ALD设备在第一表面的p型掺硼多晶硅上沉积氧化铝第一钝化层5，氧化铝厚度为3nm；
步骤10：利用PECVD设备在第一表面的氧化铝层5上沉积氮化硅与氮氧化硅叠层的抗反射层8，抗反射层总厚度为75nm，沉积工艺温度为430-500℃；
步骤11：在第一表面和第二表面的局部区域上通过丝网印刷方式印刷分别铝电极10和银电极11，最高烧结温度为820℃；
步骤12：通过PECVD方式在第一表面一上沉积氧化硅掩膜层IV，掩膜层厚度为30nm，沉积工艺温度为300-400℃；
步骤13：通过链式清洗方式去除第二表面的n+磷掺杂多晶硅层4上的掺磷氧化硅掩膜层II；
步骤14：通过板式PECVD方式在第二表面的n+磷掺杂多晶硅上依次沉积本征非晶硅第二钝化层6和n++型超重磷掺杂非晶硅层7，工艺温度为200-220℃，本征非晶硅6厚度为5nm，超重掺杂n++非晶硅7厚度为20nm；
步骤15：通过磁控溅射设备在第二表面的超重掺杂n++非晶硅7上沉积铟锡氧化钛透明导电膜层9，厚度为100nm，；
步骤16：通过链式清洗法以及调整片子浸入溶液深度去除第一表面主栅线表面上的氧化硅掩膜层IV和第二金属电极表面的本征非晶硅6、n++非晶硅7和透明导电膜层9；
步骤17：在第二表面局部区域印刷低温银电极12，印刷工艺最高温度为180℃。
本实施例中通过引入高低温印刷工艺的电极混合结构，既满足载流子在基础晶硅结构上的光生载流子输出，又满足光生载流子在掺杂多晶硅层上的产生后的二次输出，因此，通过不同电极的接触结构的混合形式，进一步实现提升太阳能电池转换效率的有效提升。
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。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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 (11)
1.一种太阳能电池，应用于太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池包括第一导电类型的晶硅衬底，所述晶硅衬底包括第一表面和第二表面，其中：
所述第一表面上从内到外依次制备有第一隧穿薄膜层、第二导电类型的掺杂多晶硅层、第一钝化层、抗反射层和掩膜层，还制备有第一金属电极，所述第一金属电极穿透所述掩膜层、所述抗反射层和所述第一钝化层后与所述掺杂多晶硅层形成欧姆接触；
所述第二表面上从内到外依次制备有第二隧穿薄膜层、第一导电类型的重掺杂多晶硅层、第二钝化层、第一导电类型的超重掺杂多晶硅层和透明导电层，还制备有第二金属电极和低温导电电极，所述第二金属电极穿透所述透明导电层、所述超重掺杂多晶硅层和所述第二钝化层后与所述重掺杂多晶硅层形成欧姆接触，所述低温导电电极与所述透明导电层形成欧姆接触。
2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一隧穿薄膜层为碳族元素的混合物薄膜、碳族元素的氧化物薄膜、碳族元素的氮化物薄膜或碳族元素的氮氧化物薄膜，或者所述第一隧穿薄膜层为金属氧化物薄膜，其厚度为1-5nm。
3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂多晶硅层的厚度为20-200nm、掺杂浓度为1018-1022cm-3。
4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层为碳族元素的混合物薄膜、碳族元素的氧化物薄膜、碳族元素的氮化物薄膜或碳族元素的氮氧化物薄膜，或者所述第一钝化层为金属氧化物薄膜，其厚度为1-20nm。
5.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掩膜层为透光性强的低折射率绝缘体薄膜。
6.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述重掺杂多晶硅层的厚度为20-200nm、掺杂浓度为1018-1022cm-3。
7.权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二钝化层为碳族元素的混合物薄膜、碳族元素的氧化物薄膜、碳族元素的氮化物薄膜、碳族元素的氮氧化物薄膜，或者所述第二钝化层为金属氧化物薄膜，其厚度为1-10nm。
8.权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述超重掺杂多晶硅层的厚度为40-200nm、掺杂浓度为1022-1023cm-3。
9.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1~8任一项所述的太阳能电池，所述制备方法包括步骤：
步骤1：对晶硅衬底的第一表面和第二表面进行清洗制绒；
步骤2：在所述晶硅衬底上进行双面隧穿薄膜层生长；
步骤3：进行双面本征非晶硅层生长；
步骤4：在晶硅衬底的第一表面上形成掩膜层；
步骤5：对双面本征非晶硅进行多晶化处理，对所述第二表面的本征多晶硅进行掺杂第一导电类型掺杂剂，形成重掺杂多晶硅层，同时伴随所述第二表面的重掺杂多晶硅层上形成掩膜层；
步骤6：将所述第一表面上的掩膜层去除；
步骤7：对第一表面的本征多晶硅层进行掺杂第二导电类型掺杂剂，形成掺杂多晶硅层，同时伴随所述第一表面的掺杂多晶硅层上形成掩膜层；
步骤8：去除所述第一表面上掩膜层；
步骤9：在所述第一表面的掺杂多晶硅层上沉积第一钝化层；
步骤10：在所述第一表面上的钝化层上沉积抗反射层；
步骤11：通过丝网印刷及高温烧结方式在所述第一表面上制备第一金属电极，在所述第二表面上制备第二金属电极；
步骤12：对所述第一表面进行掩膜处理；
步骤13：去除所述第二表面上重掺杂多晶硅层上的掩膜层；
步骤14：在所述第二表面的重掺杂多晶硅层上依次沉积第二钝化层和第一导电类型的超重掺杂多晶硅层；
步骤15：对所述第二表面的超重掺杂多晶硅层上沉积透明导电层；
步骤16：去除所述第一表面上的第一金属电极的表面的掩膜层，并去除所述第二表面上的第二金属电极的表面的第二钝化层、超重掺杂多晶硅层、透明导电层；
步骤17：在所述第二表面的局部区域通过印刷方式制备低温导电电极。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述高温烧结的烧结温度为300-900℃。
11.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述低温导电电极制备时的工艺温度小于250℃。
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Citations (6)
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| CN108807565A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-11-13 | 苏州太阳井新能源有限公司 | 一种钝化接触电极结构，其适用的太阳能电池及制作方法 |
| CN109004039A (zh) * | 2018-08-02 | 2018-12-14 | 君泰创新（北京）科技有限公司 | 一种太阳能电池芯片及其制备方法 |
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