CN114864740A - 一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法 - Google Patents

一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114864740A
CN114864740A CN202210374990.XA CN202210374990A CN114864740A CN 114864740 A CN114864740 A CN 114864740A CN 202210374990 A CN202210374990 A CN 202210374990A CN 114864740 A CN114864740 A CN 114864740A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
electrode
tunneling
region
passivation contact
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
Application number
CN202210374990.XA
Other languages
English (en)
Inventor
张婷
刘大伟
魏凯峰
杨露
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huanghe Hydropower Development Co Ltd
Xian Solar Power Branch of Qinghai Huanghe Hydropower Development Co Ltd
Xining Solar Power branch of Qinghai Huanghe Hydropower Development Co Ltd
Original Assignee
Huanghe Hydropower Development Co Ltd
Xian Solar Power Branch of Qinghai Huanghe Hydropower Development Co Ltd
Xining Solar Power branch of Qinghai Huanghe Hydropower Development Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huanghe Hydropower Development Co Ltd, Xian Solar Power Branch of Qinghai Huanghe Hydropower Development Co Ltd, Xining Solar Power branch of Qinghai Huanghe Hydropower Development Co Ltd filed Critical Huanghe Hydropower Development Co Ltd
Priority to CN202210374990.XA priority Critical patent/CN114864740A/zh
Publication of CN114864740A publication Critical patent/CN114864740A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • H01L31/18—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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes 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
    • H01L31/04—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
    • 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)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

提供了一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法，其包括：在N型硅片衬底的第一表面上形成交替排列的第一隧穿钝化接触层和P+掺杂区；在N型硅片衬底的第二表面上形成交替排列的第二隧穿钝化接触层和第三隧穿钝化接触层；在第一隧穿钝化接触层和P+掺杂区上形成依次层叠的氧化铝层和第一氮化硅层，并在第二隧穿钝化接触层和第三隧穿钝化接触层上形成第二氮化硅层；形成第一电极和第二电极，以获得所述双面局域钝化接触太阳能电池。所述制作方法在电池的第一表面和第二表面均实现了局域钝化接触，在提升电池的表面钝化效果的同时改善了电池对光的吸收利用，可使得电池的开路电压和短路电流同时提升，进而提高电池的光电转换效率。

Description

一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法。
背景技术
2013年，Fraunhofer ISE提出了在N型电池的背面采用氧化硅层与掺杂非晶硅层或掺杂多晶硅层的叠层结构形成隧穿钝化接触结构进行表面钝化的方式，实现了晶体硅电池的开路电压和短路电流的大幅度提升，目前，主要将该技术推广应用于TOPCon电池结构中。
隧穿钝化接触结构通过利用两种不同半导体的接触形成了能带弯曲，导致少数载流子无法穿过，多数载流子可隧穿过超薄氧化层在多晶硅层进行短/多通道输运从而被电极收集，提升了电池的开路电压、短路电流和光电转换效率。在TOPCon电池的制备过程中，目前行业中普遍的实现方法是采用PECVD设备或者LPCVD设备进行氧化层和多晶硅层的整面沉积，或直接实现整面的原位掺杂层沉积。因此，该技术的应用在整个行业都是研究的热门，也是下一步提升电池转换效率的必然途径。
目前，由于该隧穿钝化接触结构的实现和应用受限于设备配置，主要进行整面沉积。但是，由于多晶硅层对光的吸收系数比较高，当部分光传输到该层的时候，很容易被多晶硅层吸收而不能形成载流子收集从而影响电池的性能。因此，若将多晶硅层应用于电池的正面，容易造成电池的电流密度极大降低的问题；若将多晶硅层减薄虽然可以降低吸光概率，但同时又会导致电极欧姆接触出现容易烧穿等接触不良问题。所以，在制备该隧穿钝化接触结构太阳能电池的过程中，需要进一步对多晶硅掺杂层的应用进行优化。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法。
根据本发明的实施例的一方面提供的一种双面局域钝化接触太阳能电池的制作方法，所述制作方法包括：在N型硅片衬底的第一表面上形成交替排列的第一隧穿钝化接触层和P+掺杂区；在N型硅片衬底的第二表面上形成交替排列的第二隧穿钝化接触层和第三隧穿钝化接触层，所述第一表面和所述第二表面彼此相对；在所述第一隧穿钝化接触层和所述P+掺杂区上形成依次层叠的氧化铝层和第一氮化硅层，并在所述第二隧穿钝化接触层和所述第三隧穿钝化接触层上形成第二氮化硅层；在所述第一氮化硅层上形成穿过所述第一氮化硅层和所述氧化铝层而与所述第一隧穿钝化接触层接触的第一电极，且在所述第二氮化硅层上形成穿过所述第二氮化硅层而与所述第二隧穿钝化接触层接触的第二电极，以获得所述双面局域钝化接触太阳能电池。
在上述一方面提供的双面局域钝化接触太阳能电池的制作方法中，所述在N型硅片衬底的第一表面上形成依次交替排列的第一隧穿钝化接触层和P+掺杂区具体包括：在所述N型硅片衬底的第一表面上依次形成层叠的第一隧穿氧化层和第一多晶硅层；将与所述第一电极所在的区域相对的所述第一隧穿氧化层和所述第一多晶硅层进行腐蚀去除，以形成具有多个通孔的所述第一隧穿氧化层和所述第一多晶硅层；对所述第一多晶硅层以及被所述通孔暴露的所述N型硅片衬底的表面进行硼掺杂，以形成硼掺杂多晶硅层和所述P+掺杂区，所述硼掺杂多晶硅层与所述第一隧穿氧化层形成为所述第一隧穿钝化接触层。
在上述一方面提供的双面局域钝化接触太阳能电池的制作方法中，所述P+掺杂区中硼的掺杂浓度为2×1019atoms/cm3；所述硼掺杂多晶硅层中硼的掺杂浓度为1×1020atoms/cm3。
在上述一方面提供的双面局域钝化接触太阳能电池的制作方法中，所述将与所述第一电极所在的区域相对的所述第一隧穿氧化层和所述第一多晶硅层进行腐蚀去除具体包括：采用丝网印刷的方式在与所述第一电极所在的区域相对的第一多晶硅层上印刷抗碱掩膜层；采用0.2wt％～0.3wt％的NaOH溶液，对与所述第一电极所在的区域之外的区域相对的所述第一多晶硅层和所述第一隧穿氧化层进行腐蚀去除，以形成所述多个通孔；清洗去除所述抗碱掩膜层。
在上述一方面提供的双面局域钝化接触太阳能电池的制作方法中，所述第二隧穿钝化接触层的厚度大于所述第三隧穿钝化接触层的厚度。
在上述一方面提供的双面局域钝化接触太阳能电池的制作方法中，所述在N型硅片衬底的第二表面上形成依次交替排列的第二隧穿钝化接触层和第三隧穿钝化接触层具体包括：在所述N型硅片衬底的第二表面上依次形成层叠的第二隧穿氧化层和第二多晶硅层；腐蚀减薄与所述第二电极所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层的厚度；对与所述第二电极所在的区域相对的所述第二多晶硅层以及与所述第二电极所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层进行磷掺杂，以使与所述第二电极所在的区域相对的所述第二多晶硅层形成为第一磷掺杂多晶硅层，并且使与所述第二电极所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层形成为第二磷掺杂多晶硅层；
其中，所述第一磷掺杂多晶硅层与所述第二隧穿氧化层形成为所述第二隧穿钝化接触层，所述第二磷掺杂多晶硅层与所述第二隧穿氧化层形成为所述第三隧穿钝化接触层。
在上述一方面提供的双面局域钝化接触太阳能电池的制作方法中，所述第一磷掺杂多晶硅层中磷的掺杂浓度为2×1020atoms/cm3～3×1020atoms/cm3；第二磷掺杂多晶硅层中磷的掺杂浓度为4×1020atoms/cm3。
在上述一方面提供的双面局域钝化接触太阳能电池的制作方法中，所述腐蚀减薄与所述第二电极所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层的厚度具体包括：采用丝网印刷的方式在与所述第二电极所在的区域相对的第二多晶硅层上印刷抗碱掩膜层；采用0.2wt％～0.3wt％的NaOH溶液，对与所述第二电极所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层进行腐蚀，以减薄与所述第二电极所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层的厚度；清洗去除所述抗碱掩膜层。
在上述一方面提供的双面局域钝化接触太阳能电池的制作方法中，所述在所述第一氮化硅层上形成穿过所述第一氮化硅层和所述氧化铝层而与所述第一隧穿钝化接触层接触的第一电极，且在所述第二氮化硅层上形成穿过所述第二氮化硅而与所述第二隧穿钝化接触层接触的第二电极，以获得所述双面局域钝化接触太阳能电池，包括：在与所述第一电极所在的区域相对的所述第一氮化硅层上丝网印刷第一电极浆料，且在与所述第二电极所在的区域相对的所述第二氮化硅层上丝网印刷第二电极浆料；通过高温烧结使所述第一电极浆料烧穿所述第一氮化硅层和所述氧化铝层而与所述第一隧穿钝化接触层形成欧姆接触，且使所述第二电极浆料烧穿所述第二氮化硅层而与所述第二隧穿钝化接触层形成欧姆接触，以分别形成所述第一电极和所述第二电极。
根据本发明实施例的另一方面提供的双面局域钝化接触太阳能电池，由上述的制作方法制作而成。
有益效果：本发明通过在电池的第一表面形成具有多个通孔的隧穿钝化接触结构，使隧穿钝化接触结构局部应用于电池的第一表面，在提升电池的第一表面的钝化效果的同时还有利于形成良好的欧姆接触和电流汇集，并且避免了由于与电池的第一表面的非电极区域的掺杂多晶硅层对光的寄生吸收作用而导致的光学损失；通过在电池的第二表面的电极区域和非电极区域内分别形成不同厚度且依次交替排列的掺杂多晶硅层，不仅有利于提升电池的第二表面的电极区域的钝化效果还可避免电极欧姆接触出现接触不良的问题；而在电池的第二表面的非电极区域，在不影响电池的第二表面的钝化效果的前提下降低了掺杂多晶硅层对光的寄生吸收作用而导致的光学损失。因此，该制作方法在电池的第一表面和第二表面均实现了局域钝化接触，在提升电池的表面钝化效果的同时改善了电池对光的吸收利用，可使得电池的开路电压和短路电流同时提升，进而有利于提高电池的光电转换效率。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是根据本发明的实施例的双面局域钝化接触太阳能电池的结构示意图；
图2是根据本发明的实施例的双面局域钝化接触太阳能电池的制作方法的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的具体实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
如本文中使用的，术语“包括”及其变型表示开放的术语，含义是“包括但不限于”。术语“基于”、“根据”等表示“至少部分地基于”、“至少部分地根据”。术语“一个实施例”和“一实施例”表示“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”表示“至少一个其他实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指代不同的或相同的对象。下面可以包括其他的定义，无论是明确的还是隐含的。除非上下文中明确地指明，否则一个术语的定义在整个说明书中是一致的。
如背景技术所述，在制备该隧穿钝化接触结构太阳能电池的过程中，由于多晶硅层对光的寄生吸收较强，若将多晶硅层应用于电池的前表面，容易造成电池的电流密度极大降低的问题。并且，由于多晶硅层的吸光系数较高，较厚的多晶硅层虽然钝化效果佳但易吸光，从而导致部分照射到电池表面的光不能有效转换为载流子，进而影响电池的光电转换效率，若直接将多晶硅层进行减薄虽然可以降低吸光概率，但同时又会导致电极欧姆接触部分出现容易烧穿等接触不良问题。因此，为了解决现有技术中有关隧穿钝化接触结构太阳能电池存在的诸多技术问题，根据本发明的实施例提供了一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法。
所述制作方法在电池的第一表面和第二表面均实现了局域钝化接触，在提升电池的表面钝化效果的同时改善了电池对光的吸收利用，可使得电池的开路电压和短路电流同时提升，进而有利于提高电池的光电转换效率。
以下将结合附图来详细描述根据本发明的实施例的双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法。图1是根据本发明的实施例的双面局域钝化接触太阳能电池的结构示意图，图2是根据本发明的实施例的双面局域钝化接触太阳能电池的制作方法的流程图，图1所示的双面局域钝化接触太阳能电池为利用图2所示的制作方法制作得到的双面局域钝化接触太阳能电池。同时参考图1和图2。
参照图1，所述双面局域钝化接触太阳能电池包括：第一电极100、第一氮化硅层80、氧化铝层70、硼掺杂多晶硅层30、第一隧穿氧化层20、P+掺杂区40、N型硅片衬底10、第二隧穿氧化层50、第一磷掺杂多晶硅层60、第二磷掺杂多晶硅层61、第二氮化硅层90和第二电极110。
其中，所述硼掺杂多晶硅层30和所述第一隧穿氧化层20形成第一隧穿钝化接触结构，所述第一磷掺杂多晶硅层60和所述第二隧穿氧化层50形成所述第二隧穿氧化层，所述第二磷掺杂多晶硅层61和所述第二隧穿氧化层50形成所述第三隧穿氧化层；
所述第一电极100穿过所述第一氮化硅层80和所述氧化铝层70而与所述第一隧穿钝化接触结构形成欧姆接触，所述第二电极110穿过所述第二氮化硅90而与所述第二隧穿氧化层形成欧姆接触。
参照图2，在步骤S210中，在N型硅片衬底10的第一表面上形成交替排列的第一隧穿钝化接触层和P+掺杂区40。
具体地，所述步骤S210进一步包括：
第一步：在所述N型硅片衬底10的第一表面上依次形成层叠的第一隧穿氧化层20和第一多晶硅层。该第一步具体包括：
首先，采用管式低压化学气相沉积设备在所述N型硅片衬底10的第一表面上形成所述第一隧穿氧化层20，沉积的温度为600℃。所述第一隧穿氧化层20可例如为二氧化硅层，所述第一隧穿氧化层20的厚度可以例如是1.4nm～1.6nm。
其次，通过利用管式低压化学气相沉积设备，并通入硅烷进行高温分解以在所述第一隧穿氧化层20上形成所述第一多晶硅层。其中，所述第一多晶硅层可例如为本征多晶硅层，所述第一多晶硅层的厚度可例如是150nm～200nm。
第二步：将与所述第一电极100所在的区域相对的所述第一隧穿氧化层20和所述第一多晶硅层进行腐蚀去除，以形成具有多个通孔的所述第一隧穿氧化层20和所述第一多晶硅层。该第二步具体包括：
首先，采用丝网印刷的方式在与所述第一电极100所在的区域相对的所述第一多晶硅层上印刷抗碱掩膜层，所述抗碱掩膜层的图案与所述第一电极100的形状类似，均为若干条互相平行的栅线。掩膜区域的宽度为120um。
其次，在70℃左右的温度下，采用0.2wt％～0.3wt％的NaOH溶液，对与所述第一电极100所在的区域之外的区域相对的所述第一多晶硅层和所述第一隧穿氧化层20进行腐蚀去除，以形成所述多个通孔。其中，腐蚀的时间为40s～70s。所述抗碱掩膜层对与所述第一电极100所在的区域相对的所述第一多晶硅层和所述第一隧穿氧化层20进行掩盖，从而在利用碱溶液进行腐蚀的过程中去除未被抗碱掩膜层掩盖的所述第一多晶硅层以及所述第一隧穿氧化层20；
最后，清洗去除抗碱所述掩膜层。
第三步：对所述第一多晶硅层以及被所述通孔暴露的所述N型硅片衬底10的表面进行硼掺杂，以所述第一多晶硅层形成为硼掺杂多晶硅层30，并且使所示通孔区域内的N型硅片衬底10的部分表面区域形成为所述P+掺杂区40，所述硼掺杂多晶硅层30与所述第一隧穿氧化层20形成为所述第一隧穿钝化接触层。
具体地，以BBr3为硼源，采用高温扩散的方式进行硼掺杂；所述P+掺杂区40中硼的掺杂浓度为2×1019atoms/cm3；所述硼掺杂多晶硅层30中硼的掺杂浓度为1×1020atoms/cm3，所述硼掺杂多晶硅层30的厚度与所述第一多晶硅层的厚度一致，为150nm～200nm；所述第一隧穿钝化接触层的宽度与所述掩膜区域的宽度一致，为120um。
所述硼掺杂多晶硅层30与所述第一隧穿氧化层20形成第一隧穿钝化接触结构，所述第一隧穿钝化接触结构与后续形成的第一电极100形成接触。所述第一隧穿钝化接触结构可使空穴穿透氧化层移动到电池的正表面(即第一表面所在方向)，同时阻挡电子向电池的正表面运行，从而增强电池的正表面的钝化效果。
所述第一电极100所在的区域包括第一电极100区域以及第一电极100周围的区域，所述通孔区域与所述第一电极100所在的区域之外的区域相对。
所述制作方法通过在所述N型硅片衬底10的第一表面上与所述第一电极100所在的区域相对的区域形成所述第一隧穿钝化接触层，从而将隧穿钝化接触层局部地应用于电池的第一表面，在提升电池的第一表面钝化效果的同时还有利于形成良好的欧姆接触和电流汇集，且还有利于避免电池的第一表面上与所述第一电极100所在的区域之外的区域相对的掺杂多晶硅层对光的寄生吸收作用而导致的光学损失；此外，相比于传统只能对本征多晶硅层进行整面掺杂的方式，该制作方法可根据实际需要的大小和图形在硅片衬底10的第一表面上制作形成隧穿钝化接触结构。此外，还通过在与所述第一电极100所在的区域之外的区域相对的所述N型硅片衬底10的第一表面上进行硼掺杂以形成所述P+掺杂区40，所述P+掺杂区40与所述N型硅片衬底10能够形成PN隧穿结，有利于进行载流子的分离。
在一个示例中，在N型硅片衬底10的第一表面形成交替排列的第一隧穿钝化接触层和P+掺杂区40之前，所述制作方法还可以包括：对N型硅片衬底10进行碱制绒，以在所述N型硅片衬底10的表面(第一表面和/或第二表面)形成金字塔绒面或倒金字塔绒面，从而可以降低入射光的反射率，提高光子利用率。
在本实施例中，在N型硅片衬底10的第一表面形成交替排列的第一隧穿钝化接触层和P+掺杂区40之后，所述制作方法还可以包括：对所述N型硅片衬底10的边缘进行隔绝及第二表面刻蚀清洗，并保留第一表面上厚度约30nm～40nm BSG(硼硅玻璃层)作为保护掩膜。
进行硼掺杂的过程中会形成约120nm厚的BSG，因此在完成硼掺杂之后需要对衬底10进行边缘及背面的BSG的去除和清洗，从而根据需求仅在电池的第一表面上保留一定厚度的BSG。
继续参照图2，在步骤S220中，在N型硅片衬底10的第二表面上形成交替排列的第二隧穿钝化接触层和第三隧穿钝化接触层。
这里，所述N型硅片衬底10的第一表面和第二表面是N型硅片衬底10的彼此相对且完全相同的两个表面。
具体地，所述步骤S220进一步包括：
第一步：在所述N型硅片衬底10的第二表面上依次形成层叠的第二隧穿氧化层50和第二多晶硅层。其中，该第一步具体包括：
首先，采用管式低压化学气相沉积设备在所述N型硅片衬底10的第二表面上形成所述第二隧穿氧化层50，沉积的温度为600℃。所述第二隧穿氧化层50可以例如为二氧化硅层，和/或所述第二隧穿氧化层50的厚度可以例如是1.1nm～1.3nm；
然后，通过利用管式低压化学气相沉积设备，并通入硅烷进行高温分解以在所述第二隧穿氧化层50上形成所述第二多晶硅层。所述第二多晶硅层可以例如为本征多晶硅层，所述第二多晶硅层的厚度可以例如为100nm～150nm。
第二步：腐蚀减薄与所述第二电极110所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层的厚度。其中，该第二步具体包括：
首先，采用丝网印刷的方式在与所述第二电极110所在的区域相对的所述第二多晶硅层上印刷抗碱掩膜层，所述抗碱掩膜层的图案与后续形成的所述第二电极110的形状类似，均为若干条互相平行的栅线，掩膜区域的宽度为200μm；
然后，在70℃左右的温度下，采用0.1wt％～0.15wt％的NaOH溶液，对与所述第二电极110所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层进行腐蚀，腐蚀的时间为25s～40s，以减薄与所述第二电极110所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层的厚度。
所述抗碱掩膜层对与与所述第二电极110所在的区域相对的所述第二多晶硅层进行掩盖，从而可在利用碱溶液腐蚀的过程中减薄非掩膜区域的所述第二多晶硅层的厚度。
最后，清洗去除所述抗碱掩膜层。
第三步：对与所述第二电极110所在的区域相对的所述第二多晶硅层以及与所述第二电极110所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层进行磷掺杂，以使与所述第二电极110所在的区域相对的所述第二多晶硅层形成为第一磷掺杂多晶硅层60，并且使与所述第二电极110所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层形成为第二磷掺杂多晶硅层61。
其中，所述进行磷掺杂的方法具体包括：使用离子注入设备进行离子注入，注入元素为磷；所述第一磷掺杂多晶硅层60中磷的掺杂浓度为2×1020atoms/cm3～3×1020atoms/cm3；第二磷掺杂多晶硅层61中磷的掺杂浓度为4×1020atoms/cm3。
在一个示例中，所述第一磷掺杂多晶硅层60的厚度为100nm～150nm，所述第一磷掺杂多晶硅层60的宽度为200um；所述第二磷掺杂多晶硅层61的厚度为30nm～50nm，所述第二磷掺杂多晶硅层61的宽度为0.07mm～1.03mm。
在本实施例中，所述第一磷掺杂多晶硅层60和所述第二磷掺杂多晶硅层61依次交替排列在所述第二隧穿氧化层50上，并且，所述第一磷掺杂多晶硅层60的厚度大于所述第二磷掺杂多晶硅层61；其中，所述第一磷掺杂多晶硅层60与所述第二隧穿氧化层50形成为所述第二隧穿钝化接触层，所述第二磷掺杂多晶硅层61与所述第二隧穿氧化层50形成为所述第三隧穿钝化接触层。
在本实施例中，所述第二隧穿钝化接触层的厚度大于所述第三隧穿钝化接触层的厚度。
所述制作方法通过在电池的第二表面上分别形成不同厚度且交替排列的第二隧穿钝化接触层和第三隧穿钝化接触层，其中，厚度较厚的所述第二隧穿钝化接触层与后续形成的所述第二电极110形成欧姆接触，不仅有利于提升所述第二电极110所在的区域内的第二表面钝化效果，还可避免电极欧姆接触出现接触不良的问题；而在所述第二电极110所在的区域之外的区域内形成厚度较薄的第三隧穿钝化接触层，在不影响电池的第二表面钝化效果的前提下降低了掺杂多晶硅层对光的寄生吸收作用而导致的光学损失，具有提升电池短路电流的同时提升电池开路电压的优势。
在步骤S230中，在所述第一隧穿钝化接触层和所述P+掺杂区40上形成依次层叠的氧化铝层70和第一氮化硅层80，并在所述第二隧穿钝化接触层和所述第三隧穿钝化接触层上形成第二氮化硅层90。
具体地，所述步骤S230包括：
首先，采用管式沉积设备，通入三甲基氯与纯水反应，从而在所述第一隧穿钝化接触层和所述P+掺杂区40上生长形成所述氧化铝层70；其中，所述氧化铝层70的厚度为5nm；
然后，采用管式低压化学气相沉积设备在所述氧化铝层70上形成述第一氮化硅层80，且在所述第二隧穿钝化接触层和所述第三隧穿钝化接触层上形成第二氮化硅层90；其中，所述第一氮化硅层80的厚度为70nm；所述第二氮化硅层90的厚度为85nm。
在本实施例中，在所述第一隧穿钝化接触层和所述P+掺杂区40上形成依次层叠的氧化铝层70和第一氮化硅层80，并在所述第二隧穿钝化接触层和所述第三隧穿钝化接触层上形成第二氮化硅层90之前，所述制作方法还包括：利用HF溶液清洗去除电池的第一表面的BSG以电池的第二表面的氧化层。
为保证氧化铝层和氮化硅层的钝化效果，因此在沉积氧化铝层和氮化硅层之前，需要清洗去除电池表面((第一表面和/或第二表面))形成的氧化层。
在步骤S240中，在所述第一氮化硅层80上形成穿过所述第一氮化硅层80和所述氧化铝层70而与所述第一隧穿钝化接触层接触的第一电极100，且在所述第二氮化硅层90上形成穿过所述第二氮化硅层90而与所述第二隧穿钝化接触层接触的第二电极110，以获得所述双面局域钝化接触太阳能电池。
具体地，所述步骤S240包括：
首先，在与所述第一电极100所在的区域相对的所述第一氮化硅层80上丝网印刷第一电极浆料，且在与所述第二电极110所在的区域相对的所述第二氮化硅层90上丝网印刷第二电极浆料；
通过高温烧结使所述第一电极浆料烧穿所述第一氮化硅层80和所述氧化铝层70而与所述第一隧穿钝化接触层形成欧姆接触，且使所述第二电极浆料烧穿所述第二氮化硅层90而与所述第二隧穿钝化接触层形成欧姆接触，以分别形成所述第一表面电极100和所述第二表面电极110；
其中，所述第一电极浆料和所述第二电极浆料为银浆料或铝浆料，所述高温烧结的温度为740℃；所述第一电极100和所述第二电极110的栅线宽度为30um～50um。
综上所述，根据本发明的实施例的双面域钝化接触太阳能电池及其制作方法，在电池的第一表面和第二表面均实现了局域钝化接触。通过在电池的第一表面形成交替排列的第一隧穿钝化接触结构和P+掺杂区，使隧穿钝化接触结构局部应用于电池的第一表面，在提升电池的第一表面钝化效果的同时还有利于形成良好的欧姆接触和电流汇集，还避免了由于与电池第一表面的非电极区域相对的掺杂多晶硅层对光的寄生吸收作用而导致的光学损失，并且P+掺杂区与N型硅片衬底形成PN隧穿结，还有利于进行载流子的分离；通过在所述N型硅片衬底的第二表面的电极区域和非电极区域内分别形成不同厚度且交替排列的第一磷掺杂多晶硅层和第二磷掺杂多晶硅层，其中，厚度较厚的所述第一磷掺杂多晶硅层形成的所述第二隧穿钝化接触结构与电池第二电极形成欧姆接触，不仅有利于提升了电极区域内的第二表面钝化效果，还可避免电极欧姆接触出现接触不良的问题；而非电极区域内厚度较薄的第二磷掺杂多晶硅层形成所述第三隧穿钝化接触结构，在不影响第二表面钝化效果的前提下降低了掺杂多晶硅层对光的寄生吸收作用而导致的光学损失。因此，该制作方法在提升电池的表面钝化效果的同时改善了电池对光的吸收利用，可使得电池的开路电压和短路电流同时提升，进而有利于提高电池的光电转换效率。
此外，相比于传统制作整面隧穿钝化接触结构的方法，该制作方法可根据实际需要的大小和图形对电池的第一表面和第二表面进行隧穿钝化接触结构的制作，并且该制作方法简单便捷，有利于简化电池的制作工艺流程。
上述对本发明的特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。
在整个本说明书中使用的术语“示例性”、“示例”等意味着“用作示例、实例或例示”，并不意味着比其它实施例“优选”或“具有优势”。出于提供对所描述技术的理解的目的，具体实施方式包括具体细节。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实施这些技术。在一些实例中，为了避免对所描述的实施例的概念造成难以理解，公知的结构和装置以框图形式示出。
以上结合附图详细描述了本发明的实施例的可选实施方式，但是，本发明的实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的实施例的技术构思范围内，可以对本发明的实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的实施例的保护范围。
本说明书内容的上述描述被提供来使得本领域任何普通技术人员能够实现或者使用本说明书内容。对于本领域普通技术人员来说，对本说明书内容进行的各种修改是显而易见的，并且，也可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，将本文所定义的一般性原理应用于其它变型。因此，本说明书内容并不限于本文所描述的示例和设计，而是与符合本文公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

Claims (10)

1.一种双面局域钝化接触太阳能电池的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
在N型硅片衬底的第一表面上形成交替排列的第一隧穿钝化接触层和P+掺杂区；
在N型硅片衬底的第二表面上形成交替排列的第二隧穿钝化接触层和第三隧穿钝化接触层，所述第一表面和所述第二表面彼此相对；
在所述第一隧穿钝化接触层和所述P+掺杂区上形成依次层叠的氧化铝层和第一氮化硅层，并在所述第二隧穿钝化接触层和所述第三隧穿钝化接触层上形成第二氮化硅层；
在所述第一氮化硅层上形成穿过所述第一氮化硅层和所述氧化铝层而与所述第一隧穿钝化接触层接触的第一电极，且在所述第二氮化硅层上形成穿过所述第二氮化硅层而与所述第二隧穿钝化接触层接触的第二电极，以获得所述双面局域钝化接触太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述在N型硅片衬底的第一表面上形成依次交替排列的第一隧穿钝化接触层和P+掺杂区具体包括：
在所述N型硅片衬底的第一表面上依次形成层叠的第一隧穿氧化层和第一多晶硅层；
将与所述第一电极所在的区域相对的所述第一隧穿氧化层和所述第一多晶硅层进行腐蚀去除，以形成具有多个通孔的所述第一隧穿氧化层和所述第一多晶硅层；
对所述第一多晶硅层以及被所述通孔暴露的所述N型硅片衬底的表面进行硼掺杂，以形成硼掺杂多晶硅层和所述P+掺杂区，所述硼掺杂多晶硅层与所述第一隧穿氧化层形成为所述第一隧穿钝化接触层。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述P+掺杂区中硼的掺杂浓度为2×1019atoms/cm3；所述硼掺杂多晶硅层中硼的掺杂浓度为1×1020atoms/cm3。
4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述将与所述第一电极所在的区域相对的所述第一隧穿氧化层和所述第一多晶硅层进行腐蚀去除具体包括：
采用丝网印刷的方式在与所述第一电极所在的区域相对的第一多晶硅层上印刷抗碱掩膜层；
采用0.2wt％～0.3wt％的NaOH溶液，对与所述第一电极所在的区域之外的区域相对的所述第一多晶硅层和所述第一隧穿氧化层进行腐蚀去除，以形成所述多个通孔；
清洗去除所述抗碱掩膜层。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第二隧穿钝化接触层的厚度大于所述第三隧穿钝化接触层的厚度。
6.根据权利要求1或5所述的制作方法，其特征在于，所述在N型硅片衬底的第二表面上形成依次交替排列的第二隧穿钝化接触层和第三隧穿钝化接触层具体包括：
在所述N型硅片衬底的第二表面上依次形成层叠的第二隧穿氧化层和第二多晶硅层；
腐蚀减薄与所述第二电极所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层的厚度；
对与所述第二电极所在的区域相对的所述第二多晶硅层以及与所述第二电极所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层进行磷掺杂，以使与所述第二电极所在的区域相对的所述第二多晶硅层形成为第一磷掺杂多晶硅层，并且使与所述第二电极所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层形成为第二磷掺杂多晶硅层；
其中，所述第一磷掺杂多晶硅层与所述第二隧穿氧化层形成为所述第二隧穿钝化接触层，所述第二磷掺杂多晶硅层与所述第二隧穿氧化层形成为所述第三隧穿钝化接触层。
7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述第一磷掺杂多晶硅层中磷的掺杂浓度为2×1020atoms/cm3～3×1020atoms/cm3；第二磷掺杂多晶硅层中磷的掺杂浓度为4×1020atoms/cm3。
8.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述腐蚀减薄与所述第二电极所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层的厚度具体包括：
采用丝网印刷的方式在与所述第二电极所在的区域相对的第二多晶硅层上印刷抗碱掩膜层；
采用0.2wt％～0.3wt％的NaOH溶液，对与所述第二电极所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层进行腐蚀，以减薄与所述第二电极所在的区域之外的区域相对的所述第二多晶硅层的厚度；
清洗去除所述抗碱掩膜层。
9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述在所述第一氮化硅层上形成穿过所述第一氮化硅层和所述氧化铝层而与所述第一隧穿钝化接触层接触的第一电极，且在所述第二氮化硅层上形成穿过所述第二氮化硅而与所述第二隧穿钝化接触层接触的第二电极，以获得所述双面局域钝化接触太阳能电池，包括：
在与所述第一电极所在的区域相对的所述第一氮化硅层上丝网印刷第一电极浆料，且在与所述第二电极所在的区域相对的所述第二氮化硅层上丝网印刷第二电极浆料；
通过高温烧结使所述第一电极浆料烧穿所述第一氮化硅层和所述氧化铝层而与所述第一隧穿钝化接触层形成欧姆接触，且使所述第二电极浆料烧穿所述第二氮化硅层而与所述第二隧穿钝化接触层形成欧姆接触，以分别形成所述第一电极和所述第二电极。
10.一种由权利要求1～9任一项所述的制作方法制作得到的双面局域钝化接触太阳能电池。
CN202210374990.XA 2022-04-11 2022-04-11 一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法 Pending CN114864740A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210374990.XA CN114864740A (zh) 2022-04-11 2022-04-11 一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210374990.XA CN114864740A (zh) 2022-04-11 2022-04-11 一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114864740A true CN114864740A (zh) 2022-08-05

Family

ID=82630232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210374990.XA Pending CN114864740A (zh) 2022-04-11 2022-04-11 一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114864740A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117497643A (zh) * 2023-12-27 2024-02-02 江苏林洋太阳能有限公司 一种钝化接触结构、多晶硅钝化接触电池及制备方法
CN118198204A (zh) * 2024-05-17 2024-06-14 天合光能股份有限公司 太阳能电池及其制备方法、光伏组件、光伏系统
CN118263339A (zh) * 2024-05-28 2024-06-28 天合光能股份有限公司 一种太阳能电池和太阳能电池的制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109256440A (zh) * 2018-09-17 2019-01-22 浙江爱旭太阳能科技有限公司 一种选择性钝化接触晶体硅太阳能电池及其制备方法
CN109980022A (zh) * 2019-04-24 2019-07-05 通威太阳能（成都）有限公司 一种p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池及其制备方法
CN210272384U (zh) * 2019-10-29 2020-04-07 协鑫集成科技股份有限公司 一种后刻蚀式n型接触钝化电池
US20220102568A1 (en) * 2020-09-30 2022-03-31 Zhejiang Jinko Solar Co., Ltd Solar Cell And Photovoltaic Module

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109256440A (zh) * 2018-09-17 2019-01-22 浙江爱旭太阳能科技有限公司 一种选择性钝化接触晶体硅太阳能电池及其制备方法
CN109980022A (zh) * 2019-04-24 2019-07-05 通威太阳能（成都）有限公司 一种p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池及其制备方法
CN210272384U (zh) * 2019-10-29 2020-04-07 协鑫集成科技股份有限公司 一种后刻蚀式n型接触钝化电池
US20220102568A1 (en) * 2020-09-30 2022-03-31 Zhejiang Jinko Solar Co., Ltd Solar Cell And Photovoltaic Module

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117497643A (zh) * 2023-12-27 2024-02-02 江苏林洋太阳能有限公司 一种钝化接触结构、多晶硅钝化接触电池及制备方法
CN117497643B (zh) * 2023-12-27 2024-03-26 江苏林洋太阳能有限公司 一种钝化接触结构、多晶硅钝化接触电池及制备方法
CN118198204A (zh) * 2024-05-17 2024-06-14 天合光能股份有限公司 太阳能电池及其制备方法、光伏组件、光伏系统
CN118263339A (zh) * 2024-05-28 2024-06-28 天合光能股份有限公司 一种太阳能电池和太阳能电池的制造方法
CN118263339B (zh) * 2024-05-28 2024-08-30 天合光能股份有限公司 一种太阳能电池和太阳能电池的制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108666393B (zh) 太阳能电池的制备方法及太阳能电池
CN110828583B (zh) 正面局域钝化接触的晶硅太阳电池及其制备方法
CN109346536B (zh) 一种接触钝化晶体硅太阳能电池结构及制备方法
WO2023050822A1 (zh) 一种背接触电池的制作方法
WO2024114031A1 (zh) 一种背接触电池及其制造方法、光伏组件
CN114864740A (zh) 一种双面局域钝化接触太阳能电池及其制作方法
CN210926046U (zh) 太阳能电池
CN111725359B (zh) 一种钝化接触太阳能电池的制备方法
WO2023093604A1 (zh) 太阳能电池以及太阳能电池的制备方法
CN110690297A (zh) 一种p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池及其制备方法
CN112820793A (zh) 太阳能电池及其制备方法
CN111063761A (zh) 一种太阳能电池的制备工艺
CN115020508A (zh) 一种全背接触太阳能电池及其制作方法
CN115458612A (zh) 一种太阳电池及其制备方法
CN210349847U (zh) 一种p型隧穿氧化物钝化接触太阳能电池
CN116314471A (zh) 一种背面se结构制备方法
CN112466960A (zh) 太阳能电池结构及其制备方法
CN116454168A (zh) 一种TOPCon电池及其制备方法
CN110931603A (zh) 太阳能电池及其制备方法
CN117153948A (zh) 一种钝化接触太阳能电池制备方法
CN115064604B (zh) 一种钝化接触太阳能电池及其制作方法
CN116469945A (zh) 一种TOPCon电池及其制备方法
CN115985992A (zh) 一种n型单晶硅hbc太阳能电池结构及其制备方法
CN115692516A (zh) 一种新型topcon电池及其制作方法
CN115274927A (zh) 一种TOPCon太阳能电池的制作方法

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220805