CN114883424B - 一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法 - Google Patents
一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114883424B CN114883424B CN202210576903.9A CN202210576903A CN114883424B CN 114883424 B CN114883424 B CN 114883424B CN 202210576903 A CN202210576903 A CN 202210576903A CN 114883424 B CN114883424 B CN 114883424B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- selective contact
- carrier
- contact layer
- sacrificial layer
- 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.)
- Active
Links
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 102
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 104
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 67
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 38
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 24
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 125
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 125
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 81
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 74
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 73
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 61
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 43
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 34
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 31
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 29
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 29
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 27
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims description 26
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 25
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 21
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 20
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 12
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 10
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 10
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 9
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 9
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 7
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 claims description 6
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 4
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 613
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 24
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 32
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 28
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 28
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 27
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 25
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 24
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 24
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 23
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 20
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 15
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 13
- 229910021423 nanocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N borane Chemical compound B UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 235000013842 nitrous oxide Nutrition 0.000 description 8
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 8
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N [Si].[Ge] Chemical compound [Si].[Ge] LEVVHYCKPQWKOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910000085 borane Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 4
- 239000005922 Phosphane Substances 0.000 description 3
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910000078 germane Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 3
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000064 phosphane Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JYMITAMFTJDTAE-UHFFFAOYSA-N aluminum zinc oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Al+3].[Zn+2] JYMITAMFTJDTAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N azanylidynevanadium Chemical compound [V]#N SKKMWRVAJNPLFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N diethylzinc Chemical compound CC[Zn]CC HQWPLXHWEZZGKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATFCOADKYSRZES-UHFFFAOYSA-N indium;oxotungsten Chemical compound [In].[W]=O ATFCOADKYSRZES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 239000002153 silicon-carbon composite material Substances 0.000 description 2
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FQKMRXHEIPOETF-UHFFFAOYSA-N F.OP(O)(O)=O Chemical compound F.OP(O)(O)=O FQKMRXHEIPOETF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YAIQCYZCSGLAAN-UHFFFAOYSA-N [Si+4].[O-2].[Al+3] Chemical compound [Si+4].[O-2].[Al+3] YAIQCYZCSGLAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- UPGUYPUREGXCCQ-UHFFFAOYSA-N cerium(3+) indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[O--].[O--].[In+3].[Ce+3] UPGUYPUREGXCCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010329 laser etching Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- QWTXKAJEOYMUKR-UHFFFAOYSA-M magnesium zinc fluoride sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2].[F-].[Mg+2] QWTXKAJEOYMUKR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical compound [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- 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
- H01L31/022466—Electrodes made of transparent conductive layers, e.g. TCO, ITO layers
-
- 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
-
- 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)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法，属于光伏发电技术领域。本发明通过采用不同的牺牲层对电池的不同构成功能层进行保护，可确保图形化结构从第一牺牲层往电池构成功能层上转移的过程中不会对电池构成功能层产生任何损伤，所述的构成牺牲层的硅薄膜、氧化硅薄膜、氮化硅薄膜材料，性质稳定，对电池构成功能层的制备过程也不会产生影响，不影响太阳电池表面的钝化效果，也不影响光生少子的传输和收集，从而保障全背接触晶硅异质结太阳电池具有获得高转换效率的潜力，为全背接触晶硅异质结太阳电池的低成本制备提供一种可行途径。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法。
背景技术
可再生能源种类很多，并且具有各自的优点和发展空间，但国际权威机构一致认为，太阳能特别是光伏能源将在未来的能源供给中占据主导地位，其具有无污染、可再生、总量大和分布广等优点。尽管有诸多类型的太阳电池出现，晶硅太阳电池仍然是光伏市场的主导，往长远来看，晶硅太阳电池也仍然是发展光伏利用的首选。硅是地壳中储量仅次于氧的元素，随着提纯硅技术的不断进步和产业规模的扩大，晶硅太阳电池大规模应用不会遇到材料短缺的限制。硅材料无污染，电池性能优异稳定，使用寿命也长。
随着光伏制造成本的下降，采用全新技术提高晶硅太阳电池的转换效率，已成为可以大幅降低光伏发电成本的最有效手段。高效组件在降低系统成本的过程中将扮演重要角色，因为它们在提供相同电量的情况下可以节约更多的平衡部件(BOS:Balance ofsystem)成本，使光伏发电系统的最终度电成本(LCOE:Levelized cost of electricity)降低。为实现平价上网的光伏发电目标，光伏市场对高效晶硅太阳电池的需求越来越大。
提高太阳电池转换效率需要解决两个主要问题。一是电学问题，减少电池中的光生载流子复合以尽可能多的获得电池的高功率输出，这一问题主要涉及电池结构的钝化过程，除体内缺陷钝化外，更重要的是电池表面和界面的钝化。二是光学问题，保证照射到电池表面的太阳光尽可能多的被电池的光吸收区所吸收。
全背接触晶硅异质结(HBC)太阳电池在解决上述两个问题方面具有优势。HBC太阳电池采用基于异质结的钝化载流子选择性接触结构，这被认为是提升晶硅太阳电池转换效率的重要途径。通常采用P型掺杂的或功函数比较高的载流子选择性接触层取出晶硅衬底中的空穴，采用N型掺杂的或功函数比较低的载流子选择性接触层取出晶硅衬底中的电子。晶硅衬底中含有的空穴和电子，数量较多的一个称为多子，数量较少的另一个称为少子。取出晶硅衬底中的少子的载流子选择性接触层构成太阳电池的发射极，取出晶硅衬底中的多子的载流子选择性接触层构成太阳电池的高低结表面场。为了提高载流子选择性接触层和晶硅衬底之间的异质结界面质量，一般在二者之间还要插入界面钝化层来消除异质结界面上的缺陷。高性能的载流子选择性接触层和界面钝化层结合可使晶硅衬底获得优异的钝化效果，从而使太阳电池获得高开路电压。但是，由于这些载流子选择性接触层一般存在较大的光学自吸收效应，当将其制作在太阳电池的迎光面上时，会引起电池较大的光学损失从而导致电池短路电流密度下降。HBC太阳电池将分别取出晶硅衬底中的电子和空穴的载流子选择性接触结构即电池的正负电极全部置于太阳电池的背光面，从而有效避免了这些接触层因光学自吸收而造成的电池光电流损失。同时，由于HBC太阳电池在迎光面没有金属电极，也避免了常规双面电极结构电池所存在的金属电极的遮光损失。日本Kaneka公司开发的HBC太阳电池，已经创造了26.7％的晶硅太阳电池的世界效率纪录，但并没有公开制备方法的具体细节。
制备HBC太阳电池的关键，在于如何低成本高性能的在电池背面实现分别取出晶硅衬底中的电子和空穴的载流子选择性接触结构的交替分布，并避免二者之间的短路，即如何实现全背面接触结构的图形化非常重要。目前，常用的图形化方法主要有基于机械掩模、光刻、丝网印刷和激光烧蚀等的方法，但在这些方法已有的具体实施步骤中都仍然存在着明显缺点。基于机械掩模的方法采用外置的掩模对电池背面不需要覆盖特定电池构成功能层的区域进行遮挡。为了在相互交替的位置分别沉积电子选择性接触层和空穴选择性接触层，往往需要进行两次掩模遮挡，掩模的定位精度和其与电池背面的贴合程度显著影响两个选择性接触层的沉积精度，操作复杂并容易引起电池短路。近来，开发出只需一次掩模的步骤，先通过掩模在所需图形化的位置局域制备第一种载流子的选择性接触层，然后再全面积制备第二种载流子的选择性接触层，工艺步骤简化，但在第一种载流子的选择性接触区和第二种载流子的选择性接触区之间存在过渡区域的短路，并要解决第一种载流子从所对应的选择性接触层往覆盖在其上的第二种载流子的选择性接触层中有效隧穿输运的问题，电池性能会受到很大影响。而在其他的现有方法(光刻、丝网印刷和激光烧蚀)中，图形化过程中普遍存在对电池构成功能层的损伤问题，比如，绝大多数方法采用在电池背面先全面积沉积制备第一种载流子的选择性接触层，然后再将需要制备第二种载流子的选择性接触层的区域存在的第一种载流子的选择性接触层刻蚀掉的办法来对电池背面接触结构进行图形化，在此过程中，电池的界面钝化层乃至晶硅衬底本身都会存在刻蚀损伤，导致电池性能受到影响。激光烧蚀作为一种可便捷实施的方法，近来被越来越多的用在制备HBC背接触结构中，但由于一般均采用532nm或1064nm的激光波长，电池构成功能层对这些激光均存在一定程度的吸收响应，因而即使采用了牺牲层保护，为了降低激光图形化可能对电池构成功能层造成的损伤，仍需采用价格昂贵的皮秒乃至飞秒激光。
总体而言，目前的光伏领域中仍然缺乏便捷可行的并能保障电池性能的HBC太阳电池结构的低成本制备方法，这限制了HBC太阳电池在光伏市场中的推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法，所述方法便捷可行且成本低。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法，包括以下步骤：
在晶硅衬底1的背光面上依次覆盖制备第一界面钝化层2和第一牺牲层S1；在所述晶硅衬底1的迎光面上覆盖制备第二界面钝化层3；所述第一牺牲层S1为氧化硅层或氮化硅层；
采用丝网印刷酸性刻蚀浆料对所述第一牺牲层S1进行所需图形化刻蚀，按照所需图形化结构露出所述第一界面钝化层2；所述酸性刻蚀浆料不刻蚀所述第一界面钝化层2；
在所述背光面上依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的第一种载流子的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；所述第二牺牲层S2为本征硅薄膜材料层；所述的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2的总厚度小于第一牺牲层S1的厚度；
采用第一酸性溶液刻蚀去除所述第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在所述第一牺牲层S1上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2，获得具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；所述第一酸性溶液不刻蚀所述第一界面钝化层2和第二界面钝化层3；
在所述背光面上依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的第二种载流子的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3；所述的第二载流子选择性接触层5的厚度小于所述的第一载流子选择性接触层4的厚度，所述的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3的总厚度小于所述的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2的总厚度；
在所述迎光面上覆盖制备第四牺牲层S4；所述第三牺牲层S3和第四牺牲层S4为氧化硅层；
采用碱性溶液刻蚀去除所述第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在所述第二牺牲层S2上的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；所述碱性溶液不刻蚀所述第一载流子选择性接触层4；
采用第二酸性溶液刻蚀去除剩余所述第三牺牲层S3和所述第四牺牲层S4，分别露出结构与所需图形化结构互补的第二载流子选择性接触层5和所述第二界面钝化层3；所述第二酸性溶液不刻蚀所述第二载流子选择性接触层5、第一载流子选择性接触层4和第二界面钝化层3；
在所述背光面上覆盖制备透明导电电极层6；
在所述透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制第一金属电极7和第二金属电极8，所述第一金属电极7处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内；所述第二金属电极8处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内，所述第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙；
采用第三酸性溶液刻蚀去除所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的透明导电电极层6，所述第三酸性溶液不刻蚀所述第一界面钝化层2、第二界面钝化层3、第一金属电极7和第二金属电极8；
在所述迎光面的第二界面钝化层3上覆盖制备光学减反射层9，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
优选的，所述晶硅衬底1为N型掺杂或P型掺杂；所述晶硅衬底1的电阻率为0.3～8Ω·cm。
优选的，所述第一界面钝化层2是硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；且为一层非晶层或含有至少一层非晶层的复合层；所述第一界面钝化层2的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积；
优选的，所述第二界面钝化层3为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；且为一层非晶层或含有至少一层非晶层的复合层；所述第二界面钝化层3的制备方法为等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积。
优选的，当电子作为晶硅衬底1中的第一种载流子时，所述第一载流子选择性接触层4具有≤4.2eV的功函数；所述第一载流子选择性接触层4是无主动掺杂的硼化物层；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积；所述第二载流子选择性接触层5具有≥5.0eV的功函数；所述第二载流子选择性接触层5是P型掺杂的，且为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积；或所述第二载流子选择性接触层5是无主动掺杂的，且为氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积。
优选的，当空穴作为晶硅衬底1中的第一种载流子时，所述第一载流子选择性接触层4具有≥5.0eV的功函数；所述第一载流子选择性接触层4是P+型重掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积；或所述第一载流子选择性接触层4是无主动掺杂的，且为氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积；所述第二载流子选择性接触层5具有≤4.2eV的功函数；所述第二载流子选择性接触层5是N型掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积；或所述第二载流子选择性接触层5是无主动掺杂的硼化物层；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积。
优选的，所述第一牺牲层S1的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积或磁控溅射；所述第二牺牲层S2的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)、热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)或磁控溅射(PVD)；所述第三牺牲层S3的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)或磁控溅射(PVD)；所述第四牺牲层S4的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)或磁控溅射(PVD)。
优选的，所述酸性刻蚀浆料为含有磷酸的刻蚀浆料或含有氟化物的刻蚀浆料；所述第一酸性溶液包括磷酸溶液、盐酸溶液、氢氟酸溶液和氟化铵溶液的一种或多种；所述第二酸性溶液包括氢氟酸溶液和/或氟化铵溶液；所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液；所述第三酸性溶液包括氢氟酸溶液和/或盐酸溶液。
优选的，所述透明导电电极层6为氧化铟基透明导电氧化物层和氧化锌基透明导电氧化物层中的一种或多种；所述透明导电电极层6的制备方法包括反应等离子体沉积、磁控溅射或原子层沉积。
优选的，所述光学减反射层9为氧化物层、氮化物层、氟化物层、硫化物层和有机聚合物层中的一种或多种；所述光学减反射层9的折射率小于所述晶硅衬底1的折射率；所述光学减反射层9的制备方法包括化学气相沉积、磁控溅射、原子层沉积、热蒸发或旋涂。
本发明提供了一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法，首先将全背接触所需要的图形化结构通过丝网印刷刻蚀浆料的方法制备在第一牺牲层上，然后通过制备其他的牺牲层并与酸性或碱性溶液刻蚀相结合，将图形化结构从第一牺牲层上转移到电池的构成功能层上。通过不显著增加电池制备过程的复杂性、便捷易实施的图形化过程将载流子选择性接触层和金属电极全部置于太阳电池的背光面，避免载流子选择性接触层自吸收和金属电极遮光引起的光电流损失，提升电池短路电流密度；同时，本发明通过采用不同的牺牲层对电池的不同构成功能层进行保护，可确保图形化结构从第一牺牲层往电池构成功能层上转移的过程中不会对电池构成功能层产生任何损伤，所述的构成牺牲层的硅薄膜、氧化硅薄膜、氮化硅薄膜材料，性质稳定，对电池构成功能层的制备过程也不会产生影响，不影响太阳电池表面的钝化效果，也不影响光生少子的传输和收集，从而保障全背接触晶硅异质结太阳电池获得高转换效率的潜力，为全背接触晶硅异质结太阳电池的低成本制备提供一种可行途径。
丝网印刷是太阳电池制备过程中用来制备金属电极的常用技术，本发明使用丝网印刷代替光刻或激光刻蚀或机械掩模来制备全背接触图形化结构，具有低成本易操作的优点。本发明所采用的牺牲层材料及其制备方法是常规双面电极结构晶硅异质结太阳电池制备中最常用的材料和方法，无需额外增加工艺设备，有利于HBC太阳电池的低成本推广。
本发明采用完全无机的牺牲层，可以避免有机牺牲层存在的问题，为降低成本，本发明所用牺牲层材料均采用硅和氧化硅构成，二者是最常用的半导体材料，可采用电池制备工艺制成，但由于牺牲层和电池构成材料相近，需要考虑附加的膜层保护措施，因而增加了镀膜次数，但同时连续制备多层膜与只镀一层膜相比，不会明显增加成本，因而仍具有大的应用潜力。
附图说明
图1为本发明基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法的流程图，其中，1为晶硅衬底，2为电池背光面的第一界面钝化层，3为电池迎光面的第二界面钝化层，4为取出所述晶硅衬底1中的第一种载流子的第一载流子选择性接触层，5为取出所述晶硅衬底1中的第二种载流子的第二载流子选择性接触层，6为透明导电电极层，7为第一金属电极，8为第二金属电极，9为电池迎光面的光学减反射层，S1为第一牺牲层，S2为第二牺牲层，S3为第三牺牲层，S4为第四牺牲层。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法，包括以下步骤：
在晶硅衬底1的背光面上依次覆盖制备第一界面钝化层2和第一牺牲层S1；在所述晶硅衬底1的迎光面上覆盖制备第二界面钝化层3；所述第一牺牲层S1为氧化硅层或氮化硅层；
采用丝网印刷酸性刻蚀浆料对所述第一牺牲层S1进行所需图形化刻蚀，按照所需图形化结构露出所述第一界面钝化层2；所述酸性刻蚀浆料不刻蚀所述第一界面钝化层2；
在所述背光面上依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的第一种载流子的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；所述第二牺牲层S2为本征硅薄膜材料层；所述的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2的总厚度小于第一牺牲层S1的厚度；
采用第一酸性溶液刻蚀去除所述第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在所述第一牺牲层S1上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2，获得具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；所述第一酸性溶液不刻蚀所述第一界面钝化层2和第二界面钝化层3；
在所述背光面上依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的第二种载流子的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3；所述的第二载流子选择性接触层5的厚度小于所述的第一载流子选择性接触层4的厚度，所述的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3的总厚度小于所述的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2的总厚度；在所述迎光面上覆盖制备第四牺牲层S4；所述第三牺牲层S3和第四牺牲层S4为氧化硅层；
采用碱性溶液刻蚀去除所述第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在所述第二牺牲层S2上的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；所述碱性溶液不刻蚀所述第一载流子选择性接触层4；
采用第二酸性溶液刻蚀去除剩余所述第三牺牲层S3和所述第四牺牲层S4，分别露出结构与所需图形化结构互补的第二载流子选择性接触层5和所述第二界面钝化层3；所述第二酸性溶液不刻蚀所述第二载流子选择性接触层5、第一载流子选择性接触层4和第二界面钝化层3；
在所述背光面上覆盖制备透明导电电极层6；
在所述透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制第一金属电极7和第二金属电极8，所述第一金属电极7处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内；所述第二金属电极8处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内，所述第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙；
采用第三酸性溶液刻蚀去除所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的透明导电电极层6，所述第三酸性溶液不刻蚀所述第一界面钝化层2、第二界面钝化层3、第一金属电极7和第二金属电极8；
在所述迎光面的第二界面钝化层3上覆盖制备光学减反射层9，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
在本发明中，若无特殊说明，所需制备原料或试剂均为本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明在晶硅衬底1的背光面上依次覆盖制备第一界面钝化层2和第一牺牲层S1；在所述晶硅衬底1的迎光面上覆盖制备第二界面钝化层3。
在本发明中，所述晶硅衬底1优选为N型掺杂或P型掺杂的；所述晶硅衬底的电阻率优选为0.3～8Ω·cm，更优选为0.3～4Ω·cm。所述晶硅衬底1的迎光面是优选制绒的，所述晶硅衬底1的背光面优选是制绒的或不制绒的，所述制绒优选采用本领域技术人员熟知的过程进行。
在本发明中，所述第一界面钝化层2优选为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；且为一层非晶层或含有至少一层非晶层的复合层。本发明对所述第一界面钝化层2的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的来源获取即可；在本发明的实施例中，具体为非晶硅层、非晶硅微晶硅复合层、非晶硅锗非晶硅复合层或非晶硅纳米晶硅复合层。
在本发明中，所述第一界面钝化层2的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)或热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)；本发明对所述第一界面钝化层2的具体制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的上述方法调整参数制备即可。
在本发明中，所述第一界面钝化层2的厚度优选为3～8nm，更优选为4～6nm。
在本发明中，所述第二界面钝化层3优选为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；且为一层非晶层或含有至少一层非晶层的复合层。本发明对所述第二界面钝化层3的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的来源获取即可；在本发明的实施例中，具体为非晶硅纳米晶硅碳复合层、非晶硅层、非晶硅锗层、非晶硅锗纳米晶硅复合层或非晶硅纳米晶硅复合层。
在本发明中，所述第二界面钝化层3的制备方法优选为等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)或热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)。本发明对所述第二界面钝化层3的具体制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的上述方法调整参数制备即可。
在本发明中，所述第二界面钝化层3的厚度优选为3～8nm，更优选为4～6nm。
在本发明中，所述第一牺牲层S1为氧化硅层或氮化硅层。本发明对所述第一牺牲层S1的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的来源获取即可。在本发明中，所述第一牺牲层S1的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积或磁控溅射；本发明对所述第一牺牲层S1的具体制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的上述方法根据实际需求调整参数制备即可。
在本发明中，所述第一牺牲层S1的厚度优选为120～200nm，更优选为150～160nm。
形成第一牺牲层S1后，本发明采用丝网印刷酸性刻蚀浆料对所述第一牺牲层S1进行所需图形化刻蚀，按照所需图形化结构露出所述第一界面钝化层2。
在本发明中，所述丝网印刷酸性刻蚀浆料优选为含有磷酸的刻蚀浆料或含有氟化物的刻蚀浆料；所述酸性刻蚀浆料不刻蚀所述第一界面钝化层2；本发明对所述丝网印刷酸性刻蚀浆料的具体成分没有特殊的限定，本领域熟知的相应浆料即可。
在本发明中，所述图形化结构优选为插指状图形化结构。本发明对所述图形化刻蚀的具体过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的丝网印刷的过程进行即可。
完成所述图形化刻蚀后，本发明优选将所得结构依次进行清洗和干燥，所述清洗所用试剂优选为去离子水；所述干燥优选在惰性保护气氛下进行；所述保护气氛优选为氮气。
本发明在所述背光面上依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的第一种载流子的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；所述第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2的总厚度小于第一牺牲层S1的厚度，确保所述第一牺牲层S1的侧面不被完全遮挡。
在本发明中，当电子作为晶硅衬底1中的第一种载流子时，所述第一载流子选择性接触层4优选具有≤4.2eV的功函数；所述第一载流子选择性接触层4优选是无主动掺杂的硼化物层；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法优选包括磁控溅射或原子层沉积。当空穴作为晶硅衬底1中的第一种载流子时，所述第一载流子选择性接触层4优选具有≥5.0eV的功函数；所述第一载流子选择性接触层4优选是P+型重掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积；或所述第一载流子选择性接触层4优选是无主动掺杂的，且为氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层4的制备方法优选包括磁控溅射或原子层沉积。
在本发明中，所述第一载流子选择性接触层4的具体材料配比根据实际需求调整即可。本发明对所述第一载流子选择性接触层4的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法获取即可。在本发明的实施例中，所述第一载流子选择性接触层4具体为低功函数的钛硼化物层、高功函数的钒氮化物层、P+型重掺杂的纳米晶硅碳层、P+型重掺杂的非晶硅层或P+型重掺杂的微晶硅层。本发明对所述第一载流子选择性接触层4的具体制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的上述方法根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述第一载流子选择性接触层4的厚度优选为10～30nm，更优选为15～20nm。
在本发明中，所述第二牺牲层S2为本征硅薄膜材料层；本发明对所述第二牺牲层S2的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法获取即可。在本发明中，所述第二牺牲层S2的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)、热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)或磁控溅射(PVD)。本发明对所述第二牺牲层S2的具体制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的上述方法根据实际需求调整参数制备即可。
在本发明中，所述第二牺牲层S2的厚度优选为80～150nm，更优选为100～120nm。
形成第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2后，本发明采用第一酸性溶液刻蚀去除所述第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在所述第一牺牲层S1上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2，获得具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2。
在本发明中，所述第一酸性溶液优选包括磷酸溶液、盐酸溶液、氢氟酸溶液和氟化铵溶液的一种或多种；所述第一酸性溶液不刻蚀所述第一界面钝化层2和第二界面钝化层3。本发明对所述第一酸性溶液的配比和浓度没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。本发明对所述第一酸性溶液刻蚀的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
采用第一酸性溶液刻蚀后，本发明优选将所得结构依次进行清洗和干燥，所述清洗所用试剂优选为去离子水；所述干燥优选在惰性保护气氛下进行；所述保护气氛优选为氮气。
本发明在所述背光面上依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的第二种载流子的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3；所述第二载流子选择性接触层5的厚度小于所述第一载流子选择性接触层4的厚度，确保所述第二载流子选择性接触层5不与所述第二牺牲层S2接触；所述第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3的总厚度小于所述第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2的总厚度，确保所述第二牺牲层S2的侧面不被完全遮挡。
在本发明中，当空穴作为晶硅衬底1中的第二种载流子时，所述第二载流子选择性接触层5优选具有≥5.0eV的功函数；所述第二载流子选择性接触层5优选是P型掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积；或所述第二载流子选择性接触层5优选是无主动掺杂的，是氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法优选包括磁控溅射或原子层沉积。当电子作为晶硅衬底1中的第二种载流子时，所述第二载流子选择性接触层5优选具有≤4.2eV的功函数；所述第二载流子选择性接触层5优选是N型掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积；或所述第二载流子选择性接触层5优选是无主动掺杂的硼化物层；所述第二载流子选择性接触层5的制备方法优选包括磁控溅射或原子层沉积。
在本发明中，所述第二载流子选择性接触层5的具体材料配比根据实际需求调整即可。本发明对所述第二载流子选择性接触层5的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的方法获取即可。在本发明的实施例中，所述第二载流子选择性接触层5具体为N+型掺杂的非晶硅层、N型掺杂的纳米晶硅层、低功函数的钛硼化物层或高功函数的钽氮化物层。本发明对所述第二载流子选择性接触层5的具体制备过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的上述方法根据实际需求调整参数制备即可。
在本发明中，所述第二载流子选择性接触层5的厚度优选为4～20nm，更优选为8～15nm。
在本发明中，所述第三牺牲层S3为氧化硅层。本发明对所述第三牺牲层S3的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的来源获取即可。在本发明中，所述第三牺牲层S3的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)或磁控溅射(PVD)；本发明对所述第三牺牲层S3的具体制备过程没有特殊的限定，按照上述方法根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述第三牺牲层S3的厚度优选为50～100nm，更优选为70～80nm。
形成第三牺牲层S3后，本发明在所述迎光面上覆盖制备第四牺牲层S4。
在本发明中，所述第四牺牲层S4为氧化硅层。本发明对所述第四牺牲层S4的材料来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的来源获取即可。在本发明中，所述第四牺牲层S4的制备方法优选包括等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)或磁控溅射(PVD)；本发明对所述第四牺牲层S4的具体制备过程没有特殊的限定，按照上述方法根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述第四牺牲层S4的厚度优选为50～100nm，更优选为80nm。
形成第四牺牲层S4后，本发明采用碱性溶液刻蚀去除所述第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在所述第二牺牲层S2上的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4。
在本发明中，所述碱性溶液优选包括氢氧化钠溶液；所述碱性溶液不刻蚀所述第一载流子选择性接触层4；本发明对所述碱性溶液的浓度和使用量没有特殊的限定，根据实际需求进行调整即可。
本发明对所述采用碱性溶液刻蚀的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
本发明采用第二酸性溶液刻蚀去除剩余所述第三牺牲层S3和所述第四牺牲层S4，分别露出结构与所需图形化结构互补的第二载流子选择性接触层5和所述第二界面钝化层3。
在本发明中，所述第二酸性溶液优选包括氢氟酸溶液和/或氟化铵溶液；所述第二酸性溶液不刻蚀所述第二载流子选择性接触层5、第一载流子选择性接触层4和第二界面钝化层3；本发明对所述第二酸性溶液的配比和浓度没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。
本发明对所述采用第二酸性溶液刻蚀的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
采用第二酸性溶液刻蚀后，本发明优选将所得结构依次进行清洗和干燥，所述清洗所用试剂优选为去离子水；所述干燥优选在惰性保护气氛下进行；所述保护气氛优选为氮气。
本发明在所述背光面上覆盖制备透明导电电极层6。
在本发明中，所述透明导电电极层6优选为氧化铟基透明导电氧化物层和氧化锌基透明导电氧化物层中的一种或多种；本发明对所述透明导电电极层6的材料来源和配比没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述透明导电电极层6的制备方法优选包括反应等离子体沉积(RPD)、磁控溅射(PVD)或原子层沉积(ALD)。本发明对所述透明导电电极层6的具体制备过程没有特殊的限定，按照上述方法根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述透明导电电极层6的厚度优选为50～300nm，更优选为80～200nm。
形成透明导电电极层6后，本发明在所述透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制第一金属电极7和第二金属电极8；所述第一金属电极7处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内，所述第二金属电极8处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内，所述第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙。
在本发明中，所述第一金属电极7和第二金属电极8优选为银电极；本发明对所述第一金属电极7和第二金属电极8的厚度没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。
本发明对所述丝网印刷第一金属电极7和第二金属电极8的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程制备即可。
在本发明中，所述第一金属电极7处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内；所述第二金属电极8处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内，第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连，实现刻蚀后所述第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离。本发明对所述第一金属电极7和第二金属电极8之间的间隙距离没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。
形成第一金属电极7和第二金属电极8后，本发明采用第三酸性溶液刻蚀去除所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的透明导电电极层6。
在本发明中，所述第三酸性溶液优选包括氢氟酸溶液和/或盐酸溶液；所述第三酸性溶液不刻蚀所述第一界面钝化层2、第二界面钝化层3、第一金属电极7和第二金属电极8；本发明对所述第三酸性溶液的配比和浓度没有特殊的限定，根据实际需求调整即可。本发明对所述采用第三酸性溶液刻蚀的过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
采用第三酸性溶液刻蚀后，本发明优选将所得结构依次进行清洗和干燥，所述清洗所用试剂优选为去离子水；所述干燥优选在惰性保护气氛下进行；所述保护气氛优选为氮气。
刻蚀透明导电电极层6后，本发明在所述迎光面的第二界面钝化层3上覆盖制备光学减反射层9，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
在本发明中，所述光学减反射层9优选为氧化物层、氮化物层、氟化物层、硫化物层和有机聚合物层中的一种或多种；所述光学减反射层9的折射率小于所述晶硅衬底1的折射率；所述光学减反射层9的具体材料来源和配比根据降低反射率的实际需求调整即可。在本发明的实施例中，所述光学减反射层9具体为氮化硅层、氧化铝氮化硅复合层、氮氧化硅氟化镁复合层、硫化锌PDMS复合层、硫化锌氟化镁复合层或氮氧化硅层。
在本发明中，所述光学减反射层9的制备方法优选包括化学气相沉积(CVD)、磁控溅射(PVD)、原子层沉积(ALD)、热蒸发或旋涂。本发明对所述光学减反射层9的具体制备条件没有特殊的限定，按照上述方法根据实际需求调整即可。
在本发明中，所述光学减反射层9的厚度优选为60～200nm，更优选为80～180nm，进一步优选为100～150nm。
本发明的方法可以简捷便利的实现全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备，整个制备过程对电池构成功能层没有损伤，可确保电池具有获得高转换效率的潜力，从而为全背接触晶硅异质结太阳电池的低成本制造提供一种可行的途径。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明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1
(1)在N型掺杂的电阻率为0.3Ω·cm的晶硅衬底1的背光面上采用硅烷和氢气为源以及采用硅烷和笑气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)依次覆盖制备厚度为3nm的非晶硅第一界面钝化层2和厚度120nm的氧化硅第一牺牲层S1；在所述的晶硅衬底1的迎光面上采用硅烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)制备厚度为6nm的非晶硅纳米晶硅复合的第二界面钝化层3；
(2)通过丝网印刷含有氟化物的酸性刻蚀浆料对所述的第一牺牲层S1进行所需插指状图形化刻蚀，按照所需图形化结构露出所述的第一界面钝化层2；
(3)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用硅烷、氢气和硼烷为源以及采用硅烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的空穴的厚度10nm的P+型重掺杂的非晶硅第一载流子选择性接触层4和厚度80nm的非晶硅第二牺牲层S2；
(4)采用氢氟酸第一酸性溶液刻蚀去除所述的第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在其上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2，在背光面获得具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
(5)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用硅烷、氢气、磷烷为源及采用硅烷、氢气、二氧化碳为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的电子的厚度为4nm的N+型掺杂的非晶硅第二载流子选择性接触层5和厚度为50nm的氧化硅第三牺牲层S3；
(6)在迎光面上采用硅烷、氢气和二氧化碳为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度为50nm的氧化硅第四牺牲层S4；
(7)采用氢氧化钠碱性溶液刻蚀去除所述的第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在其上的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；
(8)采用氢氟酸第二酸性溶液刻蚀去除剩余的所述第三牺牲层S3和所述的第四牺牲层S4，分别露出结构与所需图形化结构互补的第二载流子选择性接触层5和所述的第二界面钝化层3；
(9)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用氧化铟锡(ITO)靶为源通过反应等离子体沉积(RPD)覆盖制备厚度为50nm的ITO透明导电电极层6；
(10)在所述的透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制图形化的处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内的银第一金属电极7和处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内的银第二金属电极8，在所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连；
(11)采用盐酸氢氟酸混合的第三酸性溶液刻蚀掉所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的透明导电电极层6，实现第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离；
(12)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在迎光面所述的第二界面钝化层3上采用硅烷和氨气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度80nm的氮化硅光学减反射层9。
实施例2
(1)在P型掺杂的电阻率为8Ω·cm的晶硅衬底1的背光面上采用硅烷、锗烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度为8nm的非晶硅锗非晶硅复合的第一界面钝化层2，采用硅靶和氨气为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度150nm的氮化硅第一牺牲层S1；在所述的晶硅衬底1的迎光面上采用硅烷和氢气为源通过热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)制备厚度为3nm的非晶硅第二界面钝化层3；
(2)通过丝网印刷含有磷酸的酸性刻蚀浆料对所述的第一牺牲层S1进行所需插指状图形化刻蚀，按照所需图形化结构露出所述的第一界面钝化层2；
(3)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用硅烷、甲烷、氢气和硼烷为源及采用硅烷和氢气为源通过热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的空穴的厚度为15nm的P+型重掺杂的非晶硅第一载流子选择性接触层4和厚度为100nm的非晶硅第二牺牲层S2；
(4)采用磷酸氢氟酸混合第一酸性溶液刻蚀去除所述的第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在其上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2，在背光面获得具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
(5)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用硅烷、氢气、磷烷为源通过热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的电子的厚度为8nm的N型掺杂的纳米晶硅第二载流子选择性接触层5，采用硅靶和氧气为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度为70nm的氧化硅第三牺牲层S3；
(6)在迎光面上采用硅靶和氧气为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度为80nm的氧化硅第四牺牲层S4；
(7)采用氢氧化钠碱性溶液刻蚀去除所述的第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在其上的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；
(8)采用氢氟酸第二酸性溶液刻蚀去除剩余的所述第三牺牲层S3和所述的第四牺牲层S4，分别露出结构与所需图形化结构互补的第二载流子选择性接触层5和所述的第二界面钝化层3；
(9)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用氧化锌铝(AZO)靶为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度为80nm的AZO透明导电电极层6；
(10)在所述的透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制图形化的处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内的银第一金属电极7和处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内的银第二金属电极8，在所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连；
(11)采用盐酸第三酸性溶液刻蚀掉所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的透明导电电极层6，实现第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离；
(12)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在迎光面所述的第二界面钝化层3上采用硅烷、氨气和笑气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度为100nm的氮氧化硅光学减反射层9。
实施例3
(1)在表面制绒的N型掺杂的电阻率为4Ω·cm的晶硅衬底1的背光面上采用硅烷、氢气为源通过热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)覆盖制备厚度为6nm的非晶硅纳米晶硅复合的第一界面钝化层2，采用硅靶和氨气为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度200nm的氮化硅第一牺牲层S1；在所述的晶硅衬底1的迎光面上采用硅烷、甲烷和氢气为源通过热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)制备厚度为8nm的非晶硅纳米晶硅碳复合的第二界面钝化层3；
(2)通过丝网印刷含有磷酸的酸性刻蚀浆料对所述的第一牺牲层S1进行所需插指状图形化刻蚀，按照所需图形化结构露出所述的第一界面钝化层2；
(3)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用硅烷、甲烷、氢气和硼烷为源及采用硅烷、氢气为源通过热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的空穴的厚度为20nm的P+型重掺杂的纳米晶硅碳第一载流子选择性接触层4和厚度为120nm的非晶硅第二牺牲层S2；
(4)采用磷酸氢氟酸第一酸性溶液刻蚀去除所述的第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在其上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2，在背光面获得具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
(5)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用钛硼化物靶为源及采用氧化硅靶为源通过磁控溅射(PVD)依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的电子的厚度为10nm的钛硼化物第二载流子选择性接触层5和厚度为80nm的氧化硅第三牺牲层S3；
(6)在迎光面上采用硅烷、笑气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度100nm的氧化硅第四牺牲层S4；
(7)采用氢氧化钠碱性溶液刻蚀去除所述的第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在其上的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；
(8)采用氢氟酸第二酸性溶液刻蚀去除剩余的所述第三牺牲层S3和所述的第四牺牲层S4，分别露出结构与所需图形化结构互补的第二载流子选择性接触层5和所述的第二界面钝化层3；
(9)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用三甲基铝(TMA)、二乙基锌(DEZ)、水为源通过原子层沉积(ALD)覆盖制备厚度为200nm的氧化锌铝(AZO)透明导电电极层6；
(10)在所述的透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制图形化的处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内的银第一金属电极7和处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内的银第二金属电极8，在所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连；
(11)采用盐酸第三酸性溶液刻蚀掉所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的透明导电电极层6，实现第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离；
(12)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在迎光面所述的第二界面钝化层3上采用热蒸发覆盖制备厚度60nm的硫化锌和厚度120nm的氟化镁复合的光学减反射层9。
实施例4
(1)在迎光面制绒的P型掺杂的电阻率为4Ω·cm的晶硅衬底1的背光面上采用硅烷、氢气为源通过热丝辅助化学气相沉积(HWCVD)覆盖制备厚度为8nm的非晶硅微晶硅复合的第一界面钝化层2，采用硅靶和氧气为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度为200nm的氧化硅第一牺牲层S1；在所述的晶硅衬底1的迎光面上采用硅烷、锗烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)制备厚度为4nm的非晶硅锗第二界面钝化层3；
(2)通过丝网印刷含有氟化物的酸性刻蚀浆料对所述的第一牺牲层S1进行所需插指状图形化刻蚀，按照所需图形化结构露出所述的第一界面钝化层2；
(3)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用钒靶和氨气为源及采用硅靶和氢气为源通过磁控溅射(PVD)依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的空穴的厚度为20nm的钒氮化物第一载流子选择性接触层4和厚度为100nm的非晶硅第二牺牲层S2；
(4)采用氢氟酸盐酸混合的第一酸性溶液刻蚀去除所述的第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在其上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2，在背光面获得具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
(5)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用钛硼化物靶为源及采用硅靶和氧气为源通过磁控溅射(PVD)依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的电子的厚度为10nm的钛硼化物第二载流子选择性接触层5和厚度为80nm的氧化硅第三牺牲层S3；
(6)在迎光面上采用硅烷、笑气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度80nm的氧化硅第四牺牲层S4；
(7)采用氢氧化钠碱性溶液刻蚀去除所述的第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在其上的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；
(8)采用氢氟酸第二酸性溶液刻蚀去除剩余的所述第三牺牲层S3和所述的第四牺牲层S4，分别露出结构与所需图形化结构互补的第二载流子选择性接触层5和所述的第二界面钝化层3；
(9)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用氧化铟铈(ICO)靶为源通过反应等离子体沉积(RPD)覆盖制备厚度300nm的ICO透明导电电极层6；
(10)在所述的透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制图形化的处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内的银第一金属电极7和处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内的银第二金属电极8，在所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连；
(11)采用盐酸氢氟酸混合的第三酸性溶液刻蚀掉所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的透明导电电极层6，实现第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离；
(12)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在迎光面所述的第二界面钝化层3上采用热蒸发和旋涂相结合覆盖制备厚度60nm的硫化锌和厚度120nm的PDMS复合的光学减反射层9。
实施例5
(1)在表面制绒的N型掺杂的电阻率为8Ω·cm的晶硅衬底1的背光面上采用硅烷、氢气为源及采用硅烷和笑气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)依次覆盖制备厚度为4nm的非晶硅第一界面钝化层2和厚度200nm的氧化硅第一牺牲层S1；在所述的晶硅衬底1的迎光面上采用硅烷、锗烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)制备厚度为6nm的非晶硅锗纳米晶硅复合的第二界面钝化层3；
(2)通过丝网印刷含有氟化物的酸性刻蚀浆料对所述的第一牺牲层S1进行所需插指状图形化刻蚀，按照所需图形化结构露出所述的第一界面钝化层2；
(3)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用钛硼化物为源及采用硅靶和氢气为源通过磁控溅射依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的电子的厚度为20nm的钛硼化物第一载流子选择性接触层4和厚度为120nm的非晶硅第二牺牲层S2；
(4)采用氢氟酸第一酸性溶液刻蚀去除所述的第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在其上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2，在背光面获得具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
(5)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用酰胺基钽化物为源通过原子层沉积(ALD)覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的空穴的厚度为4nm的钽氮化物第二载流子选择性接触层5，采用硅烷、氢气、二氧化碳为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度100nm的氧化硅第三牺牲层S3；
(6)在迎光面上采用硅烷、笑气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度为50nm的氧化硅第四牺牲层S4；
(7)采用氢氧化钠碱性溶液刻蚀去除所述的第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在其上的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；
(8)采用氢氟酸第二酸性溶液刻蚀去除剩余的所述第三牺牲层S3和所述的第四牺牲层S4，分别露出结构与所需图形化结构互补的第二载流子选择性接触层5和所述的第二界面钝化层3；
(9)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用氧化铟钨(IWO)靶为源通过反应等离子体沉积(RPD)覆盖制备厚度为80nm的IWO透明导电电极层6；
(10)在所述的透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制图形化的处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内的银第一金属电极7和处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内的银第二金属电极8，在所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连；
(11)采用盐酸氢氟酸混合的第三酸性溶液刻蚀掉所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的透明导电电极层6，实现第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离；
(12)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在迎光面所述的第二界面钝化层3上采用硅靶、氨气和笑气为源通过磁控溅射(PVD)结合热蒸发覆盖制备厚度50nm的氮氧化硅和厚度130nm的氟化镁复合的光学减反射层9。
实施例6
(1)在迎光面制绒的P型掺杂的电阻率为0.3Ω·cm的晶硅衬底1的背光面上采用硅烷、氢气为源及采用硅烷、笑气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)依次覆盖制备厚度为4nm的非晶硅第一界面钝化层2和厚度为200nm的氧化硅第一牺牲层S1；在所述的晶硅衬底1的迎光面上采用硅烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)制备厚度为3nm的非晶硅第二界面钝化层3；
(2)通过丝网印刷含有氟化物的酸性刻蚀浆料对所述的第一牺牲层S1进行所需插指状图形化刻蚀，按照所需图形化结构露出所述的第一界面钝化层2；
(3)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用硅烷、氢气和硼烷为源及采用硅烷和氢气为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的空穴的厚度为30nm的P+型重掺杂的微晶硅第一载流子选择性接触层4和厚度为120nm的非晶硅第二牺牲层S2；
(4)采用氢氟酸第一酸性溶液刻蚀去除所述的第一牺牲层S1，同时剥离去除制备在其上的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2，在背光面获得具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4和第二牺牲层S2；
(5)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用硅烷、氢气和磷烷为源通过等离子体辅助化学气相沉积及采用氧化硅靶为源通过磁控溅射(PVD)依次覆盖制备取出所述晶硅衬底1中的电子的厚度为10nm的N型掺杂的纳米晶硅第二载流子选择性接触层5和厚度为80nm的氧化硅第三牺牲层S3；
(6)在迎光面上采用硅烷、氢气和二氧化碳为源通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)覆盖制备厚度100nm的氧化硅第四牺牲层S4；
(7)采用氢氧化钠碱性溶液刻蚀去除所述的第二牺牲层S2，同时剥离去除制备在其上的第二载流子选择性接触层5和第三牺牲层S3，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层4；
(8)采用氢氟酸第二酸性溶液刻蚀去除剩余的所述第三牺牲层S3和所述的第四牺牲层S4，分别露出结构与所需图形化结构互补的第二载流子选择性接触层5和所述的第二界面钝化层3；
(9)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在背光面上采用氧化铟锡(ITO)靶为源通过磁控溅射(PVD)覆盖制备厚度为200nm的ITO透明导电电极层6；
(10)在所述的透明导电电极层6上，通过一次丝网印刷同时印制图形化的处于所述第一载流子选择性接触层4所对应区域内的银第一金属电极7和处于所述第二载流子选择性接触层5所对应区域内的银第二金属电极8，在所述的第一金属电极7和第二金属电极8之间留有间隙使二者不相连；
(11)采用盐酸氢氟酸混合的第三酸性溶液刻蚀掉所述第一金属电极7和第二金属电极8之间露出的透明导电电极层6，实现第一金属电极7和第二金属电极8之间的绝缘隔离；
(12)采用去离子水冲洗并在氮气保护气氛下干燥后，在迎光面所述的第二界面钝化层3上采用氨基硅烷前驱体及硅氢卤化物前驱体为源通过原子层沉积(ALD)覆盖制备厚度80nm的氮化硅和厚度100nm的氧化硅复合的光学减反射层9。
以上所述仅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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在晶硅衬底(1)的背光面上依次覆盖制备第一界面钝化层(2)和第一牺牲层(S1)；在所述晶硅衬底(1)的迎光面上覆盖制备第二界面钝化层(3)；所述第一牺牲层(S1)为氧化硅层或氮化硅层；
采用丝网印刷酸性刻蚀浆料对所述第一牺牲层(S1)进行所需图形化刻蚀，按照所需图形化结构露出所述第一界面钝化层(2)；所述酸性刻蚀浆料不刻蚀所述第一界面钝化层(2)；
在所述背光面上依次覆盖制备取出所述晶硅衬底(1)中的第一种载流子的第一载流子选择性接触层(4)和第二牺牲层(S2)；所述第二牺牲层(S2)为本征硅薄膜材料层；所述的第一载流子选择性接触层(4)和第二牺牲层(S2)的总厚度小于第一牺牲层(S1)的厚度；
采用第一酸性溶液刻蚀去除所述第一牺牲层(S1)，同时剥离去除制备在所述第一牺牲层(S1)上的第一载流子选择性接触层(4)和第二牺牲层(S2)，获得具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层(4)和第二牺牲层(S2)；所述第一酸性溶液不刻蚀所述第一界面钝化层(2)和第二界面钝化层(3)；
在所述背光面上依次覆盖制备取出所述晶硅衬底(1)中的第二种载流子的第二载流子选择性接触层(5)和第三牺牲层(S3)；所述的第二载流子选择性接触层(5)的厚度小于所述的第一载流子选择性接触层(4)的厚度，所述的第二载流子选择性接触层(5)和第三牺牲层(S3)的总厚度小于所述的第一载流子选择性接触层(4)和第二牺牲层(S2)的总厚度；在所述迎光面上覆盖制备第四牺牲层(S4)；所述第三牺牲层(S3)和第四牺牲层(S4)为氧化硅层；
采用碱性溶液刻蚀去除所述第二牺牲层(S2)，同时剥离去除制备在所述第二牺牲层(S2)上的第二载流子选择性接触层(5)和第三牺牲层(S3)，露出具有所需图形化结构的第一载流子选择性接触层(4)；所述碱性溶液不刻蚀所述第一载流子选择性接触层(4)；
采用第二酸性溶液刻蚀去除剩余所述第三牺牲层(S3)和所述第四牺牲层(S4)，分别露出结构与所需图形化结构互补的第二载流子选择性接触层(5)和所述第二界面钝化层(3)；所述第二酸性溶液不刻蚀所述第二载流子选择性接触层(5)、第一载流子选择性接触层(4)和第二界面钝化层(3)；
在所述背光面上覆盖制备透明导电电极层(6)；
在所述透明导电电极层(6)上，通过一次丝网印刷同时印制第一金属电极(7)和第二金属电极(8)，所述第一金属电极(7)处于所述第一载流子选择性接触层(4)所对应区域内；所述第二金属电极(8)处于所述第二载流子选择性接触层(5)所对应区域内，所述第一金属电极(7)和第二金属电极(8)之间留有间隙；
采用第三酸性溶液刻蚀去除所述第一金属电极(7)和第二金属电极(8)之间露出的透明导电电极层(6)，所述第三酸性溶液不刻蚀所述第一界面钝化层(2)、第二界面钝化层(3)、第一金属电极(7)和第二金属电极(8)；
在所述迎光面的第二界面钝化层(3)上覆盖制备光学减反射层(9)，得到全背接触晶硅异质结太阳电池结构。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述晶硅衬底(1)为N型掺杂或P型掺杂，所述晶硅衬底(1)的电阻率为0.3～8Ω·cm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一界面钝化层(2)为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；且为一层非晶层或含有至少一层非晶层的复合层；所述第一界面钝化层(2)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二界面钝化层(3)为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；且为一层非晶层或含有至少一层非晶层的复合层；所述第二界面钝化层(3)的制备方法为等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当电子作为晶硅衬底(1)中的第一种载流子时，所述第一载流子选择性接触层(4)具有≤4.2eV的功函数；所述第一载流子选择性接触层(4)是无主动掺杂的硼化物层；所述第一载流子选择性接触层(4)的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积；
所述第二载流子选择性接触层(5)具有≥5.0eV的功函数；所述第二载流子选择性接触层(5)是P型掺杂的，且为硅薄膜层和包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层(5)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积；或所述第二载流子选择性接触层(5)是无主动掺杂的，且为氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层(5)的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当空穴作为晶硅衬底(1)中的第一种载流子时，所述第一载流子选择性接触层(4)具有≥5.0eV的功函数；所述第一载流子选择性接触层(4)是P+型重掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层(4)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积；或所述第一载流子选择性接触层(4)是无主动掺杂的，且为氮化物层、碳化物层和碳氮化物层中的一种或多种；所述第一载流子选择性接触层(4)的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积；
所述第二载流子选择性接触层(5)具有≤4.2eV的功函数；所述第二载流子选择性接触层(5)是N型掺杂的，且为硅薄膜层、包含其他IVA族元素的硅合金薄膜层中的一种或多种；所述第二载流子选择性接触层(5)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积或热丝辅助化学气相沉积；或所述第二载流子选择性接触层(5)是无主动掺杂的硼化物层；所述第二载流子选择性接触层(5)的制备方法包括磁控溅射或原子层沉积。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一牺牲层(S1)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积或磁控溅射；所述第二牺牲层(S2)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积、热丝辅助化学气相沉积或磁控溅射；所述第三牺牲层(S3)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积或磁控溅射；所述第四牺牲层(S4)的制备方法包括等离子体辅助化学气相沉积或磁控溅射。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性刻蚀浆料为含有磷酸的刻蚀浆料或含有氟化物的刻蚀浆料；所述第一酸性溶液包括磷酸溶液、盐酸溶液、氢氟酸溶液和氟化铵溶液的一种或多种；所述第二酸性溶液包括氢氟酸溶液和/或氟化铵溶液；所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液；所述第三酸性溶液包括氢氟酸溶液和/或盐酸溶液。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述透明导电电极层(6)为氧化铟基透明导电氧化物层和氧化锌基透明导电氧化物层中的一种或多种；所述透明导电电极层(6)的制备方法包括反应等离子体沉积、磁控溅射或原子层沉积。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光学减反射层(9)为氧化物层、氮化物层、氟化物层、硫化物层和有机聚合物层中的一种或多种；所述光学减反射层(9)的折射率小于所述晶硅衬底(1)的折射率；所述光学减反射层(9)的制备方法包括化学气相沉积、磁控溅射、原子层沉积、热蒸发或旋涂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210576903.9A CN114883424B (zh) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | 一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210576903.9A CN114883424B (zh) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | 一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114883424A CN114883424A (zh) | 2022-08-09 |
| CN114883424B true CN114883424B (zh) | 2023-11-21 |
Family
ID=82676956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210576903.9A Active CN114883424B (zh) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | 一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114883424B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2906406A1 (fr) * | 2006-09-26 | 2008-03-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation de cellule photovoltaique a heterojonction en face arriere. |
| EP2062300A2 (de) * | 2006-09-05 | 2009-05-27 | Q-Cells SE | Lokale heterostrukturkontakte |
| CN103346211A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-10-09 | 英利集团有限公司 | 一种背接触太阳能电池及其制作方法 |
| WO2014137283A1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-12 | Trina Solar Energy Development Pte Ltd | Method of fabricating a solar cell |
| CN105659395A (zh) * | 2013-12-09 | 2016-06-08 | 太阳能公司 | 使用离子注入制造太阳能电池发射极区 |
| CN109980051A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-05 | 浙江晶科能源有限公司 | P型全背接触晶硅电池的制作系统及方法 |
| CN114203833A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-18 | 福建金石能源有限公司 | 一种低激光损伤的背接触异质结太阳能电池制造方法 |
| CN114883427A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-09 | 中国科学院电工研究所 | 一种晶硅异质结太阳电池结构及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7170001B2 (en) * | 2003-06-26 | 2007-01-30 | Advent Solar, Inc. | Fabrication of back-contacted silicon solar cells using thermomigration to create conductive vias |
-
2022
- 2022-05-25 CN CN202210576903.9A patent/CN114883424B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2062300A2 (de) * | 2006-09-05 | 2009-05-27 | Q-Cells SE | Lokale heterostrukturkontakte |
| FR2906406A1 (fr) * | 2006-09-26 | 2008-03-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation de cellule photovoltaique a heterojonction en face arriere. |
| WO2014137283A1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-12 | Trina Solar Energy Development Pte Ltd | Method of fabricating a solar cell |
| CN103346211A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-10-09 | 英利集团有限公司 | 一种背接触太阳能电池及其制作方法 |
| CN105659395A (zh) * | 2013-12-09 | 2016-06-08 | 太阳能公司 | 使用离子注入制造太阳能电池发射极区 |
| CN109980051A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-05 | 浙江晶科能源有限公司 | P型全背接触晶硅电池的制作系统及方法 |
| CN114203833A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-18 | 福建金石能源有限公司 | 一种低激光损伤的背接触异质结太阳能电池制造方法 |
| CN114883427A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-09 | 中国科学院电工研究所 | 一种晶硅异质结太阳电池结构及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 基于氧化钼的钝化接触硅异质结太阳电池及原子层沉积制备方法;李敬业;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》(第2期);全文 * |
| 晶体硅太阳电池的SiNx:H/热氧化SiO2双层结构的表面钝化特性研究;周春兰;《第十届中国太阳能光伏会议论文集》;全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114883424A (zh) | 2022-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108807565B (zh) | 一种钝化接触电极结构，其适用的太阳能电池及制作方法 | |
| WO2023045347A1 (zh) | 一种背接触电池及其制作方法 | |
| EP2416373B1 (en) | Solar cell | |
| CN213520011U (zh) | 具有隧穿钝化接触的高效p型晶体硅太阳能电池 | |
| US8664034B2 (en) | Method of manufacturing solar cell | |
| US20120186638A1 (en) | Photoelectric conversion element and solar cell | |
| WO2022073626A1 (en) | Back contact structure and selective contact region buried solar cell comprising the same | |
| CN114883427B (zh) | 一种晶硅异质结太阳电池结构及其制备方法 | |
| CN113299771A (zh) | 一种选择性接触区域掩埋型太阳能电池及其背面接触结构 | |
| CN115000189A (zh) | 一种背接触太阳能电池及其制备方法 | |
| CN112133774A (zh) | 一种背结背接触太阳能电池及其制作方法 | |
| CN208806263U (zh) | 一种钝化接触电极结构及其适用的太阳能电池 | |
| CN211654834U (zh) | 高效p型晶体硅太阳能电池 | |
| WO2013069324A1 (ja) | 太陽電池およびその製造方法、太陽電池モジュール | |
| CN113437179A (zh) | 一种太阳能电池及其制备方法 | |
| 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 | |
| TWI783063B (zh) | 太陽電池之製造方法 | |
| CN202076297U (zh) | 基于p型硅片的背接触式hit太阳能电池结构 | |
| CN114883424B (zh) | 一种基于丝网印刷制备全背接触晶硅异质结太阳电池结构的方法 | |
| CN115985992A (zh) | 一种n型单晶硅hbc太阳能电池结构及其制备方法 | |
| CN214898462U (zh) | 背面接触结构、太阳能电池、电池组件和光伏系统 | |
| JP5645734B2 (ja) | 太陽電池素子 | |
| CN116110996A (zh) | 太阳能电池及其制备方法 | |
| CN115440853A (zh) | 太阳能光伏电池的制备方法 | |
| CN114883451B (zh) | 一种全背接触晶硅异质结太阳电池结构的制备方法 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |