CN114944433A - 一种晶硅太阳电池表面钝化材料 - Google Patents
一种晶硅太阳电池表面钝化材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114944433A CN114944433A CN202210545451.8A CN202210545451A CN114944433A CN 114944433 A CN114944433 A CN 114944433A CN 202210545451 A CN202210545451 A CN 202210545451A CN 114944433 A CN114944433 A CN 114944433A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crystalline silicon
- solar cell
- silicon solar
- surface passivation
- passivation material
- 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 66
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 42
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 23
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 22
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 18
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 18
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 14
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 14
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 13
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 10
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 claims description 8
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 20
- 238000005215 recombination Methods 0.000 abstract description 13
- 230000006798 recombination Effects 0.000 abstract description 13
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 28
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 28
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 28
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Inorganic materials [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 13
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 10
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 6
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 6
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 6
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 101001073212 Arabidopsis thaliana Peroxidase 33 Proteins 0.000 description 4
- 101001123325 Homo sapiens Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Proteins 0.000 description 4
- 102100028961 Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Human genes 0.000 description 4
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000006388 chemical passivation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 2
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 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
- 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
-
- 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
-
- 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)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明属于太阳电池材料领域，具体涉及一种晶硅太阳电池表面钝化材料。现有的SiO2、SiNx、AlOx、TiOx、HfO2、Ga2O3等介电层钝化薄膜虽然能够表现出比较好的钝化性能，但是这些薄膜大多是采用PECVD或ALD方法制备，成本较高且工艺复杂。本发明的目的是提供一种制备工艺简单、成本较低，具有较好商业化应用前景的晶硅太阳电池表面钝化材料及制备方法，该钝化材料具有较高的固定负电荷密度，能够为晶硅表面特别是p型掺杂的晶硅表面提供优良的表面钝化效果，有效降低载流子复合损失，提升太阳电池光电转换效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳电池材料领域，具体涉及一种晶硅太阳电池表面钝化材料。
背景技术
硅材料因其地球储量丰富，稳定无毒的化学性质占据着当前光伏市场的绝大部分市场份额。提高效率、降低成本是光伏产业发展的永恒主题。作为光电器件，晶硅太阳电池光电转化效率的提升主要通过增加光学吸收和降低电学损失两种途径。
载流子复合是晶硅电池器件电学损失的重要组成部分，而随着晶硅材料质量的日益提升，大部分的载流子复合来源于晶硅表面。这是因为硅表面悬挂键的存在引入了大量缺陷，这些缺陷正是载流子的复合中心。钝化是抑制载流子复合的有效手段。从机理上，钝化可分为化学钝化和场效应钝化。化学钝化是通过化学反应使表面处悬挂键饱和从未达到减小载流子复合的目的，场效应钝化则是通过控制表面载流子浓度来减小复合。当表面处电子和空穴的浓度近似相等时，复合几率最高。相反，只要大幅降低其中一种载流子的浓度，复合几率就会显著降低。在技术上，有两种方法可以实现场效应钝化。
通过掺杂形成高低结进而产生内建电场驱使其中一种载流子浓度降低是一种广泛使用的场效应钝化方法。具体来说，如果采用高低结(p+p或n+n)来降低背面复合损耗，称为背面场(T.Lauermann,etal.,Prog.Photovolt:Res.Appl.2015,23,10.)，如果这些高低结是在太阳电池受光照的一侧，它们被称为前表面场(F.Granek,et al.,in 200833rdIEEE Photovoltaic Specialists Conference,IEEE,SanDiego,CA,USA,2008,pp.1–5.)。这种方法虽然具有较好的场钝化作用，但重掺杂涉及到高温工艺，能耗较高同时可能会引起俄歇复合、带隙变窄和自由载流子吸收等问题。
另一种不需要掺杂的简单方法则是在硅表面覆盖一层含有固定电荷的介电薄膜。通过固定电荷驱使与之带相同电荷的载流子远离硅表面从而大幅减小界面处这种载流子的浓度进而达到降低复合的目的。当前，SiOx、SiNx、AlOx、TiOx等介电薄膜在晶硅上表现出了较好的场效应钝化效果(T.Dullweber,J.Schmidt,IEEEJ.Photovoltaics 2016,6,1366.；A.Cuevas,etal.,SolarEnergyMaterials and SolarCells 2018,184,38.；G.Kaur,etal.,IEEE J.Photovoltaics 2017,7,1224.；X.Yang,etal.,Adv.Mater.2016,28,5891.)，但上述材料的制备大多采用的是等离子体化学气相沉积(PECVD)、原子层沉积(ALD)等成本较高且复杂的技术路线。因此，开发工艺技术简单且低成本的场效应钝化材料对于晶硅太阳电池进一步提效将本具有重要的现实意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种晶硅太阳电池表面钝化材料，包括晶硅衬底和钝化膜，所述钝化膜为铝基卤化物薄膜；
所述铝基卤化物薄膜和所述晶硅衬底之间沉积或不沉积二氧化硅层；
所述铝基卤化物薄膜的外表面沉积或不沉积含氢盖层。
优选的，所述铝基卤化物薄膜的材料为AlF3、AlCl3或AlBr3。
进一步地，所述含氢盖层可用于进一步提升钝化效果。
进一步地，所述含氢盖层为氮化硅、二氧化硅和二氧化钛中的一种或多种。
上述晶硅太阳电池表面钝化材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)向所述晶硅衬底的表面沉积二氧化硅层，得到层A；
(2)向所述层A上沉积铝基卤化物薄膜，得到复合层B；
(3)向所述复合层B上沉积含氢盖层，退火激活钝化性能，得到所述晶硅太阳电池表面钝化材料。
进一步地，所述步骤(1)中，二氧化硅层的沉积方法为热氧化、紫外臭氧氧化、化学氧化或原子层沉积方法；所述二氧化硅层的厚度为1-75nm。
进一步地，所述步骤(2)中，铝基卤化物薄膜的沉积方法采用高温热蒸发方法。
进一步地，所述铝基卤化物薄膜的厚度为1-75nm。
进一步地，所述步骤(3)中，含氢盖层的沉积采用PECVD或ALD沉积方法。
进一步地，所述步骤(3)中，含氢盖层的厚度为10-200nm。
具体的，所述步骤(3)中，气氛退火激活钝化性能，退火温度300-900℃；在管式炉FGA气氛(N2/H2＝95:5)中退火。
本发明还提供一种晶硅太阳电池，采用上述的晶硅太阳电池表面钝化材料。
本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
制备工艺简单、成本较低，该钝化材料具有较高的固定负电荷密度，能够为晶硅表面特别是P型掺杂的晶硅表面提供优良的表面钝化效果，有效降低载流子复合损失，提升太阳电池光电转换效率，具有较好的商业化应用前景。
附图说明
图1为实施例1的产品结构图；
图2为实施例1的制备工艺流程图；
图3为实施例2的产品结构图；
图4为实施例2的制备工艺流程图；
图5为实施例3的产品结构图；
图6为实施例3的制备工艺流程图；
图7为实施例4的产品结构图；
图8为实施例4的制备工艺流程图；
图9为实施例5的产品结构图；
图10为实施例5的制备工艺流程图；
图11为实施例2的晶硅太阳电池的钝化膜的性能图。
附图标记说明：101-P型硅衬底Ⅰ，102-AlF3薄膜Ⅰ，201-P型硅衬底Ⅱ，202-二氧化硅层Ⅰ，203-AlF3薄膜Ⅱ，301-P型硅衬底Ⅲ，302-n型发射极Ⅰ，303-二氧化硅层Ⅱ，304-Al2O3钝化层Ⅰ，305-AlF3薄膜Ⅲ，306-SiNx减反射膜Ⅰ，307-铝电极Ⅰ，401-P型硅衬底Ⅳ，402-n型发射极Ⅱ，403-二氧化硅层Ⅲ，404-Al2O3钝化层Ⅱ，405-AlCl3薄膜Ⅰ，406-SiNx减反射膜Ⅱ，407-铝电极Ⅱ，408-银电极Ⅱ，501-P型硅衬底Ⅴ，502-n型发射极Ⅲ，503-二氧化硅层Ⅳ，504-AlCl3薄膜Ⅱ，505-AlF3薄膜Ⅳ，506-SiNx减反膜Ⅲ，507-铝电极Ⅲ，508-银电极Ⅲ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例给出一种晶硅太阳电池表面钝化材料，包括P型硅衬底Ⅰ101和设在所述P型硅衬底Ⅰ101上的AlF3薄膜Ⅰ102。
其结构和制备工艺流程图分别如图1和图2所示，主要包括以下步骤：
(1)选用一种p型单晶硅片，采用RCA工艺清洗，得到P型硅衬底Ⅰ101；
(2)利用高温热蒸发工艺在硅片表面蒸镀AlF3薄膜Ⅰ102，薄膜的厚度为3nm，蒸镀的速率为
(3)在FGA气氛(N2:H2＝95:5)中，550℃条件下退火20min以激活其钝化性能。
至此，形成了本发明所给出的用于晶硅太阳电池的钝化膜。
实施例2
本实施例给出一种晶硅电池表面钝化材料，包括P型硅衬底Ⅱ201和设在所述P型硅衬底Ⅱ201上的二氧化硅层Ⅰ202；所述二氧化硅层Ⅰ202的表面覆盖有AlF3薄膜Ⅱ203。
其结构和制备工艺流程图分别如图3和图4所示，主要包括以下步骤：
(1)选用一种p型单晶硅片，采用RCA工艺清洗，得到P型硅衬底Ⅱ201；
(2)利用紫外臭氧氧化方法在硅片表面氧化出一层二氧化硅层Ⅰ202，二氧化硅的厚度为1.5nm，温度为25℃，氧化时间15min；
(3)利用高温热蒸发技术在硅片表面蒸镀AlF3薄膜Ⅱ203，薄膜的厚度为10nm，蒸镀的速率为
(4)在FGA气氛(N2:H2＝95:5)中，500℃条件下退火20min激活其钝化性能。
至此，形成了本发明所给出的用于晶硅太阳电池的钝化膜。如图11所示，该钝化膜能够实现有效的钝化(有效少子寿命为104μs，暗饱和电流密度J0为114fA/cm2)。
实施例3
本实施例提供一种具有所述钝化材料的晶硅太阳电池结构及其制备方法，如图5和图6所示。本实施例所给出的晶硅太阳电池采用以p型硅为基底的PERC电池，正面采用n型掺杂发射极和相应的钝化膜，背面采用实施例2所述钝化材料，电池正面采用栅线状银电极，背面采用铝电极。所述晶硅电池制备方法具体如下：
(1)选用p型单晶硅，采用10％(wt)-NaOH溶液腐蚀去除硅片表面的损伤层,然后利用稀释2％(wt)-NaOH溶液制绒，再利用单面碱抛光工艺得到单面具有金字塔绒面的P型硅衬底Ⅲ301；
(2)RCA清洗后在管式炉中磷扩散制备n型发射极Ⅰ302，扩散温度900℃，方阻约100Ω/sq；
(3)利用紫外臭氧氧化方法在硅片两面氧化出一层二氧化硅层Ⅱ303，二氧化硅厚度1.5nm，温度为25℃，氧化的时间为15min；
(4)采用ALD工艺在正面沉积Al2O3钝化层Ⅰ304，厚度为10nm，沉积的温度为200℃；
(5)采用高温热蒸发在背面蒸镀AlF3薄膜Ⅲ305，厚度为30nm；
(6)在FGA气氛(N2:H2＝95:5)中，550℃条件下退火20min激活其钝化性能；
(7)采用PECVD在正面沉积SiNx减反射膜Ⅰ306，厚度为65nm，沉积温度400℃；
(8)背面激光开槽，槽宽约30μm；
(9)背面采用全面积丝网印刷铝电极Ⅰ307，正面采用丝网印刷制备银电极Ⅰ308，采用栅线状分布电极图案设计；
(10)在带式烧结炉高温烧结，背面形成铝掺杂p+局域背场，用于空穴的收集；正面银浆烧穿SiNx/Al2O3/SiO2叠层，与n+发射极形成欧姆接触，用于电子收集。
实施例4
本实施例提供一种具有所述钝化材料的晶硅太阳电池结构及其制备方法，如图7和图8所示。本实施例所给出的晶硅太阳电池采用以p型硅为基底的PERC电池，正面采用n型掺杂发射极和相应的钝化膜，背面采用AlCl3/SiNx叠层钝化膜，电池正面采用栅线状银电极，背面采用铝电极。所述晶硅电池制备方法具体如下：
(1)选用p型单晶硅，采用10％(wt)-NaOH溶液腐蚀去除硅片表面的损伤层,然后利用稀释2％(wt)-NaOH溶液制绒，再利用单面碱抛光工艺得到单面具有金字塔绒面的P型硅衬底Ⅳ401；
(2)RCA清洗后在管式炉中磷扩散制备n型发射极Ⅱ402，扩散温度900℃，方阻约100Ω/sq；
(3)利用紫外臭氧氧化方法在硅片两面氧化出一层二氧化硅层Ⅲ403，二氧化硅厚度为1.5nm，温度为25℃，氧化时间15min；
(4)采用ALD工艺在正面沉积Al2O3钝化层Ⅱ404，厚度10nm，沉积温度200℃；
(5)采用高温热蒸发在背面蒸镀AlCl3薄膜Ⅰ405，厚度30nm；
(6)在FGA气氛(N2:H2＝95:5)中退火20min激活其钝化性能；
(7)采用PECVD在正面沉积SiNx减反射膜Ⅱ406，厚度65nm，沉积温度400℃；
(8)背面激光开槽，槽宽约30μm；
(9)背面采用全面积丝网印刷铝电极Ⅱ407，正面采用丝网印刷制备金属银电极Ⅱ408，采用栅线状分布电极图案设计；
(10)在带式烧结炉高温烧结，背面形成铝掺杂p+局域背场，用于空穴的收集；正面银浆烧穿SiNx/Al2O3/SiO2叠层，与n+发射极形成欧姆接触，用于电子收集。
实施例5
本实施例提供一种具有所述钝化材料的晶硅太阳电池结构及其制备方法，如图9和图10所示。本实施例所给出的晶硅电池采用基于n型硅基底的PERC电池，正面采用p型掺杂发射极和实施例2所述钝化材料，背面采用PERC电池相应的结构和AlCl3/SiNx叠层钝化膜。所述晶硅电池制备方法具体如下：
(1)选用n型晶硅衬底，采用10％(wt)的NaOH溶液腐蚀去除表面损伤层,再利用2％(wt)-NaOH溶液制备金字塔绒面得到n型硅衬底Ⅴ501；
(2)RCA清洗后在管式炉中磷扩散制备p型发射极Ⅲ502，扩散温度900℃，方阻约100Ω/sq；
(3)稀释氢氟酸溶液去除表面硼硅玻璃后，利用单面碱抛光去除背面p型发射极和金字塔绒面；
(4)利用紫外臭氧氧化法在硅片两面氧化出一层二氧化硅层Ⅳ503，厚度1.5nm，温度为室温，氧化时间15min；
(5)在背面SiO2钝化层上采用高温热蒸发方法蒸镀AlCl3薄膜Ⅱ504，厚度30nm；
(6)在正面SiO2钝化层上采用高温热蒸发方法蒸镀AlF3薄膜Ⅳ505，厚度10nm；
(7)在FGA气氛(N2:H2＝95:5)中，退火20min激活其钝化性能；
(8)采用PECVD在正面沉积SiNx减反射膜Ⅲ506，厚度为75nm，沉积温度400℃；
(9)背面激光开槽，槽宽约30μm；
(10)背面采用全面积丝网印刷铝电极Ⅲ507，正面采用丝网印刷制备金属银电极Ⅲ508，采用栅线状分布电极图案设计；在带式烧结炉高温烧结，背面用于电子收集，正面银浆烧穿SiNx/AlF3/SiO2叠层，与P+发射极形成欧姆接触，用于空穴收集。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种晶硅太阳电池表面钝化材料，包括晶硅衬底和钝化膜，其特征在于，所述钝化膜为铝基卤化物薄膜；
所述铝基卤化物薄膜和所述晶硅衬底之间沉积或不沉积二氧化硅层；
所述铝基卤化物薄膜的外表面沉积或不沉积含氢盖层。
2.如权利要求1所述晶硅太阳电池表面钝化材料，其特征在于，所述铝基卤化物薄膜的材料为AlF3、AlCl3或AlBr3。
3.如权利要求1所述晶硅太阳电池表面钝化材料，其特征在于，所述含氢盖层为氮化硅、二氧化硅和二氧化钛中的一种或多种。
4.如权利要求3所述晶硅太阳电池表面钝化材料，其特征在于，所述含氢盖层采用PECVD或ALD沉积方法制备得到。
5.如权利要求4所述晶硅太阳电池表面钝化材料，其特征在于，所述含氢盖层的厚度为10-200nm。
6.如权利要求1所述晶硅太阳电池表面钝化材料，其特征在于，所述二氧化硅层采用热氧化、紫外臭氧氧化、化学氧化或原子层沉积方法制备得到。
7.如权利要求1所述晶硅太阳电池表面钝化材料，其特征在于，所述二氧化硅层的厚度为1-75nm。
8.如权利要求1所述晶硅太阳电池表面钝化材料，其特征在于，所述铝基卤化物薄膜采用高温热蒸发方法制备得到。
9.如权利要求1所述晶硅太阳电池表面钝化材料，其特征在于，所述铝基卤化物薄膜的厚度为1-75nm。
10.一种晶硅太阳电池，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的晶硅太阳电池表面钝化材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210545451.8A CN114944433A (zh) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | 一种晶硅太阳电池表面钝化材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210545451.8A CN114944433A (zh) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | 一种晶硅太阳电池表面钝化材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114944433A true CN114944433A (zh) | 2022-08-26 |
Family
ID=82908143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210545451.8A Pending CN114944433A (zh) | 2022-05-19 | 2022-05-19 | 一种晶硅太阳电池表面钝化材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114944433A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102044574A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-05-04 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种n型单晶硅衬底pn结反型层电池及其制造方法 |
| CN102804407A (zh) * | 2009-06-16 | 2012-11-28 | Q-电池公司 | 半导体设备和半导体设备的制造方法 |
| CN105870249A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-17 | 江苏微导纳米装备科技有限公司 | 一种晶硅太阳能电池的制造工艺 |
| CN109216473A (zh) * | 2018-07-20 | 2019-01-15 | 常州大学 | 一种高效晶硅太阳电池的表界面钝化层及其钝化方法 |
| CN111710759A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-09-25 | 中威新能源(成都)有限公司 | 一种shj太阳电池tco薄膜表面处理方法 |
-
2022
- 2022-05-19 CN CN202210545451.8A patent/CN114944433A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102804407A (zh) * | 2009-06-16 | 2012-11-28 | Q-电池公司 | 半导体设备和半导体设备的制造方法 |
| CN102044574A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-05-04 | 奥特斯维能源（太仓）有限公司 | 一种n型单晶硅衬底pn结反型层电池及其制造方法 |
| CN105870249A (zh) * | 2016-03-24 | 2016-08-17 | 江苏微导纳米装备科技有限公司 | 一种晶硅太阳能电池的制造工艺 |
| CN109216473A (zh) * | 2018-07-20 | 2019-01-15 | 常州大学 | 一种高效晶硅太阳电池的表界面钝化层及其钝化方法 |
| CN111710759A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-09-25 | 中威新能源(成都)有限公司 | 一种shj太阳电池tco薄膜表面处理方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10535791B2 (en) | 2-terminal metal halide semiconductor/C-silicon multijunction solar cell with tunnel junction | |
| WO2017197811A1 (zh) | 一种单晶硅双面太阳电池及其制备方法 | |
| WO2023050822A1 (zh) | 一种背接触电池的制作方法 | |
| KR20150114792A (ko) | 초박형 ｈｉｔ 태양전지 및 그 제조방법 | |
| JP7148694B1 (ja) | 太陽電池およびその製造方法、光起電力モジュール | |
| WO2022142343A1 (zh) | 太阳能电池及其制备方法 | |
| KR101886818B1 (ko) | 이종 접합 실리콘 태양 전지의 제조 방법 | |
| CN114678430B (zh) | 一种电子选择性钝化接触结构、太阳能电池及制备方法 | |
| TW201248893A (en) | Solar cell and method of manufacturing the same | |
| CN111477720A (zh) | 一种钝化接触的n型背结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN110660883A (zh) | 一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池 | |
| CN112133774A (zh) | 一种背结背接触太阳能电池及其制作方法 | |
| CN111584670B (zh) | 一种叠层太阳能电池及其制备方法 | |
| CN108321221B (zh) | 具有微腔结构的石墨烯太阳能电池及其制备方法 | |
| CN114050105A (zh) | 一种TopCon电池的制备方法 | |
| CN118016766A (zh) | 一种p型tbc晶硅太阳能电池及其制造方法 | |
| CN115020533B (zh) | 一种polo-ibc电池的制备方法 | |
| CN217306520U (zh) | 太阳能电池和光伏组件 | |
| WO2023098038A1 (zh) | 一种钙钛矿太阳能电池的柱状电极结构的制备方法 | |
| CN114744053B (zh) | 太阳能电池及生产方法、光伏组件 | |
| CN215183999U (zh) | 一种应用于隧穿型太阳能电池上的接触结构及带有该接触结构的太阳能电池 | |
| KR20200061479A (ko) | 전하선택 박막을 포함하는 실리콘 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| CN115425110A (zh) | 钙钛矿晶硅叠层太阳能电池晶硅底电池的制作方法及电池 | |
| CN115172602A (zh) | 一种掺杂金属氧化物复合层结构 | |
| CN115036384A (zh) | 一种N型TOPCon太阳能电池及其制作方法 |
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 |