CN114975683A - 一种太阳能电池及其制备方法 - Google Patents

一种太阳能电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114975683A
CN114975683A CN202210519969.4A CN202210519969A CN114975683A CN 114975683 A CN114975683 A CN 114975683A CN 202210519969 A CN202210519969 A CN 202210519969A CN 114975683 A CN114975683 A CN 114975683A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
type
forming
passivation
sqr
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.)
Granted
Application number
CN202210519969.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114975683B (zh
Inventor
杨洁
武禄
张昕宇
郑霈霆
金浩
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.)
Zhejiang Jinko Solar Co Ltd
Jinko Solar Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Jinko Solar Co Ltd
Jinko Solar 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 Zhejiang Jinko Solar Co Ltd, Jinko Solar Co Ltd filed Critical Zhejiang Jinko Solar Co Ltd
Priority to CN202210519969.4A priority Critical patent/CN114975683B/zh
Publication of CN114975683A publication Critical patent/CN114975683A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114975683B publication Critical patent/CN114975683B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/186Particular post-treatment for the devices, e.g. annealing, impurity gettering, short-circuit elimination, recrystallisation
    • H01L31/1868Passivation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/02Details
    • H01L31/0216Coatings
    • H01L31/02161Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02167Coatings for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/04Semiconductor 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
    • H01L31/06Semiconductor 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
    • H01L31/068Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
    • H01L31/0682Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing 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)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本申请涉及光伏领域,提供一种太阳能电池及其制备方法,其中,方法包括以下步骤:在制绒后的N型半导体衬底的背面形成N+钝化接触结构;对制绒后的N型半导体衬底的正面进行P型掺杂处理,形成P型发射极,P型发射极与N型半导体衬底形成PN结;在P型发射极的上表面形成电介质层;在电介质层的上表面形成第二N型掺杂层,其中,第二N型掺杂层的晶态包括非晶相、微晶相或多晶相中的一种或多种;在第二N型掺杂层的上表面形成正面钝化层,在第一N型掺杂层的下表面形成背面钝化层;以及在正面钝化层和/或背面钝化层上形成电极。本申请的太阳能电池及其制备方法,增强电池的钝化效果,提升电池转换效率。

Description

一种太阳能电池及其制备方法
技术领域
本申请涉及光伏电池技术领域,具体地讲,涉及一种太阳能电池及其制备方法。
背景技术
Topcon电池依靠“隧穿效应”实现背面钝化,现有的Topcon电池背面结构从内向外依次为衬底,隧穿氧化层,掺杂多晶硅层,背面钝化层。由于掺杂多晶硅层与背面钝化层分别在两个不同的设备中沉积形成,掺杂多晶硅层与背面钝化层之间不可避免的会引入一些未饱和缺陷,容易造成载流子复合和电性能损失,钝化效果不理想。因此,有必要研究提升背钝化效果的方法,进一步提高电池转换效率。
发明内容
鉴于此,本申请提出一种太阳能电池及其制备方法,减少掺杂多晶硅层和钝化层(比如氮化硅层)之间的未饱和缺陷,能够有效改善钝化效果,提升电池转换效率。
本申请提供一种太阳能电池制备方法,包括以下步骤:
在制绒后的N型半导体衬底的背面形成N+钝化接触结构;
对制绒后的N型半导体衬底的正面进行P型掺杂处理,形成P型发射极,所述P型发射极与所述N型半导体衬底形成PN结;
在所述P型发射极的上表面形成电介质层;
在所述电介质层的上表面形成第二N型掺杂层,其中,所述第二N型掺杂层的晶态包括非晶相、微晶相或多晶相中的一种或多种,所述第二N型掺杂层的厚度为1nm~10nm,所述第二N型掺杂层的掺杂元素为磷或砷,所述第二N型掺杂层的方阻为1000~100000Ω/sqr;
在所述第二N型掺杂层的上表面形成正面钝化层,在所述N+钝化接触结构的下表面形成背面钝化层;以及
在所述正面钝化层和/或所述背面钝化层上形成电极。
在一种可行的实施方式中,利用化学刻蚀、激光刻蚀、机械法、等离子刻蚀中至少一种方式对所述N型半导体衬底制绒。
在一种可行的实施方式中,在制绒之前,对所述N型半导体进行清洗。
在一种可行的实施方式中,所述N+钝化接触结构的厚度为20nm~300nm。
在一种可行的实施方式中,所述N+钝化接触结构的掺杂元素为磷或砷,所述N+钝化接触结构的方阻为10Ω/sqr~200Ω/sqr。
在一种可行的实施方式中,所述P型发射极的掺杂元素为硼或镓,所述P型发射极的方阻为80Ω/sqr~400Ω/sqr。
在一种可行的实施方式中,在所述P型发射极的上表面形成电介质层,包括:
采用化学气相沉积法、高温热氧氧化法、硝酸氧化法中的至少一种方法在所述P型发射极的上表面形成所述电介质层。
在一种可行的实施方式中,在所述第二N型掺杂层的上表面形成正面钝化层,在所述N+钝化接触结构的下表面形成背面钝化层,包括:
采用等离子体增强化学气相沉积法沉积所述正面钝化层及所述背面钝化层。
在一种可行的实施方式中,在所述正面钝化层和/或所述背面钝化层上形成电极,包括:
在所述半导体衬底背面使用银浆印刷背面主栅和背面副栅,并进行烘干,在所述半导体正面使用掺铝银浆印刷正面主栅和正面副栅,并进行烘干,最后进行烧结。
本申请还提供一种太阳能电池,所述太阳能电池由上述任一项所述的太阳能电池制备方法得到,所述太阳能电池包括由上至下依次排布的正面电极、正面钝化层、第二N型掺杂层、电介质层、P型发射极、半导体衬底、N+钝化接触结构、背面钝化层、背面电极。
本申请的技术方案至少具有以下有益的效果:
通过在P+重掺杂的P型发射极的表面形成电介质层,在电介质层表面再形成N型掺杂层,能够优化钝化效果,制备方法简单,可以有效降低太阳能电池的制备成本。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种太阳能电池制备方法的流程图;
图2为本申请实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的另一种太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本申请的技术方案,下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
应当明确,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其它含义。
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
第一方面,本申请的实施例提供一种太阳能电池的制备方法,包括以下步骤:
对制绒后的N型半导体衬底的背面进行N型掺杂处理,形成第一N型掺杂层;
对制绒后的N型半导体衬底的正面进行P型掺杂处理,形成P型发射极,所述P型发射极与所述N型半导体衬底形成PN结;
在所述P型发射极的上表面形成电介质层;
在所述电介质层的上表面形成第二N型掺杂层,其中所述第二N型掺杂层的晶态包括非晶相、微晶相或多晶相中的一种或多种;
在所述第二N型掺杂层的上表面形成正面钝化层,在所述第一N型掺杂层的下表面形成背面钝化层;以及
在所述正面钝化层和/或所述背面钝化层上形成电极。
在本方案中,在电池正面设置P+重掺杂的P型发射极、电介质层、第二N型掺杂层及正面钝化层,可有效提高电池背面钝化效果,提升电池的转换效率。
下面,将结合本发明实施例中的附图,对N型电池的制备方法进行清楚、完整地描述,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。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。
图1为本实施例提供的一种太阳能电池制备方法的流程图,如图1所示,本申请实施例1提供一种太阳能电池制备方法,包括以下步骤:
步骤S10,对制绒后的N型半导体衬底的背面进行N型掺杂处理,形成第一N型掺杂层。
具体地,在进行掺杂处理之前,可以对N型半导体衬底的正面和背面进行制绒处理,以形成绒面或表面纹理结构(例如金字塔结构)。制绒处理的方式可以是化学刻蚀、激光刻蚀、机械法、等离子刻蚀等等,在此不做限定。示例性地,可以使用NaOH溶液对硅片的正面、背面进行制绒处理,由于NaOH溶液的腐蚀具有各向异性,从而可以制备得到金字塔结构绒面。
本实施例中,通过制绒使硅衬底的表面具有绒面结构,产生陷光效果,增加太阳能电池对光线的吸收数量,从而提高太阳能电池的转换效率。
在一些实施例中,N型半导体衬底的正面为面向太阳的表面,背面即为背对太阳的表面。还需说明的是,半导体衬底可以为晶体硅衬底(硅衬底),例如为多晶硅衬底、单晶硅衬底或类单晶硅衬底,本发明实施例对于半导体衬底的具体类型不作限定。
可选地,在制绒处理之前,还可以包括对半导体衬底进行清洗的步骤,以去除表面的金属和有机污染物。
第一N型掺杂层的厚度为20nm~300nm,例如可以是20nm、40nm、50nm、80nm、100nm、120nm、150nm、200nm、220nm、250nm或300nm。当然也可以是该范围内的其他数值,在此不做限定。
第一N型掺杂层的掺杂元素为磷或砷,第一N型掺杂层的掺杂方阻为10Ω/sqr~200Ω/sqr,例如可以为10Ω/sqr、30Ω/sqr、50Ω/sqr、80Ω/sqr、100Ω/sqr、120Ω/sqr、150Ω/sqr、180Ω/sqr、200Ω/sqr等。
可以理解地,第一N型掺杂层为N+掺杂层,在一些实施例中,第一N型掺杂层也可以是N+钝化接触结构,例如Topcon钝化结构。
在上述适宜的第一N型掺杂层的扩散方阻或厚度范围内,有助于提高太阳能电池的光电转换效率,提升太阳能电池的性能。
步骤S20,对制绒后的N型半导体衬底的正面进行P型掺杂处理,形成P型发射极,所述P型发射极与所述N型半导体衬底形成PN结。
P型发射极的掺杂元素为硼或镓,当然也可以是其他三价元素。P型发射极的掺杂方阻为80Ω/sqr~400Ω/sqr,例如可以为80Ω/sqr、100Ω/sqr、150Ω/sqr、200Ω/sqr、250Ω/sqr、300Ω/sqr、350Ω/sqr、400Ω/sqr等。
P型发射极的厚度为0.4um~2.0um,例如可以为0.4um、0.6um、0.8um、1.0um、1.2um、1.5um、1.8um或2.0um等;当然也可以是该范围内的其他数值,在此不做限定。
在上述适宜的P型发射极的扩散方阻或厚度范围内,有助于提高太阳能电池的光电转换效率,提升太阳能电池的性能。
进一步地,在步骤S10及S20中,所述掺杂处理所采用的方式包括高温扩散工艺、浆料掺杂工艺或离子注入工艺中的任意一种,在N型半导体衬底的表面形成掺杂层。需要说明的是,第一N型掺杂层、P型发射极是由半导体衬底的表层经过掺杂处理形成,可以不改变半导体衬底的厚度。
步骤S30,在所述P型发射极的上表面形成电介质层。
在其中一些实施例中,所述电介质层包括氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化镓、氮化硅、氧化铪中的至少一种。
本发明实施例对于形成电介质层的具体操作方式的不作限定。示例性的,在P型发射极的上表面形成电介质层包括:采用化学气相沉积法、高温热氧氧化法、硝酸氧化法等中的至少一种方法在P型发射极的上表面形成电介质层。
采用化学气相沉积法在P型发射极的上表面形成电介质层时,氧化气体包括氧气、一氧化二氮气体、臭氧中的至少一种。从而在P型发射极的上表面形成较薄的电介质层。
优选地,所述电介质层为氧化硅。可以理解地,通过在P型发射极的上表面形成氧化硅,能够实现较好的钝化效果,避免了金属氧化物的应用,降低太阳能电池的制备成本。
在其他实施方式中,也可以采用氧化铝、氧化钛等金属氧化物形成电介质层,但是在沉积过程中需要用到有机金属源,有机金属源易燃易爆,存在安全隐患,并且会增加太阳能电池的制备成本,因此,电解质层优选为氧化硅。
示例性地,所述电介质层还可以是氧化硅与氧化铝的叠层,氧化硅与氮化硅的叠层,氧化硅与氧化铪的叠层,氧化硅、氧化铝与氧化钛的多层叠层等等,在此不做限定。
在具体实施例中,电介质层的厚度为0.5nm~2nm,例如可以是0.5nm、0.8nm、1.0nm、1.2nm、1.5nm、1.8nm或2.0nm。电介质层不仅对半导体衬底表面起到钝化作用,还需要使载流子隧穿通过,当电介质层的厚度过小时,无法起到钝化作用,当电介质层的厚度过大时,载流子无法有效穿过。在本实施例中,采用电介质层薄膜来优化电池正面的钝化效果,可以显著提升电池的转换效率。
步骤S40,在所述电介质层的上表面形成第二N型掺杂层,其中,所述第二N型掺杂层的晶态包括非晶相、微晶相或多晶相中的一种或多种。
第二N型掺杂层的厚度为1nm~10nm,例如可以是1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、8nm或10nm。第二N型掺杂层的掺杂元素为磷或砷,第二N型掺杂层的掺杂方阻为1000~100000Ω/sqr,例如可以为1000Ω/sqr、2000Ω/sqr、5000Ω/sqr、10000Ω/sqr、20000Ω/sqr、30000Ω/sqr、50000Ω/sqr、80000Ω/sqr或100000Ω/sqr等。
在一种实施方式中,步骤S40具体包括以下步骤:
在所述电介质层的上表面沉积形成多晶硅层,并进行掺杂处理以形成所述N型掺杂多晶硅层。
可以采用低压化学气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法、常压化学气相淀积中的任意一种方法在电介质层的上表面沉积形成多晶硅层。
在另一种实施方式中,步骤S40具体包括以下步骤:
在所述电介质层的表面沉积形成非晶硅层,并进行掺杂处理以形成所述N型掺杂非晶硅层;
对所述N型掺杂非晶硅层进行退火处理,其中,退火后的N型掺杂非晶硅层转变N型掺杂的混合相晶体硅,所述混合相晶体硅包括非晶相晶体硅、微晶相晶体硅或多晶相晶体硅中的至少两种。
在一些实施例中,退火处理的峰值温度为500℃-900℃,例如可以为700℃、750℃、800℃、840℃、850℃、860℃、880℃、900℃、950℃、1000℃等。退火处理的时间为0.5min~30min,例如可以为0.5min、1min、3min、5min、8min、10min、12min、15min、20min、23min、25min、28min或30min。优选地,退火处理的时间为5min~10min。
可选的,退火处理时的保护性气氛可以为惰性气体,例如可以为氮气、氩气等。
在上述退火处理温度和时间范围内,有助于实现一步高温退火处理完成指定区域的掺杂工艺,并且,可以改善晶体硅结构及其电性能,有助于提高太阳能电池的转换效率。
步骤S50,在所述第二N型掺杂层的上表面形成正面钝化层,在所述第一N型掺杂层的下表面形成背面钝化层。
作为本申请可选的技术方案,可以采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)沉积正面钝化层、背面钝化层,当然还可以采用其他的方法,例如有机化学气相沉积法等,在此不作限定。
所述正面钝化层和/或所述背面钝化层的厚度为60nm~150nm,例如可以是60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm或150nm等。当然也可以是该范围内的其他数值,在此不做限定。
在一些实施例中,所述正面钝化层和/或所述背面钝化层可以包括但不限于氮化硅、氮氧化硅、氧化铝等单层或叠层结构。当然,正面钝化层还可以采用其他类型的钝化层,本发明对于正面钝化层的具体材质不作限定。
优选地,所述正面钝化层和/或所述背面钝化层的材质包括含氢氮化硅层、含氢氮氧化硅、含氢碳氧化硅、含氢碳氮氧化硅的至少一种。可以理解地,在钝化层中掺入氢原子,可以优化钝化效果。在其他实施例中,钝化层还可以为二氧化硅和氮化硅的叠层等。上述钝化层能够对半导体衬底产生良好的钝化效果,有助于提高电池的转换效率。
可以理解地,正面钝化层、第二N型掺杂层及电介质层叠加形成强化的钝化结构,并且,P型发射极上表面的第二N型掺杂层及电介质层,形成能带弯曲造成的反型,能够更好地实现钝化效果。
步骤S60,在所述正面钝化层和/或所述背面钝化层上形成电极。
在一些实施方式中,可以在半导体衬底背面使用银浆印刷背面主栅和背面副栅,并进行烘干,在半导体正面使用掺铝银浆印刷正面主栅和正面副栅,并进行烘干,最后进行烧结,制得太阳能电池。
在一种实施方式中,步骤S60,具体包括:
在所述正面钝化层表面进行金属化处理,形成正面电极,所述正面电极穿透所述正面钝化层、第二N型掺杂层、电介质层与所述P型发射极形成电接触;
在所述背面钝化层表面进行金属化处理,形成背面电极,所述背面电极穿透所述背面钝化层与所述第一N型掺杂层形成电接触。
本申请实施例还提供一种太阳能电池,太阳能电池可以为具有N-PERT太阳能电池,如图2所示,所述太阳能电池包括由上至下依次排布的正面电极17、正面钝化层14、第二N型掺杂层13、电介质层12、P型发射极11、半导体衬底10、第一N型掺杂层15、背面钝化层16、背面电极18。
需要说明的是,所述正面电极17穿透所述正面钝化层14、第二N型掺杂层13、电介质层12与所述P型发射极11形成电接触;所述背面电极18穿透所述背面钝化层16与所述第一N型掺杂层15形成电接触。
P型发射极11的掺杂元素为硼或镓,当然也可以是其他三价元素。P型发射极11的掺杂方阻为80Ω/sqr~400Ω/sqr,例如可以为80Ω/sqr、100Ω/sqr、150Ω/sqr、200Ω/sqr、250Ω/sqr、300Ω/sqr、350Ω/sqr、400Ω/sqr等。
P型发射极11的厚度为0.4um~2.0um,例如可以为0.4um、0.6um、0.8um、1.0um、1.2um、1.5um、1.8um或2.0um等;当然也可以是该范围内的其他数值,在此不做限定。
所述电介质层12包括氧化硅、氧化铝、氧化钛、氧化镓、氮化硅、氧化铪中的至少一种。电介质层12的厚度为0.5nm~2nm,例如可以是0.5nm、0.8nm、1.0nm、1.2nm、1.5nm、1.8nm或2.0nm。电介质层12不仅对半导体衬底表面起到钝化作用,还需要使载流子隧穿通过,当电介质层的厚度过小时,无法起到钝化作用,当电介质层12的厚度过大时,载流子无法有效穿过。在本实施例中,采用电介质层薄膜来优化电池正面的钝化效果,可以显著提升电池的转换效率。
第二N型掺杂层13的厚度为1nm~10nm,例如可以是1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、8nm或10nm。第二N型掺杂层13的掺杂元素为磷或砷,第二N型掺杂层的掺杂方阻为1000~100000Ω/sqr,例如可以为1000Ω/sqr、2000Ω/sqr、5000Ω/sqr、10000Ω/sqr、20000Ω/sqr、30000Ω/sqr、50000Ω/sqr、80000Ω/sqr或100000Ω/sqr等。
第一N型掺杂层15的厚度为20nm~300nm,例如可以是20nm、40nm、50nm、80nm、100nm、120nm、150nm、200nm、220nm、250nm或300nm。当然也可以是该范围内的其他数值,在此不做限定。第一N型掺杂层15的掺杂元素为磷或砷,第一N型掺杂层15的掺杂方阻为20Ω/sqr~300Ω/sqr,例如可以为20Ω/sqr、50Ω/sqr、80Ω/sqr、100Ω/sqr、150Ω/sqr、200Ω/sqr、250Ω/sqr、300Ω/sqr等。
所述正面钝化层14和/或所述背面钝化层16的厚度为60nm~150nm,例如可以是60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm或150nm等。所述正面钝化层和/或所述背面钝化层的材质包括含氢氮化硅层、含氢氮氧化硅、含氢碳氧化硅、含氢碳氮氧化硅的至少一种。可以理解地,在钝化层中掺入氢原子,可以优化钝化效果。在其他实施例中,钝化层还可以为二氧化硅和氮化硅的叠层等。上述钝化层能够对半导体衬底产生良好的钝化效果,有助于提高电池的转换效率。
本发明实施例中不限定正面电极17和背面电极18的具体材质。例如,正面电极17为银电极或银/铝电极,背面电极18为银电极。
对于该太阳能电池的具体结构,如各层的具体类型等可参照前述太阳能电池制备方法方面的相关描述,在此不再一一详细描述。
本申请实施例还提供一种太阳能电池,太阳能电池可以为具有N-TopCon太阳能电池,如图3所示,所述太阳能电池包括由上至下依次排布的正面电极17、正面钝化层14、第二N型掺杂层13、电介质层12、P型发射极11、半导体衬底10、隧穿氧化层19、第一N型掺杂层15、背面钝化层16、背面电极18。
其中,第一N型掺杂层15与隧穿氧化层19组成TopCon结构。
需要说明的是,所述正面电极17穿透所述正面钝化层14、第二N型掺杂层13、电介质层12与所述P型发射极11形成电接触;所述背面电极18穿透所述背面钝化层16与所述第一N型掺杂层15形成电接触。
对于该太阳能电池的具体结构,如各层的具体类型等可参照前述太阳能电池制备方法方面的相关描述,在此不再一一详细描述。本发明实施例对于上述太阳能电池中各层结构的厚度不作限定,可由本领域技术人员根据实际情况而调控。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
本申请虽然以较佳实施例公开如上,但并不是用来限定权利要求,任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下,都可以做出若干可能的变动和修改,因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种太阳能电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
在制绒后的N型半导体衬底的背面形成N+钝化接触结构;
对制绒后的N型半导体衬底的正面进行P型掺杂处理,形成P型发射极,所述P型发射极与所述N型半导体衬底形成PN结;
在所述P型发射极的上表面形成电介质层;
在所述电介质层的上表面形成第二N型掺杂层,其中,所述第二N型掺杂层的晶态包括非晶相、微晶相或多晶相中的一种或多种,所述第二N型掺杂层的厚度为1nm~10nm,所述第二N型掺杂层的掺杂元素为磷或砷,所述第二N型掺杂层的方阻为1000~100000Ω/sqr;
在所述第二N型掺杂层的上表面形成正面钝化层,在所述N+钝化接触结构的下表面形成背面钝化层;以及
在所述正面钝化层和/或所述背面钝化层上形成电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,利用化学刻蚀、激光刻蚀、机械法、等离子刻蚀中至少一种方式对所述N型半导体衬底制绒。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,在制绒之前,对所述N型半导体进行清洗。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述N+钝化接触结构的厚度为20nm~300nm。
5.根据权利要求1或4所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述N+钝化接触结构的掺杂元素为磷或砷,所述N+钝化接触结构的方阻为10Ω/sqr~200Ω/sqr。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,所述P型发射极的掺杂元素为硼或镓,所述P型发射极的方阻为80Ω/sqr~400Ω/sqr。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,在所述P型发射极的上表面形成电介质层,包括:
采用化学气相沉积法、高温热氧氧化法、硝酸氧化法中的至少一种方法在所述P型发射极的上表面形成所述电介质层。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,在所述第二N型掺杂层的上表面形成正面钝化层,在所述N+钝化接触结构的下表面形成背面钝化层,包括:
采用等离子体增强化学气相沉积法沉积所述正面钝化层及所述背面钝化层。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法,其特征在于,在所述正面钝化层和/或所述背面钝化层上形成电极,包括:
在所述半导体衬底背面使用银浆印刷背面主栅和背面副栅,并进行烘干,在所述半导体正面使用掺铝银浆印刷正面主栅和正面副栅,并进行烘干,最后进行烧结。
10.一种太阳能电池,其特征在于,所述太阳能电池由权利要求1至9任一项所述的太阳能电池制备方法得到,所述太阳能电池包括由上至下依次排布的正面电极、正面钝化层、第二N型掺杂层、电介质层、P型发射极、半导体衬底、N+钝化接触结构、背面钝化层、背面电极。
CN202210519969.4A 2020-09-30 2020-09-30 一种太阳能电池及其制备方法 Active CN114975683B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210519969.4A CN114975683B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种太阳能电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210519969.4A CN114975683B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种太阳能电池及其制备方法
CN202011059369.1A CN112201700B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种太阳能电池及其制备方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011059369.1A Division CN112201700B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种太阳能电池及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114975683A true CN114975683A (zh) 2022-08-30
CN114975683B CN114975683B (zh) 2023-06-06

Family

ID=74008543

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011059369.1A Active CN112201700B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种太阳能电池及其制备方法
CN202210519969.4A Active CN114975683B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种太阳能电池及其制备方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011059369.1A Active CN112201700B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 一种太阳能电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN112201700B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113345969B (zh) * 2021-04-28 2024-05-14 中科研和(宁波)科技有限公司 钝化接触结构及其制备方法和应用
CN113471311B (zh) * 2021-07-06 2023-05-23 安徽华晟新能源科技有限公司 一种异质结电池及其制备方法
CN116525689A (zh) * 2021-08-26 2023-08-01 上海晶科绿能企业管理有限公司 太阳能电池及其制作方法、光伏组件
CN118156325A (zh) 2022-12-07 2024-06-07 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池及光伏组件

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7468485B1 (en) * 2005-08-11 2008-12-23 Sunpower Corporation Back side contact solar cell with doped polysilicon regions
CN104617167A (zh) * 2013-11-01 2015-05-13 国际商业机器公司 形成光伏器件的方法以及光伏器件
US20150179837A1 (en) * 2013-12-24 2015-06-25 Lg Electronics Inc. Solar cell and method for manufacturing the same
CN105742391A (zh) * 2016-04-27 2016-07-06 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种隧穿硅氧氮层钝化接触太阳能电池及其制备方法
US20170207351A1 (en) * 2016-01-20 2017-07-20 Lg Electronics Inc. Solar cell
CN107887478A (zh) * 2017-12-15 2018-04-06 浙江晶科能源有限公司 一种n型双面太阳能电池及其制作方法
CN107946405A (zh) * 2017-11-16 2018-04-20 隆基乐叶光伏科技有限公司 一种钝化接触太阳能电池的制作方法
CN109065639A (zh) * 2018-06-22 2018-12-21 晶澳(扬州)太阳能科技有限公司 N型晶体硅太阳能电池及制备方法、光伏组件
CN109216491A (zh) * 2018-10-10 2019-01-15 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 太阳能电池及其制备方法
CN110352501A (zh) * 2017-02-10 2019-10-18 泰姆普雷斯艾普公司 制造钝化太阳能电池的方法及所得的钝化太阳能电池
CN110828583A (zh) * 2019-09-24 2020-02-21 苏州腾晖光伏技术有限公司 正面局域钝化接触的晶硅太阳电池及其制备方法
CN111180555A (zh) * 2020-03-04 2020-05-19 泰州中来光电科技有限公司 一种基于perc的钝化接触电池的制备方法
CN111509072A (zh) * 2020-03-20 2020-08-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 新型n型背结设计的硅太阳电池及其制备方法
CN111599895A (zh) * 2020-06-03 2020-08-28 通威太阳能(眉山)有限公司 一种晶硅太阳能钝化接触电池的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008045522A1 (de) * 2008-09-03 2010-03-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Heterosolarzelle und Verfahren zur Herstellung von Heterosolarzellen
US8686283B2 (en) * 2010-05-04 2014-04-01 Silevo, Inc. Solar cell with oxide tunneling junctions
CN107644925B (zh) * 2017-09-18 2019-08-06 浙江晶科能源有限公司 一种p型晶体硅太阳能电池的制备方法

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7468485B1 (en) * 2005-08-11 2008-12-23 Sunpower Corporation Back side contact solar cell with doped polysilicon regions
CN104617167A (zh) * 2013-11-01 2015-05-13 国际商业机器公司 形成光伏器件的方法以及光伏器件
US20150179837A1 (en) * 2013-12-24 2015-06-25 Lg Electronics Inc. Solar cell and method for manufacturing the same
US20170207351A1 (en) * 2016-01-20 2017-07-20 Lg Electronics Inc. Solar cell
CN105742391A (zh) * 2016-04-27 2016-07-06 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种隧穿硅氧氮层钝化接触太阳能电池及其制备方法
CN110352501A (zh) * 2017-02-10 2019-10-18 泰姆普雷斯艾普公司 制造钝化太阳能电池的方法及所得的钝化太阳能电池
CN107946405A (zh) * 2017-11-16 2018-04-20 隆基乐叶光伏科技有限公司 一种钝化接触太阳能电池的制作方法
CN107887478A (zh) * 2017-12-15 2018-04-06 浙江晶科能源有限公司 一种n型双面太阳能电池及其制作方法
CN109065639A (zh) * 2018-06-22 2018-12-21 晶澳(扬州)太阳能科技有限公司 N型晶体硅太阳能电池及制备方法、光伏组件
CN109216491A (zh) * 2018-10-10 2019-01-15 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 太阳能电池及其制备方法
CN110828583A (zh) * 2019-09-24 2020-02-21 苏州腾晖光伏技术有限公司 正面局域钝化接触的晶硅太阳电池及其制备方法
CN111180555A (zh) * 2020-03-04 2020-05-19 泰州中来光电科技有限公司 一种基于perc的钝化接触电池的制备方法
CN111509072A (zh) * 2020-03-20 2020-08-07 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 新型n型背结设计的硅太阳电池及其制备方法
CN111599895A (zh) * 2020-06-03 2020-08-28 通威太阳能(眉山)有限公司 一种晶硅太阳能钝化接触电池的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114975683B (zh) 2023-06-06
CN112201700A (zh) 2021-01-08
CN112201700B (zh) 2022-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112201700B (zh) 一种太阳能电池及其制备方法
US11264529B1 (en) Solar cell and method for manufacturing the same
KR102221380B1 (ko) 넓은 밴드갭 반도체 재료를 갖는 이미터 영역을 구비한 태양 전지
CN111933752B (zh) 一种太阳能电池及其制备方法
CN110838536A (zh) 具有多种隧道结结构的背接触太阳能电池及其制备方法
CN110289333B (zh) 一种太阳电池、生产方法及光伏组件
CN114038928B (zh) 太阳能电池及其制备方法、光伏组件
CN111755552A (zh) 太阳能电池及其制作方法
JP7461573B2 (ja) 太陽電池及びその製造方法、光起電力モジュール
CN115458612B (zh) 一种太阳电池及其制备方法
CN113421949B (zh) 太阳能电池及其制备方法、光伏组件
CN112786738B (zh) 太阳能电池及其制备方法
CN116110978B (zh) 太阳能电池及其制备方法、光伏组件
CN113875025A (zh) 太阳能电池和太阳能电池的制造方法
CN118198209B (zh) 背接触电池及其制备方法
CN117497626B (zh) 太阳能电池和太阳能电池的制造方法
WO2022156101A1 (zh) 一种太阳能电池叠层钝化结构及其制备方法
CN117253933A (zh) 太阳能电池及其制备方法
CN117238998A (zh) 一种N型TOPCon电池及新型背面结构制备方法
CN115881835B (zh) 太阳能电池及其制备方法、光伏组件
WO2022156102A1 (zh) 太阳能电池叠层钝化结构及制备方法
CN113871493A (zh) 基于原子层沉积技术的铝掺杂氧化钛薄膜及其制备方法
JP6647425B2 (ja) 太陽電池の製造方法
CN113594295A (zh) 一种双面钝化结构的太阳能电池制备方法
TWI701841B (zh) 太陽能電池、其表面鈍化結構及其表面鈍化方法

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