CN115000189B - 一种背接触太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
一种背接触太阳能电池及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115000189B CN115000189B CN202210600066.9A CN202210600066A CN115000189B CN 115000189 B CN115000189 B CN 115000189B CN 202210600066 A CN202210600066 A CN 202210600066A CN 115000189 B CN115000189 B CN 115000189B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- passivation
- silicon substrate
- contact layer
- solar cell
- 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
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 14
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 131
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 78
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims abstract description 30
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 56
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 19
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 14
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910021424 microcrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 8
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 abstract description 8
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 8
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 7
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000010329 laser etching Methods 0.000 description 3
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 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
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact 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)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本申请提供一种背接触太阳能电池及其制备方法，其中，所述背接触太阳能电池，包括具有受光面和背光面的P型晶硅基底，所述P型晶硅基底的背光面包括第一区域和第二区域，电子钝化接触层覆盖所述第一区域，空穴钝化接触层覆盖所述电子钝化接触层和所述第二区域，透明导电层至少部分覆盖所述空穴钝化接触层，金属电极覆盖所述透明导电层，所述金属电极和所述透明导电层被隔离区贯穿以暴露出部分所述空穴钝化接触层。本申请的背接触太阳能电池通过在背场区设置氧化铝层，从而改善背接触结构，实现空穴隧穿接触，提升电池性能，同时可以减少电池整体工艺步骤，降低电池成本。
Description
技术领域
本申请属于太阳能电池技术领域，具体地，涉及一种背接触太阳能电池及其制备方法。
背景技术
随着晶硅技术的持续进步和制造成本的不断下降，晶硅太阳电池近年来取得了广泛关注和长足发展，为光伏产业占领新能源领域重要地位起到了关键性的推动作用。太阳电池能将光能直接转换为电能用于生产生活中，具备高效、清洁、独立、可持续等优点，对于解决当前面临的能源危机和生态危机具有重要的战略意义。虽然有多种类型的太阳能电池，例如由化合物半导体或有机材料制成的太阳能电池，但目前主流的是由晶体硅制成的太阳能电池。太阳能电池按其结构形式分为：双面电极结构的太阳能电池，其中电极分别设置在入射光的接收表面和与光接收表面相对的背面上。以及具有仅在背面设置电极的结构。具有背面电极结构的太阳能电池的优点在于，因为在入光面上不存在电极，所以可以增加入射太阳光的量，减少因入光面电极遮挡导致的电流损失。
但是，常规的背接触太阳能电池，工序复杂，成本较高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本申请提供一种背接触太阳能电池及其制备方法。
具体来说，本申请涉及如下方面：
一种背接触太阳能电池，包括具有受光面和背光面的P型晶硅基底，所述P型晶硅基底的背光面包括第一区域和第二区域，
电子钝化接触层覆盖所述第一区域，
空穴钝化接触层覆盖所述电子钝化接触层和所述第二区域，
透明导电层至少部分覆盖所述空穴钝化接触层，
金属电极覆盖所述透明导电层，
所述金属电极和所述透明导电层被隔离区贯穿以暴露出部分所述空穴钝化接触层。
可选地，所述空穴钝化接触层具有负电荷，所述负电荷的电荷量为1-20×1012cm-2。
可选地，所述电子钝化接触层与所述P型晶硅基底形成异质结结构。
可选地，所述电子钝化接触层包括层叠设置的本征层和N型掺杂层，其中，所述本征层与所述第一区域接触，所述本征层的材料选自非晶硅或SiO2，所述N型掺杂层的材料选自微晶硅或多晶硅。
可选地，在对应于所述背光面的第二区域的位置处，所述P型晶硅基底还包括P型重掺杂区，其中所述P型重掺杂区的掺杂浓度为基底掺杂浓度的102-106倍。
可选地，所述空穴钝化接触层的厚度为1-5nm。
可选地，所述空穴钝化接触层的材料选自Al2O3、AlN、Ta2O5中的一种或两种以上。
可选地，所述P型晶硅基底的受光面，在沿着远离所述P型晶硅基底的方向上依次层叠设置有钝化层和减反层，其中所述受光面为制绒面。
可选地，所述钝化层的材料选自Al2O3、SiO2中的一种或两种，所述减反层的材料选自SiNx、SiOxNy中的一种或两种。
可选地，所述金属电极的材料选自银、铜、铝中的一种或两种以上。
可选地，所述隔离区为条状，宽度为10μm-200μm。
一种背接触太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
提供P型晶硅基底，其包括受光面和背光面，
在所述P型晶硅基底的背光面上形成电子钝化接触层，
去除部分所述电子钝化接触层，使得所述背光面具有覆盖电子钝化接触层的第一区域和未覆盖电子钝化接触层的第二区域，
在所述电子钝化接触层和所述第二区域上依次形成空穴钝化接触层和透明导电层，
对所述透明导电层上需要设置隔离区的区域进行图形化，
在经图形化的透明导电层上形成金属电极，
去除图形化材料并刻蚀需要设置隔离区的区域的透明导电层以形成隔离区。
可选地，所述制备方法还包括：
在所述P型晶硅基底的受光面上依次形成钝化层和减反层，其中所述受光面为制绒面。
可选地，在所述P型晶硅基底的背光面上形成电子钝化接触层包括：
在所述P型晶硅基底的背光面上形成本征层，
在所述本征层上形成N型掺杂层；
其中，所述本征层的材料选自非晶硅或SiO2，所述N型掺杂层的材料选自微晶硅或多晶硅。
可选地，在所述P型晶硅基底的背光面上形成电子钝化接触层之后还包括：
在所述P型晶硅基底的对应于所述背光面的第二区域的位置处形成P型重掺杂区，其中所述P型重掺杂区的掺杂浓度为基底掺杂浓度的102-106倍。
可选地，所述空穴钝化接触层的厚度为1-5nm。
可选地，所述空穴钝化接触层具有负电荷，所述负电荷的电荷量为1-20×1012cm-2。
可选地，所述空穴钝化接触层的材料选自Al2O3、AlN、Ta2O5中的一种或两种以上。
可选地，所述钝化层的材料选自Al2O3、SiO2中的一种或两种，所述减反层的材料选自SiNx、SiOxNy中的一种或两种。
可选地，所述金属电极的材料选自银、铜、铝中的一种或两种以上。
可选地，所述隔离区为条状，宽度为10μm-200μm。
可选地，其通过上述的制备方法制备得到。
本申请的背接触太阳能电池通过在背场区设置氧化铝层，从而改善背接触结构，实现空穴隧穿接触，提升电池性能，同时可以减少电池整体工艺步骤，降低电池成本。
附图说明
图1为本申请一种的背接触太阳能电池的结构示意图。
图2为本申请另一种的背接触太阳能电池的结构示意图。
图3为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图4为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图5为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图6为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图7为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图8为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图9为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图10为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图11为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图12为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图13为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图14为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图15为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
图16为本申请的背接触太阳能电池制备过程中的电池结构示意图。
附图标记：
1减反层，2钝化层，3P型晶硅基底，31P型重掺杂区，4空穴钝化接触层，5电子钝化接触层，51本征层，52N型掺杂层，6透明导电层，7金属电极，8图形化材料，9P型掺杂层。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本申请，应当理解，实施例仅用于进一步说明和阐释本申请，并非用于限制本申请。
除非另外定义，本说明书中有关技术的和科学的术语与本领域内的技术人员所通常理解的意思相同。虽然在实验或实际应用中可以应用与此间所述相似或相同的方法和材料，本文还是在下文中对材料和方法做了描述。在相冲突的情况下，以本说明书包括其中定义为准，另外，材料、方法和例子仅供说明，而不具限制性。以下结合具体实施例对本申请作进一步的说明，但不用来限制本申请的范围。
针对现有技术存在的问题，本申请提供一种背接触太阳能电池。如图1所示，所述背接触太阳能电池包括具有受光面和背光面的P型晶硅基底3。所述P型晶硅基底3的背光面包括第一区域和第二区域，其中第一区域和第二区域的大小可以根据实际需要进行调整。电子钝化接触层5覆盖所述第一区域，空穴钝化接触层4覆盖所述电子钝化接触层5和所述第二区域，即在第一区域，背光面和空穴钝化接触层4之间夹着电子钝化接触层，而在第二区域，背光面直接和空穴钝化接触层4接触。其中，电子钝化接触层是指可以使电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡空穴复合，其作用是收集电子同时极大地降低金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流。空穴钝化接触层是指可以使空穴隧穿进入收集同时阻挡电子复合。透明导电层6至少部分覆盖所述空穴钝化接触层4，金属电极7覆盖所述透明导电层6。所述金属电极7和所述透明导电层6被隔离区贯穿以暴露出部分所述空穴钝化接触层4。
进一步地，所述P型晶硅基底3的受光面在沿着远离所述P型晶硅基底3的方向上依次层叠设置有钝化层2和减反层1，即如图1所示，电池由上到下依次包括层叠设置的减反层1、钝化层2和P型晶硅基底3。
其中，减反层1用于减少反射，其材料可以为现有技术中任何适用的材料，例如SiNx、SiOxNy。
钝化层2的材料可以为现有技术中任何适用的材料，例如Al2O3、SiO2。
P型晶硅基底3的受光面可以根据需要选择制绒面或平面。
空穴钝化接触层4因其自身的带负电固定电荷的性质，排斥电子(少数载流子)同时吸引空穴(多数载流子)。增加了少子和多子在电池表面的差异，降低了表面的复合速率，实现了表面的钝化作用。另一方面，由于表面负电荷的积累，导致硅基底能带的向上弯曲，减小了与硅价带与透明导电层6导带的能量差，实现空穴的隧穿收集。空穴钝化接触层4的厚度、电荷量决定了表面钝化和隧穿的质量。
在一个具体的实施方式中，所述空穴钝化接触层4的材料选自Al2O3、AlN、Ta2O5中的一种或两种以上，优选为Al2O3。
在一个具体的实施方式中，所述空穴钝化接触层4的厚度为1-5nm，例如为1nm、1.5nm、2nm、2.5nm、3nm、3.5nm、4nm、4.5nm、5nm。
在一个具体的实施方式中，所述空穴钝化接触层4具有负电荷，所述负电荷的电荷量为1-20×1012cm-2。例如可以为1×1012cm-2、2×1012cm-2、3×1012cm-2、4×1012cm-2、5×1012cm-2、6×1012cm-2、7×1012cm-2、8×1012cm-2、9×1012cm-2、10×1012cm-2、11×1012cm-2、12×1012cm-2、13×1012cm-2、14×1012cm-2、15×1012cm-2、16×1012cm-2、17×1012cm-2、18×1012cm-2、19×1012cm-2、20×1012cm-2。
其中，电荷量的测定方法为：电晕不断给薄膜表面施加正电荷，使薄膜中负的固定电荷的场钝化效应减小，少子寿命逐渐降低，固定电荷量在数值上等于少子寿命最低点对应的施加正电荷量。
电子钝化接触层5与所述P型晶硅基底形成异质结结构，可以选用现有技术适用的电子钝化接触层，在一个具体的实施方式中，所述电子钝化接触层5包括层叠设置的本征层51和N型掺杂层52，其中，所述本征层51与所述第一区域接触，即本征层51相对于N型掺杂层52更靠近P型晶硅基底3。其中，所述本征层的材料选自非晶硅、SiO2)，所述N型掺杂层的材料选自微晶硅、多晶硅)。
金属电极7的材料为现有技术中任何适用的材料，例如银、铜、铝等。
本申请还提供一种背接触太阳能电池。如图2所示。图2所示的背接触太阳能电池与图1所示的背接触太阳能电池的不同在于，P型晶硅基底3还包括P型重掺杂区31，其设置在对应于第二区域的位置。P型重掺杂区31可以使用硼、镓、铝掺杂得到，其掺杂浓度为基底掺杂浓度的102-106倍。P型重掺杂区31的存在减小了与硅价带与AZO导带的能量差。
本申请还提供一种背接触太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：提供P型晶硅基底，其包括受光面和背光面。
步骤二：在所述P型晶硅基底的背光面上形成电子钝化接触层。
步骤三：去除部分所述电子钝化接触层，使得所述背光面具有覆盖电子钝化接触层的第一区域和未覆盖电子钝化接触层的第二区域。
步骤四：在所述电子钝化接触层和所述第二区域上依次形成空穴钝化接触层和透明导电层。
步骤五：将所述透明导电层上需要设置隔离区的区域图形化。
步骤六：在经图形化的透明导电层上形成金属电极。
步骤七：去除图形化材料并刻蚀需要设置隔离区的区域的透明导电层以形成隔离区。
在步骤一中，所述受光面可以根据需要加工为制绒面，例如采用化学刻蚀的方法形成绒面结构。所述背光面可以用化学抛光形成抛光结构。P型晶硅基底的厚度可以为100-200μm。
在步骤二中，在所述P型晶硅基底的背光面上形成电子钝化接触层之前可以对P型晶硅基底进行清洗。在所述P型晶硅基底的背光面上形成电子钝化接触层可以进一步包括在所述P型晶硅基底的背光面上形成本征层，以及在所述本征层上形成N型掺杂层的步骤。具体地，制备时，可以采用CVD进行沉积。其中，本征层的厚度可以为6-15nm，N型掺杂层的厚度可以为10-30nm。
在步骤三中，可以通过激光蚀刻技术去除部分电子钝化接触层。从而使得背光面的一部分区域覆盖有电子钝化接触层，而另一部分区域无电子钝化接触层覆盖。
在步骤四中，可以采用原子层沉积法在所述电子钝化接触层和所述第二区域上依次形成空穴钝化接触层。采用PVD、RPD、ALD沉积在所述空穴钝化接触层上沉积透明导电层。其中，透明导电层的厚度为40-100nm。
在一个具体的实施方式中，所述空穴钝化接触层的材料选自Al2O3、AlN、Ta2O5中的一种或两种以上，优选为Al2O3。
在一个具体的实施方式中，所述空穴钝化接触层的厚度为1-5nm，例如为1nm、1.5nm、2nm、2.5nm、3nm、3.5nm、4nm、4.5nm、5nm。
在一个具体的实施方式中，所述空穴钝化接触层具有负电荷，所述负电荷的电荷量为1-20×1012cm-2。例如可以为1×1012cm-2、2×1012cm-2、3×1012cm-2、4×1012cm-2、5×1012cm-2、6×1012cm-2、7×1012cm-2、8×1012cm-2、9×1012cm-2、10×1012cm-2、11×1012cm-2、12×1012cm-2、13×1012cm-2、14×1012cm-2、15×1012cm-2、16×1012cm-2、17×1012cm-2、18×1012cm-2、19×1012cm-2、20×1012cm-2。
在步骤五中，可以采用现有已知的方法进行图形化，例如通过在所述透明导电层上需要设置隔离区的区域印刷油墨材料实现图形化。
在步骤六中，可以采用电镀法沉积金属电极。金属电极的材料为现有技术中任何适用的材料，例如银。
在步骤七中，可以通过湿化学清洗图形化材料将其去除。并进一步在去除图形化材料的区域即需要设置隔离区的区域，刻蚀透明导电层以形成隔离区。
进一步地，所述制备方法还包括在所述P型晶硅基底的受光面上依次形成钝化层和减反层，分别包括在所述P型晶硅基底的受光面上形成钝化层，以及在所述钝化层上形成减反层的两个步骤。这两个步骤可以在步骤二至七中任何一个步骤之前或之后进行。其中，减反层的材料可以为现有技术中任何适用的材料，例如SiNx。钝化层的材料可以为现有技术中任何适用的材料，例如Al2O3、SiO2。钝化层的厚度可以为3-20nm，减反层的厚度可以为50-100nm。
进一步地，本申请的方法还可以包括在所述P型晶硅基底的对应于第二区域的位置处形成P型重掺杂区的步骤，该步骤在形成电子钝化接触层之后进行。P型重掺杂可以采用现有技术已知的方法进行。
在一个具体的实施方式中，本申请提供的背接触太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：提供P型晶硅基底3，其包括受光面和背光面。
步骤二：在所述P型晶硅基底3的背光面上形成电子钝化接触层5。具体包括在所述P型晶硅基底的背光面上形成本征层51，以及在所述本征层上形成N型掺杂层52的步骤，得到如图3所示的电池结构。
步骤三：去除部分所述电子钝化接触层5，使得所述背光面具有覆盖电子钝化接触层5的第一区域和未覆盖电子钝化接触层5的第二区域，得到如图4所示的电池结构。
步骤四：在所述电子钝化接触层5和所述第二区域上形成空穴钝化接触层4。在P型晶硅基底3的背光面上形成钝化层2，得到如图5所示的电池结构。在钝化层2上形成减反层1，得到如图6所示的电池结构。在空穴钝化接触层4上形成透明导电层，得到图7所示的电池结构。
步骤五：将所述透明导电层6需要设置隔离区的区域印刷图形化材料进行图形化，得到图8所示的电池结构。
步骤六：在经图形化的透明导电层6上形成金属电极7，得到图9所示的电池结构。
步骤七：去除图形化材料8并刻蚀需要设置隔离区的区域的透明导电层6以形成隔离区，得到图1所示的电池结构。
在一个具体的实施方式中，本申请提供的背接触太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：提供P型晶硅基底3，其包括受光面和背光面。
步骤二：在所述P型晶硅基底3的背光面上形成电子钝化接触层5。具体包括在所述P型晶硅基底的背光面上形成本征层51，以及在所述本征层上形成N型掺杂层52的步骤。在N型掺杂层52上形成P型掺杂层9，得到如图10所示的电池结构。
步骤三：去除部分P型掺杂层9和电子钝化接触层5，使得所述背光面具有覆盖电子钝化接触层5的第一区域和未覆盖电子钝化接触层5的第二区域，并在对应于所述背光面的第二区域的位置处，P型晶硅基底3形成P型重掺杂区31，得到如图11的电池结构。通过HF湿法去除剩余的P型掺杂层9。
步骤四：在所述电子钝化接触层5和所述第二区域上形成空穴钝化接触层4。在P型晶硅基底3的背光面上形成钝化层2，得到如图12所示的电池结构。在钝化层2上形成减反层1，得到如图13所示的电池结构。在空穴钝化接触层4上形成透明导电层，得到图14所示的电池结构。
步骤五：将所述透明导电层6需要设置隔离区的区域印刷图形化材料进行图形化，得到图15所示的电池结构。
步骤六：在经图形化的透明导电层6上形成金属电极7，得到图16所示的电池结构。
步骤七：去除图形化材料8并刻蚀需要设置隔离区的区域的透明导电层6以形成隔离区，得到图1所示的电池结构。
本申请还提供由上述制备方法制备得到的背接触太阳能电池。
实施例
实施例1
本实施例提供图1所示的背接触太阳能电池。
提供P型晶硅基底3，厚度为150μm，其包括受光面和背光面。P型晶硅基底3的受光面采用化学刻蚀形成绒面结构，背光面采用化学抛光形成抛光结构。
P型硅片晶硅基底3表面清洗后在背面沉积电子钝化接触层5(本征非晶硅层(即本征层51)及N型掺杂的微晶硅层(即N型掺杂层52))。具体地，采用CVD在P型硅片晶硅基底3的表面沉积本征非晶硅层，厚度为10nm，然后本征非晶硅层上CVD沉积N型掺杂的微晶硅层25nm。
通过激光蚀刻技术去除特定区域的本征层51及N型掺杂层52，并通过湿化学处理激光区后，在P型晶硅基底3的受光面及背面沉积Al2O3层，分别在受光面形成钝化层2，在背光面形成空穴钝化接触层4。其中，钝化层2的厚度为10nm。空穴钝化接触层4的厚度为3nm，电荷量为10×1012cm-2。
其中，电荷量的测定方法为：电晕不断给薄膜表面施加正电荷，使薄膜中负的固定电荷的场钝化效应减小，少子寿命逐渐降低，固定电荷量在数值上等于少子寿命最低点对应的施加正正电荷量。
在P型晶硅基底3的受光面采用CVD沉积减返膜SiNx，形成减反层1，其厚度为80nm。
采用PVD在P型晶硅基底3的背光面沉积AZO导电材料，得到透明导电层6，其厚度为70nm。
在电池的隔离结构处印刷绝缘油墨材料。
在透明导电层6上，通过电镀沉积银，得到金属电极7。
湿化学清洗绝缘油墨，刻蚀需要设置隔离区的区域的AZO以实现绝缘。
经过上述步骤制备得到背接触太阳能电池。
实施例2
本实施例提供图2所示的背接触太阳能电池。
提供P型晶硅基底3，厚度为150μm，其包括受光面和背光面。P型晶硅基底3的受光面采用化学刻蚀形成绒面结构，背光面采用化学抛光形成抛光结构。
P型硅片晶硅基底3表面清洗后在背面沉积电子钝化接触层5(本征层51及N型掺杂层52)。具体地，采用CVD在P型硅片晶硅基底3的表面沉积本征非晶硅层(即本征层51)，厚度为10nm，然后本征非晶硅层上CVD沉积N型掺杂的微晶硅层(即N型掺杂层52)25nm。
采用CVD沉积在N型掺杂层52上制备P型掺杂SiNx层。
通过激光蚀刻技术去除特定区域的P型掺杂SiNx层、本征层51及N型掺杂层52，并通过湿化学处理激光区后，在对应于P型晶硅基底3的背光面的裸露区域形成P型重掺杂区31。
在P型晶硅基底3的受光面及背面沉积Al2O3层，分别在受光面形成钝化层2，在背光面形成空穴钝化接触层4。其中，钝化层2的厚度为10nm。空穴钝化接触层4的厚度为3nm，电荷量为10×1012cm-2。其中，电荷量的测定方法为：电晕不断给薄膜表面施加正电荷，使薄膜中负的固定电荷的场钝化效应减小，少子寿命逐渐降低，固定电荷量在数值上等于少子寿命最低点对应的施加正正电荷量。
在P型晶硅基底3的受光面采用CVD沉积减返膜SiNx，形成减反层1，其厚度为80nm。
在P型晶硅基底3的背光面沉积AZO导电材料，得到透明导电层6，其厚度为70nm。
在电池的隔离结构处印刷绝缘油墨材料。
在透明导电层6上，通过电镀沉积银，得到金属电极7。
湿化学清洗绝缘油墨，刻蚀需要设置隔离区的区域的AZO以实现绝缘。
经过上述步骤制备得到背接触太阳能电池。
将实施例1和实施例2制备得到的背接触太阳能电池测定表面复合速率和隧穿电流。其中，表面复合速率通过测试少子寿命计算得到，隧穿电流通过电表测试特定电压下(700mV)电流值得到。经测定，实施例1的表面复合速率为50cm/s，隧穿电流密度为200mA/cm2。实施例2的表面复合速率为100cm/s，隧穿电流密度为300mA/cm2。
Claims (21)
1.一种背接触太阳能电池，其特征在于，包括具有受光面和背光面的P型晶硅基底，所述P型晶硅基底的背光面包括第一区域和第二区域，
电子钝化接触层覆盖所述第一区域，
空穴钝化接触层覆盖所述电子钝化接触层和所述第二区域，
透明导电层至少部分覆盖所述空穴钝化接触层，
金属电极覆盖所述透明导电层，
所述金属电极和所述透明导电层被隔离区贯穿以暴露出部分所述空穴钝化接触层。
2.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述空穴钝化接触层具有负电荷，所述负电荷的电荷量为1-20×1012cm-2。
3.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述电子钝化接触层与所述P型晶硅基底形成异质结结构。
4.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述电子钝化接触层包括层叠设置的本征层和N型掺杂层，其中，所述本征层与所述第一区域接触，所述本征层的材料选自非晶硅或SiO2，所述N型掺杂层的材料选自微晶硅或多晶硅。
5.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，在对应于所述背光面的第二区域的位置处，所述P型晶硅基底还包括P型重掺杂区，其中所述P型重掺杂区的掺杂浓度为基底掺杂浓度的102-106倍。
6.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述空穴钝化接触层的厚度为1-5nm。
7.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述空穴钝化接触层的材料选自Al2O3、AlN、Ta2O5中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述P型晶硅基底的受光面，在沿着远离所述P型晶硅基底的方向上依次层叠设置有钝化层和减反层，其中所述受光面为制绒面。
9.根据权利要求8所述的背接触太阳能电池，所述钝化层的材料选自Al2O3、SiO2中的一种或两种，所述减反层的材料选自SiNx、SiOxNy中的一种或两种。
10.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述金属电极的材料选自银、铜、铝中的一种或两种以上。
11.根据权利要求1所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述隔离区为条状，宽度为10μm-200μm。
12.一种背接触太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供P型晶硅基底，其包括受光面和背光面，
在所述P型晶硅基底的背光面上形成电子钝化接触层，
去除部分所述电子钝化接触层，使得所述背光面具有覆盖电子钝化接触层的第一区域和未覆盖电子钝化接触层的第二区域，
在所述电子钝化接触层和所述第二区域上依次形成空穴钝化接触层和透明导电层，
对所述透明导电层上需要设置隔离区的区域进行图形化，
在经图形化的透明导电层上形成金属电极，
去除图形化材料并刻蚀需要设置隔离区的区域的透明导电层以形成隔离区。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
在所述P型晶硅基底的受光面上依次形成钝化层和减反层，其中所述受光面为制绒面。
14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，在所述P型晶硅基底的背光面上形成电子钝化接触层包括：
在所述P型晶硅基底的背光面上形成本征层，
在所述本征层上形成N型掺杂层；
其中，所述本征层的材料选自非晶硅或SiO2，所述N型掺杂层的材料选自微晶硅或多晶硅。
15.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，在所述P型晶硅基底的背光面上形成电子钝化接触层之后还包括：
在所述P型晶硅基底的对应于所述背光面的第二区域的位置处形成P型重掺杂区，其中所述P型重掺杂区的掺杂浓度为基底掺杂浓度的102-106倍。
16.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述空穴钝化接触层的厚度为1-5nm。
17.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述空穴钝化接触层具有负电荷，所述负电荷的电荷量为1-20×1012cm-2。
18.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述空穴钝化接触层的材料选自Al2O3、AlN、Ta2O5中的一种或两种以上。
19.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述钝化层的材料选自Al2O3、SiO2中的一种或两种，所述减反层的材料选自SiNx、SiOxNy中的一种或两种。
20.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述金属电极的材料选自银、铜、铝中的一种或两种以上。
21.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述隔离区为条状，宽度为10μm-200μm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210600066.9A CN115000189B (zh) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | 一种背接触太阳能电池及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210600066.9A CN115000189B (zh) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | 一种背接触太阳能电池及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115000189A CN115000189A (zh) | 2022-09-02 |
| CN115000189B true CN115000189B (zh) | 2023-12-05 |
Family
ID=83031119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210600066.9A Active CN115000189B (zh) | 2022-05-30 | 2022-05-30 | 一种背接触太阳能电池及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115000189B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115939240A (zh) * | 2022-12-01 | 2023-04-07 | 隆基绿能科技股份有限公司 | 一种背接触电池及其制造方法、光伏组件 |
| CN116314400B (zh) * | 2023-05-23 | 2023-09-26 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | Ibc太阳能电池片、ibc太阳能电池组件和光伏系统 |
| CN116230783B (zh) * | 2023-05-09 | 2023-10-03 | 天合光能股份有限公司 | 太阳能电池、太阳能电池片和光伏组件 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111628049A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-04 | 常州时创能源股份有限公司 | 实现空穴局部钝化接触的方法、晶体硅太阳能电池及其制备方法 |
| CN112310232A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-02-02 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 太阳电池及生产方法、电池组件 |
| CN113707734A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-26 | 上海交通大学 | 具有空穴选择钝化结构的晶硅/钙钛矿叠层太阳电池 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015084896A1 (en) * | 2013-12-02 | 2015-06-11 | Solexel, Inc. | Passivated contacts for back contact back junction solar cells |
| WO2019242761A1 (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 晶澳太阳能有限公司 | 晶体硅太阳能电池及其制备方法、光伏组件 |
-
2022
- 2022-05-30 CN CN202210600066.9A patent/CN115000189B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111628049A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-04 | 常州时创能源股份有限公司 | 实现空穴局部钝化接触的方法、晶体硅太阳能电池及其制备方法 |
| CN112310232A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-02-02 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 太阳电池及生产方法、电池组件 |
| CN113707734A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-26 | 上海交通大学 | 具有空穴选择钝化结构的晶硅/钙钛矿叠层太阳电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115000189A (zh) | 2022-09-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220393042A1 (en) | Solar cell | |
| CN115000189B (zh) | 一种背接触太阳能电池及其制备方法 | |
| US10566484B2 (en) | Solar cell and method for manufacturing the same | |
| US7847180B2 (en) | Nanostructure and photovoltaic cell implementing same | |
| US10854764B2 (en) | Solar cell and method for manufacturing the same | |
| CN110828583B (zh) | 正面局域钝化接触的晶硅太阳电池及其制备方法 | |
| US10424681B2 (en) | Solar cell | |
| KR101768907B1 (ko) | 태양 전지 제조 방법 | |
| CN108352420B (zh) | 光伏器件及其制造方法 | |
| US20130160840A1 (en) | Solar cell | |
| NL2034302B1 (en) | Solar cell and photovoltaic module | |
| US20100212721A1 (en) | Thin film type solar cell and method for manufacturing the same | |
| NL2034299B1 (en) | Solar cell and photovoltaic module | |
| KR20200061479A (ko) | 전하선택 박막을 포함하는 실리콘 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| KR102132741B1 (ko) | 태양 전지 및 이의 제조 방법 | |
| KR101889774B1 (ko) | 태양 전지 | |
| CN114744063B (zh) | 太阳能电池及生产方法、光伏组件 | |
| KR102218629B1 (ko) | 전하선택 박막을 포함하는 실리콘 태양전지 및 이의 제조방법 | |
| CN117766612A (zh) | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 |
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 |