CN115000247B - 内部钝化的背接触perc电池片的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法，内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法包括以下步骤：在单晶硅片的向光面沉积第一钝化层；在单晶硅片的背光面进行磷和硼的扩散，形成多个交替的P区和N区；在P区和N区上沉积掩膜，在任意P区和N区之间使用激光划刻得到隔离槽，隔离槽贯穿单晶硅片；在隔离槽内沉积钝化材料，得到隔离层；去除掩膜，在P区和N区上沉积第二钝化层；在第二钝化层上使用激光划刻得到多个激光浅槽，激光浅槽贯穿第二钝化层且至少部分位于N区发射极/P区发射极，至少部分激光浅槽内印刷电极。本发明提供的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法具有P区和N区的有效面积大，电池效率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及背接触电池片技术领域，具体涉及一种内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法。
背景技术
背接触太阳电池，是将电池的P区及N区均设置在电池背面，避免栅线对电池正面产生遮挡，是一种高效的太阳电池。目前内部钝化的背接触PERC（Passivated EmitterRear Cell，发射极及背面钝化）电池面临以下问题：P区与N区隔离距离的设置会对电池效率产生影响。研究表明，P区与N区的间隙电流密度极高，电流在P区与N区的分布不均匀，越靠P区与N区的中心电流密度越低。基于此，一般P区与N区之间的隔离区距离：10-50µm，因为P区与N区的间隙过小，电池则有可能被击穿短路；P区与N区的间隙过大，则会影响P区及N区的面积，影响电池效率。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的实施例提出一种内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法，该内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法具有P区和N区的有效面积大，电池效率高的优点。
根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法包括以下步骤：
在单晶硅片的向光面沉积第一钝化层；
在单晶硅片的背光面进行磷和硼的扩散，形成多个交替的P区和N区；
在所有P区和N区上沉积掩膜；
在任意P区和N区之间使用激光划刻得到隔离槽，隔离槽贯穿单晶硅片；
在隔离槽内沉积钝化材料，得到隔离层；
去除掩膜，在P区和N区上沉积第二钝化层；
在第二钝化层上使用激光划刻得到多个激光浅槽，激光浅槽贯穿第二钝化层且至少部分位于N区发射极/P区发射极，在至少部分激光浅槽内印刷电极。
根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法，通过在P区和N区之间使用激光划刻成型隔离槽，在避免电池被击穿短路的基础上，隔离槽的宽度可以被设置地更小，以便于成型于隔离槽并将P区和N区间隔开的隔离层的宽度更小，如可以限定在纳米级宽度，由此使得P区和N区的有效面积更大，电池效率更高。
在一些实施例中，所述隔离槽将N区和P区间隔开，隔离层将N区和P区隔离开，或者，第二钝化层的至少部分位于隔离槽内并将N区和P区隔离开。
在一些实施例中，所述隔离槽的宽度D为：D＞10nm。
在一些实施例中，每个所述激光浅槽内均印刷所述电极。
在一些实施例中，在所述单晶硅片的厚度方向，所述电极的投影形状与相应所述激光浅槽的投影形状相同并重合。
在一些实施例中，所述隔离槽的宽度D为：0＜D≤10nm。
在一些实施例中，多个所述激光浅槽中的部分与隔离槽一一对应并相互连通。
在一些实施例中，电极印刷于不与隔离槽对应并相互连通的激光浅槽内。
在一些实施例中，所述隔离层由氧化铝、氮化硅和本征非晶硅中的至少一者构成。
附图说明
图1是根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法的步骤a。
图2是根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法的步骤b。
图3是根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法的步骤c。
图4是根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法的步骤d。
图5是根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法的步骤e。
图6是根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法的步骤f。
图7是根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的示意图。
图8是根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的另一示意图。
附图标记：
1、单晶硅片；2、第一钝化层；3、第二钝化层；4、N区；5、P区；6、隔离层；7、隔离槽；8、激光浅槽；9、掩膜。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合图1-图8描述根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法。
根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法包括以下步骤：
如图1所示，在单晶硅片1的向光面沉积第一钝化层2。
如图2所示，在单晶硅片1的背光面进行磷和硼的扩散，形成多个交替的P区5和N区4。
如图3和图4所示，在所有P区5和N区4上沉积掩膜9，在任意P区5和N区4之间使用激光划刻得到隔离槽7，隔离槽7贯穿单晶硅片1。
如图5所示，在隔离槽7内沉积钝化材料，得到隔离层6。需要说明地，也可以在加工隔离槽7之前沉积掩膜9。
如图6所示，去除掩膜9，在P区5和N区4上沉积第二钝化层3。
如图7和图8所示，在第二钝化层3上使用激光划刻得到多个激光浅槽8，激光浅槽8贯穿第二钝化层3且至少部分位于N区4发射极/P区5发射极，在至少部分激光浅槽8内印刷电极。
根据本发明实施例的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法，通过在P区5和N区4之间使用激光划刻成型隔离槽7，在避免电池被击穿短路的基础上，隔离槽7的宽度可以被设置地更小，以便于成型于隔离槽7并将P区5和N区4间隔开的隔离层6的宽度更小，如可以限定在纳米级宽度，由此使得P区5和N区4的有效面积更大，电池效率更高。
在一些实施例中，如图4所示，隔离槽7将N区4和P区5间隔开，此时，如图6所示，第二钝化层3的至少部分位于隔离槽7内并将N区4和P区5隔离开。
或者，隔离层6也可以充满隔离槽7以将N区4和P区5隔离开。
隔离层6和第二钝化层3均能够将N区4和P区5分隔开，以有效避免电池被击穿短路。
在一些实施例中，隔离槽7的宽度D为：D＞10nm。此时，设置于隔离槽7并位于N区4和P区5之间的隔离层6或第二钝化层3即可实现对N区4和P区5的有效分隔。
在一些实施例中，如图7所示，激光浅槽8与隔离槽7间隔布置，每个激光浅槽8内均印刷电极。即激光浅槽8只用于印刷电极，不需要再在N区4和P区5之间加工出避免两者击穿短路的间隔。
在一些实施例中，如图7和图8所示，多个激光浅槽8等间隔布置。由此保证印刷于内部钝化的背接触PERC电池片背光侧的电极均匀分布，进而保证内部钝化的背接触PERC电池片的工作效率。
在一些实施例中，在单晶硅片1的厚度方向，电极的投影形状与相应激光浅槽8的投影形状相同并重合。即每个激光浅槽8均用于印刷电极，且只用于印刷电极。
在一些实施例中，如图8所示，隔离槽7的宽度D也可以为：0＜D≤10nm。多个激光浅槽8中的部分与隔离槽7一一对应并相互连通，激光浅槽8将N区4和P区5之间的间隙d大于10nm。
即与隔离槽7对应的激光浅槽8进一步扩宽了N区4和P区5之间的间隙，由此避免N区4和P区5击穿短路，同样能够保证内部钝化的背接触PERC电池片的工作性能。
需要说明地，激光浅槽8的宽度可以大于隔离槽7的宽度，激光浅槽8在隔离槽7的基础上加工成型。或者，激光浅槽8的宽度不受限制，激光浅槽8与相应隔离槽7在宽度方向排列和连通。
在一些实施例中，电极印刷于不与隔离槽7对应并相互连通的激光浅槽8内。
即与隔离槽7连通的激光浅槽8不需要印刷电极，只用于增大P区5和N区4之间的宽度，以避免电池被击穿短路。
在一些实施例中，隔离层6由氧化铝、氮化硅和本征非晶硅中的至少一者构成。
具体地，隔离层6可以由本征非晶硅构成，由此在其宽度大于10nm即可有效实现对N区4和P区5的隔绝，由此使得P区5和N区4的有效面积更大，电池效率更高。
在一些实施例中，第二钝化层3由沉积在N区4和P区5上的氧化铝和氮化硅构成。具体地，氧化铝和氮化硅依次沉积在N区4和P区5上，氮化硅成型外覆钝化层，以保证钝化性能。
需要说明地，第一钝化层2为氮化硅+钝化层。
在一些实施例中，单晶硅片1为N型单晶硅片1，P区5面积大于N区4面积。由此成型的内部钝化的背接触PERC电池片的发电效率更高。
需要说明地是，单晶硅片1也可以为P型单晶硅片1，如果是单晶硅片1，则P区5及N区4的设置与N型单晶硅片1相反。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征 “上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
在单晶硅片的向光面沉积第一钝化层；
在单晶硅片的背光面进行磷和硼的扩散，形成多个交替的P区和N区；
在所有P区和N区上沉积掩膜；
在任意P区和N区之间使用激光划刻得到隔离槽，隔离槽贯穿单晶硅片；
在隔离槽内沉积钝化材料，得到隔离层；
去除掩膜，在P区和N区上沉积第二钝化层；
在第二钝化层上使用激光划刻得到多个激光浅槽，激光浅槽贯穿第二钝化层且至少部分位于N区发射极/P区发射极，在至少部分激光浅槽内印刷电极；
所述隔离槽将N区和P区间隔开，隔离层将N区和P区隔离开，或者，第二钝化层的至少部分位于隔离槽内并将N区和P区隔离开；
所述隔离槽的宽度D为：0＜D≤10nm。
2.根据权利要求1所述的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法，其特征在于，多个所述激光浅槽中的部分与隔离槽一一对应并相互连通。
3.根据权利要求2所述的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法，其特征在于，电极印刷于不与隔离槽对应并相互连通的激光浅槽内。
4.根据权利要求1所述的内部钝化的背接触PERC电池片的制作方法，其特征在于，所述隔离层由氧化铝、氮化硅和本征非晶硅中的至少一者构成。
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