CN115101626A - Topcon太阳能电池背面结构制备方法及电池 - Google Patents
Topcon太阳能电池背面结构制备方法及电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115101626A CN115101626A CN202210759245.7A CN202210759245A CN115101626A CN 115101626 A CN115101626 A CN 115101626A CN 202210759245 A CN202210759245 A CN 202210759245A CN 115101626 A CN115101626 A CN 115101626A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oxide layer
- solar cell
- silicon oxide
- doped nanocrystalline
- silicon substrate
- 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
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 72
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 55
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 55
- 229910021423 nanocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 52
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims abstract description 43
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 29
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000073 phosphorus hydride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract description 6
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 4
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020286 SiOxNy Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005922 Phosphane Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910000064 phosphane Inorganic materials 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
- H01L31/18—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
-
- 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
- H01L31/1804—Processes 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种TOPCON太阳能电池背面结构制备方法及电池，方法包括如下步骤：在硅基体的背面由内向外依次生长隧穿氧化层、掺杂纳米晶氧化硅层、钝化层，再制备背面金属电极，其中，在所述的隧穿氧化层上沉积所述的掺杂纳米晶氧化硅层的步骤为：在反应炉中通入反应气体，反应气体包括磷烷、乙硼烷中的一种以及硅烷、氢气、二氧化碳；待反应结束后，进行退火，完成晶化得到所述的掺杂纳米晶氧化硅层。本发明公开的电池，采用掺杂纳米晶氧化硅层，掺杂纳米晶氧化硅层具有较宽的能带间隙，提高载流子的收集的选择性以及吸收，减少背面光的寄生吸收损失，提高光学性能，增强载流子传输，有效地提高背面钝化质量。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种TOPCON太阳能电池背面结构制备方法及电池。
背景技术
传统的Topcon太阳能电池，在背面采用隧穿氧化层以及多晶硅层的结构进行钝化接触。该结构能够使多数载流子穿透氧化层，且对少数载流子起阻挡作用，从而有效地实现了载流子的选择通过性，极大地降低了电池的表面复合以及金属复合。然而，多晶硅层能带间隙较小，对光具有较强的寄生吸收作用，一定程度上限制了Topcon电池效率进一步的提升。
发明内容
本发明的目的是提供一种TOPCON太阳能电池背面结构制备方法及电池，可减少电池背面光的寄生吸收损失，提高光学性能，增强载流子传输，有效地提高背面钝化质量。
为达到上述目的，本发明采用的一种技术方案是：
一种TOPCON太阳能电池背面结构的制备方法，其包括如下步骤：
在硅基体的背面由内向外依次生长隧穿氧化层、掺杂纳米晶氧化硅层、钝化层，再制备背面金属电极，其中，在所述的隧穿氧化层上沉积所述的掺杂纳米晶氧化硅层的步骤为：在反应炉中通入反应气体，反应气体包括磷烷、乙硼烷中的一种以及硅烷、氢气、二氧化碳；待反应结束后，进行退火，完成晶化得到所述的掺杂纳米晶氧化硅层。
优选地，在反应炉中通入反应气体进行反应的时间为300-700s。
优选地，当所述的硅基体为N型晶体硅，所述的反应气体为磷烷、硅烷、氢气、二氧化碳，所述的硅烷的流量为3.5-4.5sccm，所述的氢气的流量为450-550sccm，所述的二氧化碳的流量为1-3sccm，所述的磷烷的流量为0.07-0.09sccm；
当所述的硅基体为P型晶体硅，所述的反应气体为乙硼烷、硅烷、氢气、二氧化碳，所述的硅烷的流量为8-10sccm，所述的氢气的流量为800-1000sccm，所述的二氧化碳的流量为1-3sccm，所述的乙硼烷的流量为0.008-0.010sccm。
优选地，通过PECVD设备在所述的隧穿氧化层上生长所述的掺杂纳米晶氧化硅层。
优选地，所述的PECVD设备使用的压力为1-2Torr，射频功率为30-70mW/cm2，温度为100-120℃。
优选地，在所述的隧穿氧化层上沉积所述的掺杂纳米晶氧化硅层的步骤中，待反应结束后，在温度850℃-1000℃下进行退火；退火时间为15-30min。
本发明采用的另一种技术方案是：
一种由所述的TOPCON太阳能电池背面结构的制备方法制备得到的TOPCON太阳能电池背面结构，硅基体的背面由内向外依次设置隧穿氧化层、掺杂纳米晶氧化硅层、钝化层、背面金属电极，所述的硅基体为N形硅基体或P形硅基体，所述的隧穿氧化层的材质为二氧化硅，所述的掺杂纳米晶氧化硅层的材质包括掺杂元素、SiOX、纳米晶硅，掺杂元素包括磷或硼。
优选地，所述的掺杂纳米晶氧化硅层的厚度为30-100nm。
优选地，所述的掺杂纳米晶氧化硅层的厚度为30-50nm。
优选地，所述的隧穿氧化层的厚度为1-2nm。
本发明采用的又一种技术方案是：
一种太阳能电池，包括所述的TOPCON太阳能电池背面结构。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明公开的Topcon太阳能电池背面结构，采用掺杂纳米晶氧化硅层，掺杂纳米晶氧化硅层具有较宽的能带间隙，提高载流子的收集的选择性以及吸收，减少背面光的寄生吸收损失，提高光学性能，增强载流子传输，有效地提高背面钝化质量。
本发明公开的Topcon太阳能电池背面结构的制备方法，工艺简单，适于批量生产。
附图说明
附图1为本发明实施例的太阳能电池的结构示意图。
附图标记：1-硅基体，2-隧穿氧化硅层，3-掺杂纳米晶氧化硅层，4-钝化层，5-金属电极。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示的TOPCON太阳能电池背面结构，硅基体1的背面设置有隧穿氧化层2、掺杂纳米晶氧化硅层3、钝化层4、背面金属电极5，其中，隧穿氧化层2、掺杂纳米晶氧化硅层3、钝化层4由内向外依次沉积在硅基体1的背面。
无论硅基体1为N型硅基体1或P型硅基体1，电池背面结构均适用。
隧穿氧化层2的材质为二氧化硅；隧穿氧化层2的厚度为1-2nm。
掺杂纳米晶氧化硅层3的材质为包括掺杂元素、SiOX、纳米晶硅。纳米晶氧化硅定义：由自镶嵌在氧化硅基质中的纳米硅晶粒或者纳米硅原子团构成，其本质是氧化硅。掺杂纳米晶氧化硅层3具有较宽的能带间隙，因为其内部嵌入了纳米硅晶粒，可以在较宽的范围内调节光学以及电学性能，减少了寄生吸收。
若为N型硅基体1，纳米晶氧化硅层掺杂磷后，也是N型，因为浓度比硅片的高，相当于是N+层，形成了浓度差，也就形成了N+/N的高低场，阻止了少数载流子运动到表面，形成了选择性钝化接触。
传统的多晶硅定义：熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就形成了多晶硅，其本质是硅。
在一些实施例方式中，掺杂纳米晶氧化硅层3的厚度为30-100nm，以30-50nm为最优，在这个优选范围内的制备得到的太阳能电池体现出高的寿命以及低的饱和电流密度。
钝化层4的材质为氮化硅。金属电极5可为银电极。
以下的实施例1与实施例2分别在N型硅基体1、P型硅基体1上进行沉积背面结构。
实施例1
本实施例的TOPCON太阳能电池背面结构，硅基体1的背面设置有隧穿氧化层2、掺杂纳米晶氧化硅层3、钝化层4、背面金属电极5，其中，隧穿氧化层2、掺杂纳米晶氧化硅层3、钝化层4由内向外依次沉积在硅基体1的背面，硅基体1为N型。
隧穿氧化层2的材质为二氧化硅。掺杂纳米晶氧化硅层3的材质包括掺杂元素磷和SiOX。钝化层4的材质为SiNx层。金属电极5可为银电极。
实施例2
本实施例的TOPCON太阳能电池背面结构，硅基体1的背面设置有隧穿氧化层2、掺杂纳米晶氧化硅层3、钝化层4、背面金属电极5，其中，隧穿氧化层2、掺杂纳米晶氧化硅层3、钝化层4由内向外依次沉积在硅基体1的背面，硅基体1为P型。
隧穿氧化层2的材质为二氧化硅。掺杂纳米晶氧化硅层3的材质包括掺杂元素硼和SiOX。钝化层4的材质为Al2O3以及SiNx、SiOxNy、SiOx中的一种或多种构成的介质层。金属电极5可为银电极。
关于实施例1和实施例2的TOPCON太阳能电池背面结构的制备方法如下：
一种基于实施例1中的TOPCON太阳能电池背面结构的制备步骤如下：
1)将硅基体1表面清洗，硅基体1为N型晶体硅，将N型硅基体1依次进行去损伤、制绒、清洗、背抛光处理：碱溶液去除机械损伤层和油污后，进行常规制绒清洗；之后对N型硅基体1背面进行热碱抛光处理。
2)在硅基体1的背面生长隧穿氧化层2，具体地，将硅基体1放入管式炉中，通入氧气和氮气，调节炉内温度为550-650℃，通入的氧气流量为8-15L/min，时间为25-35min，反应结束，在硅基体1的背面生长隧穿氧化层2，隧穿氧化层2的材质为二氧化硅，隧穿氧化层2的厚度为1-2nm。
3)将硅基体1放入PECVD设备中，通入硅烷、氢气、二氧化碳、磷烷作为反应气体，待反应结束后，进行退火，完成晶化在隧穿氧化层2的表面形成磷掺杂纳米晶氧化硅层3(n-nc-SiOx)。
该步骤中涉及的具体的工艺参数为：硅烷的流量为3.5-4.5sccm，氢气的流量为450-550sccm，二氧化碳的流量为1-3sccm，磷烷的流量为0.07-0.09sccm；在反应炉中通入硅烷、氢气、二氧化碳、磷烷进行反应的时间为300-700s。
该步骤通过PECVD设备在隧穿氧化层2上生长掺杂纳米晶氧化硅层3，PECVD设备使用的压力为1.5Torr，射频功率为30-60mW/cm2，温度为100-120℃。
该步骤中，待反应结束后，在温度850℃-1000℃下进行退火；退火时间为15-30min。
相比于制备传统的多晶硅层，制备掺杂纳米晶氧化硅层3时需要额外通入二氧化碳(CO2)气体作为反应源，以形成SiOx。掺杂纳米晶氧化硅层3具有高电导率特性，应用于Topcon电池中，可以有效提升背面的钝化性能。
4)在掺杂纳米晶氧化硅层3上沉积钝化层4，可以通过PECVD的设备完成。钝化层4的材质为氮化硅。
5)通过丝网印刷的方式印刷金属电极5。
一种基于实施例2中的TOPCON太阳能电池背面结构的制备步骤如下：
1)将硅基体1表面清洗，硅基体1为P型晶体硅，将N型硅基体1依次进行去损伤、制绒、清洗、背抛光处理：碱溶液去除机械损伤层和油污后，进行常规制绒清洗；之后对N型硅基体1背面进行热碱抛光处理。
2)在硅基体1的背面生长隧穿氧化层2，具体地，将硅基体1放入管式炉中，通入氧气和氮气，调节炉内温度为550-650℃，通入的氧气流量为8-15L/min，时间为25-35min，反应结束在硅基体1的背面生长隧穿氧化层2，隧穿氧化层2的材质为二氧化硅，隧穿氧化层2的厚度为1-2nm。
3)将硅基体1放入PECVD设备中，通入反应气体乙硼烷、硅烷、氢气、二氧化碳，待反应结束后，进行退火，完成晶化在隧穿氧化层2的表面形成硼掺杂纳米晶氧化硅层3(p-nc-SiOx)。
该步骤中涉及的具体的工艺参数为：硅烷的流量为8-10sccm，氢气的流量为800-1000sccm，二氧化碳的流量为1-3sccm，乙硼烷的流量为0.008-0.010sccm；在反应炉中通入乙硼烷、硅烷、氢气、二氧化碳进行反应的时间为300-700s。
该步骤通过PECVD设备在隧穿氧化层2上生长掺杂纳米晶氧化硅层3，PECVD设备使用的压力为1.5Torr，射频功率为40-70mW/cm2，温度为100-120℃。
该步骤中，待反应结束后，在温度850℃-1000℃下进行退火；退火时间为15-30min。
4)在掺杂纳米晶氧化硅层3上沉积钝化层4，可以通过PECVD的设备完成。钝化层4的材质为Al2O3以及SiNx、SiOxNy、SiOx中的一种或多种构成的介质层。
5)通过丝网印刷的方式印刷金属电极5。
以实施例1的N型硅基体1为例，设置试验1、2、3，并设置对比例1、2、3。
试验1、2、3的不同点在于：试验1中掺杂纳米晶氧化硅层3的厚度为50nm，试验2中掺杂纳米晶氧化硅层3的厚度为30nm，试验3中掺杂纳米晶氧化硅层3的厚度为100nm。
试验1、2、3的中隧穿氧化层2的厚度均为1.5nm。
对比例1
TOPCON太阳能电池的硅基体1的背面设置有隧穿氧化层2、多晶硅层、钝化层4、背面金属电极5，其中，隧穿氧化层2的厚度为1.5nm，多晶硅层的厚度为50nm。
表1试验1与对比例1的TOPCON太阳能电池的性能参数
对比例2
TOPCON太阳能电池的硅基体1的背面设置有隧穿氧化层2、多晶硅层、钝化层4、背面金属电极5，其中，隧穿氧化层2的厚度为1.5nm，多晶硅层的厚度为30nm。
表2试验2与对比例1的TOPCON太阳能电池的性能参数
对比例3
TOPCON太阳能电池的硅基体1的背面设置有隧穿氧化层2、多晶硅层、钝化层4、背面金属电极5，其中，隧穿氧化层2的厚度为1.5nm，多晶硅层的厚度为100nm。
表3试验1与对比例1的TOPCON太阳能电池的性能参数
通过试验1与对比例1相比，试验1与对比例2相比，试验3与对比例3相比可得，实施例1的试验1、试验2、试验3具有掺杂纳米晶氧化硅层3的Topcon太阳能电池的Lifetime和iVoc提升，J0降低，由此此表明具有掺杂纳米晶氧化硅层3的Topcon太阳能电池明显提高背面钝化质量，最终提升电池效率，电池效率可大于等于25％。另外，在试验1、2、3之间，试验1的Topcon太阳能电池的Lifetime和iVoc较高，J0较低，相比100nm的掺杂纳米晶氧化硅层3，厚度较小的太阳能电池体现出高的寿命以及低的饱和电流密度。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种TOPCON太阳能电池背面结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在硅基体的背面由内向外依次生长隧穿氧化层、掺杂纳米晶氧化硅层、钝化层，再制备背面金属电极，其中，在所述的隧穿氧化层上沉积所述的掺杂纳米晶氧化硅层的步骤为：在反应炉中通入反应气体，反应气体包括磷烷、乙硼烷中的一种以及硅烷、氢气、二氧化碳，待反应结束后，进行退火，完成晶化得到所述的掺杂纳米晶氧化硅层。
2.根据权利要求1所述的TOPCON太阳能电池背面结构的制备方法，其特征在于，在反应炉中通入反应气体进行反应的时间为300-700s。
3.根据权利要求1所述的TOPCON太阳能电池背面结构的制备方法，其特征在于，当所述的硅基体为N型晶体硅，所述的反应气体为磷烷、硅烷、氢气、二氧化碳，所述的硅烷的流量为3.5-4.5sccm，所述的氢气的流量为450-550sccm，所述的二氧化碳的流量为1-3sccm，所述的磷烷的流量为0.07-0.09sccm；
当所述的硅基体为P型晶体硅，所述的反应气体为乙硼烷、硅烷、氢气、二氧化碳，所述的硅烷的流量为8-10sccm，所述的氢气的流量为800-1000sccm，所述的二氧化碳的流量为1-3sccm，所述的乙硼烷的流量为0.008-0.010sccm。
4.根据权利要求1所述的TOPCON太阳能电池背面结构的制备方法，其特征在于，通过PECVD设备在所述的隧穿氧化层上生长所述的掺杂纳米晶氧化硅层。
5.根据权利要求4所述的TOPCON太阳能电池背面结构的制备方法，其特征在于，所述的PECVD设备使用的压力为1-2Torr，射频功率为30-70mW/cm2，温度为100-120℃。
6.根据权利要求1所述的TOPCON太阳能电池背面结构的制备方法，其特征在于，在所述的隧穿氧化层上沉积所述的掺杂纳米晶氧化硅层的步骤中，待反应结束后，在温度850℃-1000℃下进行退火；退火时间为15-30min。
7.一种由权利要求1至6任意一项所述的TOPCON太阳能电池背面结构的制备方法制备得到的TOPCON太阳能电池背面结构，其特征在于，硅基体的背面由内向外依次设置隧穿氧化层、掺杂纳米晶氧化硅层、钝化层、背面金属电极，所述的硅基体为N形硅基体或P形硅基体，所述的隧穿氧化层的材质为二氧化硅，所述的掺杂纳米晶氧化硅层的材质包括掺杂元素、SiOX、纳米晶硅，掺杂元素包括磷或硼。
8.根据权利要求7所述的TOPCON太阳能电池背面结构，其特征在于，所述的掺杂纳米晶氧化硅层的厚度为30-100nm。
9.根据权利要求8所述的TOPCON太阳能电池背面结构，其特征在于，所述的掺杂纳米晶氧化硅层的厚度为30-50nm。
10.一种太阳能电池，其特征在于：包括权利要求7-9中任意一项所述的TOPCON太阳能电池背面结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210759245.7A CN115101626A (zh) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | Topcon太阳能电池背面结构制备方法及电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210759245.7A CN115101626A (zh) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | Topcon太阳能电池背面结构制备方法及电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115101626A true CN115101626A (zh) | 2022-09-23 |
Family
ID=83294703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210759245.7A Pending CN115101626A (zh) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | Topcon太阳能电池背面结构制备方法及电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115101626A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102916060A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-06 | 南开大学 | 一种硅基薄膜太阳电池及其制备方法 |
| CN110112226A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-08-09 | 浙江师范大学 | 一种新型全钝化接触晶体硅太阳能电池及其制备方法 |
| CN113314630A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-27 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种含硅氧纳米晶层的多晶硅薄膜及其制备方法和应用 |
| CN113488555A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-08 | 安徽华晟新能源科技有限公司 | 异质结电池及制备方法、太阳能电池组件 |
| CN114649425A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-06-21 | 正泰新能科技有限公司 | 一种TopCon晶硅太阳能电池及其制备方法 |
-
2022
- 2022-06-29 CN CN202210759245.7A patent/CN115101626A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102916060A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-06 | 南开大学 | 一种硅基薄膜太阳电池及其制备方法 |
| CN110112226A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-08-09 | 浙江师范大学 | 一种新型全钝化接触晶体硅太阳能电池及其制备方法 |
| CN113314630A (zh) * | 2021-04-21 | 2021-08-27 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种含硅氧纳米晶层的多晶硅薄膜及其制备方法和应用 |
| CN113488555A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-10-08 | 安徽华晟新能源科技有限公司 | 异质结电池及制备方法、太阳能电池组件 |
| CN114649425A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-06-21 | 正泰新能科技有限公司 | 一种TopCon晶硅太阳能电池及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112420881B (zh) | TOPCon电池中氧化硅和掺杂非晶硅膜层的制备方法 | |
| CN108963005B (zh) | 一种新型复合结构全背面异质结太阳电池及制备方法 | |
| CN111106183A (zh) | 利用管式pecvd制备背面全钝化接触太阳电池的方法及背面全钝化接触太阳电池 | |
| CN112736151B (zh) | 基于宽带隙窗口层的背结硅异质结太阳电池 | |
| CN112531052B (zh) | 异质结电池结构及其制备方法 | |
| CN112599636B (zh) | 一种晶体硅太阳能电池的制备方法及晶体硅太阳能电池 | |
| CN115692545A (zh) | 一种提升PECVD路线N型TOPCon电池多晶硅活性磷掺杂浓度的方法 | |
| CN114335237A (zh) | 一种晶体硅太阳能电池的制备方法及晶体硅太阳能电池 | |
| CN111509054A (zh) | 一种topcon钝化结构及其制备方法 | |
| CN114005907A (zh) | 一种Topcon电池的制造方法 | |
| CN116666479B (zh) | 一种双面发电的高效选择性发射极晶硅电池及其制备方法 | |
| CN117457777A (zh) | 一种太阳能电池及其制备方法与应用 | |
| CN115101626A (zh) | Topcon太阳能电池背面结构制备方法及电池 | |
| CN115332392A (zh) | 一种p型钝化接触太阳能电池的制备方法 | |
| CN115224159A (zh) | 一种高效TOPCon太阳电池及其制备方法 | |
| CN114725239A (zh) | 一种异质结电池的制备方法 | |
| CN219267664U (zh) | 一种异质结太阳能电池组件 | |
| CN104600137A (zh) | 体钝化的晶体硅太阳能电池及其体钝化方法 | |
| CN117153950B (zh) | 一种低温硼激活方法 | |
| CN219917189U (zh) | 一种TOPCon太阳能电池 | |
| CN216902959U (zh) | TOPCon太阳能电池片的背面结构及TOPCon太阳能电池片 | |
| CN118431342A (zh) | Topcon电池及其制备方法 | |
| CN114203832B (zh) | 具有钝化接触层并叠加复合钝化层的铸造单晶硅钝化结构 | |
| CN118156361A (zh) | 一种增强背面钝化的n型电池的制备方法 | |
| CN103107227B (zh) | 非晶硅薄膜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 |