CN115832109A - 一种太阳电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种太阳电池及其制备方法，属于太阳电池技术领域。太阳电池的制备方法包括采用气相沉积法在硅片的正面形成P型掺杂层，沉积温度为400℃～600℃。本申请的太阳电池的制备方法采用气相沉积原位掺杂的方式在硅片的正面形成P型掺杂层，且由于沉积温度仅为400℃～600℃，省去了高温掺杂的工艺，一方面可以降低载流子复合速率，饱和电流密度(J0)降低至13fA/cm2～15fA/cm2，另一方面可以降低高温形成的热缺陷，同心圆缺陷比例下降至0.5％以内，从而提高工业化生产的良率水平。
Description
技术领域
本申请涉及太阳电池技术领域，具体而言，涉及一种太阳电池及其制备方法。
背景技术
在晶体硅太阳能电池中，金属与半导体接触区域严重复合，导致载流子复合速率较大，饱和电流密度(J0)偏高，成为制约晶体硅太阳能电池效率发展的重要因素。钝化接触电池具有更加高的效率极限，最接近晶体硅太阳能电池理论极限效率为28.7％。隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact，TOPCon)电池背面采用隧穿氧化层和n+-poly-Si进行钝化接触，可以大大降低复合速率。
现有的TOPCon太阳能电池背面钝化已经做的较好，提效空间不大，但是正面钝化仅仅采用氧化铝钝化，还有进一步提升钝化性能的空间。同时正面仍旧采用传统1050℃的高温硼扩散工艺形成P型掺杂层，高温引入了缺陷，导致同心圆缺陷比例较高。
发明内容
本申请实施例提供了一种太阳电池及其制备方法，其能够降低载流子复合速率，并降低同心圆缺陷的比例。
在第一方面，本申请示例提供了一种太阳电池的制备方法，其包括：提供硅片，先在硅片的正面和背面分别形成P型掺杂层和N型掺杂层，再在P型掺杂层和N型掺杂层表面分别形成第一氧化铝钝化层和第二氧化铝钝化层，然后在第一氧化铝钝化层和第二氧化铝钝化层表面分别形成第一氮化硅减反射层和第二氮化硅减反射层，最后经丝网印刷形成电极。其中，P型掺杂层通过气相沉积法沉积得到，沉积温度为400℃～600℃。
在上述技术方案中，本申请的太阳电池的制备方法采用气相沉积原位掺杂的方式在硅片的正面形成P型掺杂层，且由于沉积温度仅为400℃～600℃，省去了高温掺杂的工艺，一方面可以降低载流子复合速率，饱和电流密度(J0)降低至13fA/cm2～15fA/cm2，另一方面可以降低高温形成的热缺陷，同心圆缺陷比例下降至0.5％以内，从而提高工业化生产的良率水平。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，上述P型掺杂层为硼掺杂非晶硅层，沉积形成硼掺杂非晶硅层的气体氛围包括SiH4、BH3和载气。可选地，SiH4、BH3和载气的体积比为1:4:4～1:6:6。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，上述P型掺杂层的厚度为400nm～600nm。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，在形成P型掺杂层前，先在硅片的正面形成第一隧穿氧化层，再在第一隧穿氧化层表面形成P型掺杂层。可选地，采用气相沉积法在硅片的正面形成第一隧穿氧化层。可选地，沉积温度为300℃～500℃。可选地，第一隧穿氧化层为SiO2层，形成第一隧穿氧化层的气体氛围包括N2O。可选地，第一隧穿氧化层的厚度为2nm～4nm。
在上述示例中，先在硅片的正面形成第一隧穿氧化层，再在第一隧穿氧化层表面形成P型掺杂层，有利于P型掺杂层在沉积时均匀分布。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，在形成P型掺杂层后，在P型掺杂层的表面形成第一掩膜层。可选地，采用气相沉积法在P型掺杂层的表面形成第一掩膜层。可选地，沉积温度为400℃～600℃。可选地，第一掩膜层为SiO2层，形成第一掩膜层的气体氛围包括SiH4和N2O，且SiH4和N2O的体积比为1:6～1:10。可选地，第一掩膜层的厚度为10nm～40nm。
在上述示例中，第一掩膜层用于保护P型掺杂层在去绕镀清洗时不被破坏。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，N型掺杂层通过气相沉积法沉积得到，沉积温度为350℃～450℃。可选地，N型掺杂层为磷掺杂非晶硅层，沉积形成磷掺杂非晶硅层的气体氛围包括SiH4、PH3和载气。可选地，SiH4、PH3和载气的体积比为1:2:4～1:3:6。可选地，N型掺杂层的厚度为80nm～150nm。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，在形成N型掺杂层前，先在硅片的背面形成第二隧穿氧化层，再在第二隧穿氧化层表面形成N型掺杂层。可选地，采用气相沉积法在硅片的背面形成第二隧穿氧化层。可选地，沉积温度为300℃～400℃。可选地，第二隧穿氧化层为SiO2层，形成第二隧穿氧化层的气体氛围包括N2O。可选地，第二隧穿氧化层的厚度为1nm～2nm。
在上述示例中，先在硅片的正面形成第二隧穿氧化层，再在第二隧穿氧化层表面形成N型掺杂层，有利于N型掺杂层在沉积时均匀分布。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，在形成N型掺杂层后，在N型掺杂层的表面形成第二掩膜层。可选地，采用气相沉积法在N型掺杂层的表面形成第二掩膜层。可选地，沉积温度为350℃～450℃。可选地，第二掩膜层为SiO2层，形成第二掩膜层的气体氛围包括SiH4和N2O，且SiH4和N2O的体积比为1:6～1:10。可选地，第二掩膜层的厚度为10nm～40nm。
在上述示例中，第二掩膜层用于保护N型掺杂层在去绕镀清洗时不被破坏。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，在采用气相沉积法在硅片的正面和背面分别形成P型掺杂层和N型掺杂层后，进行退火处理，退火处理的温度为900℃～1000℃。可选地，退火处理的时间为40min～60min。可选地，退火处理的气体氛围为氮气或氧气。
在上述示例中，本申请的太阳电池的制备方法在分别形成P型掺杂层和N型掺杂层后，再进行退火处理，P型掺杂层和N型掺杂层能够同时完成晶体结构转变，P型掺杂层和N型掺杂层分别转变形成为p+-poly-Si和n+-poly-Si，不仅可以节省能耗，并且电池片仅经过一次退火处理，基本不会增加高温形成的热缺陷。
在第二方面，本申请示例提供了一种太阳电池，其根据上述的太阳电池的制备方法制得。
在上述技术方案中，本申请的太阳电池具有较低的饱和电流密度(J0)为13fA/cm2～15fA/cm2，以及较低的同心圆缺陷比例为0.5％以内。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请现有的太阳电池的结构示意图；
图2为本申请实施例的太阳电池的结构示意图；
图3为第一种典型同心圆缺陷的EL图像；
图4为第二种典型同心圆缺陷的EL图像。
图标：10-太阳电池；111-正面绒面结构；112-第一氮化硅减反射层；113-第一氧化铝钝化层；114-P型掺杂层；115-第一隧穿氧化层；116-硅层；117-第二隧穿氧化层；118-N型掺杂层；119-第二氧化铝钝化层；120-第二氮化硅减反射层；121-正面电极；122-背面电极。
具体实施方式
请参阅图1，太阳电池10从正面到背面依次为正面绒面结构111、第一氮化硅减反射层112、第一氧化铝钝化层113、P型掺杂层114、硅层116、第二隧穿氧化层117、N型掺杂层118、第二氧化铝钝化层119和第二氮化硅减反射层120，正面电极121和背面电极122分别设置于太阳电池的正面和背面。
本发明人注意到，现有的TOPCon太阳能电池背面钝化已经做的较好，提效空间不大，但是正面钝化仅仅采用氧化铝钝化，还有进一步提升钝化性能的空间。同时正面仍旧采用传统1050℃的高温硼扩散工艺形成P型掺杂层，高温引入了缺陷，导致同心圆缺陷比例较高。
基于以上考虑，为了降低载流子复合速率，并降低同心圆缺陷的比例，申请人经过深入研究，设计了一种太阳电池的制备方法，采用气相沉积原位掺杂的方式在硅片的正面形成P型掺杂层，且由于沉积温度仅为400℃～600℃，省去了高温掺杂的工艺，一方面可以降低载流子复合速率，饱和电流密度(J0)降低至13fA/cm2～15fA/cm2，另一方面可以降低高温形成的热缺陷，同心圆缺陷比例下降至0.5％以内，从而提高工业化生产的良率水平。
以下针对本申请实施例的一种太阳电池及其制备方法进行具体说明：
本申请提供一种太阳电池的制备方法，其包括以下步骤：
S1、制绒；
提供N型硅片，先采用包括2wt％双氧水和0.3wt％碱的混合溶液清洗硅片表面的油污，然后采用1wt％的碱溶液进行制绒，配备有辅助的制绒添加剂，减缓反应速率，在硅片表面形成金字塔的正面绒面结构，起到减反射的限光作用。
S2、形成正面的第一隧穿氧化层、P型掺杂层和第一掩膜层；
采用等离子体增强化学的气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，PECVD)依次在硅片的正面形成第一隧穿氧化层、P型掺杂层和第一掩膜层。
先在硅片的正面形成第一隧穿氧化层，再在第一隧穿氧化层表面形成P型掺杂层，有利于P型掺杂层在沉积时均匀分布。第一掩膜层用于保护P型掺杂层在去绕镀清洗时不被破坏。
可选地，三层膜在一根炉管内不破坏真空下，实现薄膜沉积。
第一隧穿氧化层通过以下方法形成：
采用等离子体增强化学的气相沉积法，通入N2O，N2O在射频电场作用下电离成氧原子氧化硅片表面，形成SiO2层，得到第一隧穿氧化层。
可选地，第一隧穿氧化层的厚度为2nm～4nm。
可选地，N2O的通入流量为8000sccm～14000sccm。
可选地，沉积温度为300℃～500℃。
可选地，沉积压强为100Pa～150Pa。
P型掺杂层通过以下方法形成：
采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入SiH4、BH3和载气，在第一隧穿氧化层表面沉积形成硼掺杂非晶硅层，得到P型掺杂层。
SiH4、BH3作为沉积气体，载气作为载气，在200kHz-400kHz的方波或者正余弦波电源作用下电离形成等离子体，制备硼掺杂非晶硅层。
可选地，P型掺杂层的厚度为400nm～600nm。
作为示例，P型掺杂层的厚度可以为400nm、410nm、420nm、430nm、440nm、450nm、460nm、470nm、480nm、490nm、500nm、510nm、520nm、530nm、540nm、550nm、560nm、570nm、580nm、590nm或600nm。
可选地，SiH4、BH3和载气的体积比为1:4:4～1:6:6。
作为示例，SiH4、BH3和载气的体积比为可以为1:4:4、1:5:5、1:4:5、1:5:4、1:4:6、1:6:4、1:5:6、1:6:5或1:6:6。
可选地，SiH4的通入流量为2000sccm～5000sccm。
可选地，载气为Ar或H2。
氩气和氢气的电离能小，易于启辉，使得通入的反应气体SiH4和BH3更容易电离。
可选地，载气为Ar。
沉积温度为400℃～600℃。
作为示例，沉积温度可以为400℃、410℃、420℃、430℃、440℃、450℃、460℃、470℃、480℃、490℃、500℃、510℃、520℃、530℃、540℃、550℃、560℃、570℃、580℃、590℃或600℃。
第一掩膜层通过以下方法形成：
采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入SiH4和N2O，在P型掺杂层表面沉积形成沉积SiO2层，得到第一掩膜层。
可选地，第一掩膜层的厚度为10nm～40nm。
可选地，SiH4和N2O的体积比为1:6～1:10。
可选地，SiH4的通入流量为1000sccm～4000sccm。
可选地，沉积温度为400℃～600℃。
需要说明的是，第一隧穿氧化层和第一掩膜层也可以采用除了PECVD以外的其他方法形成，本申请并不限定。
S3、碱抛；
先采用链式HF机去除硅片的背面绕度的第一掩膜层，HF的体积百分比为40％～80％，再通过机械手转入槽式碱抛机，采用2wt％的碱溶液和碱抛添加剂去除硅片背面的绒面结构和边缘p-n结，同时在硅片背面形成0.3μm～1μm的小绒面结构。
S4、形成背面的第二隧穿氧化层、N型掺杂层和第二掩膜层；
采用等离子体增强化学的气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，PECVD)依次在硅片的背面形成第二隧穿氧化层、N型掺杂层和第二掩膜层。
先在硅片的背面形成第二隧穿氧化层，再在第二隧穿氧化层表面形成N型掺杂层，有利于N型掺杂层在沉积时均匀分布。第二掩膜层用于保护N型掺杂层在去绕镀清洗时不被破坏。
可选地，三层膜在一根炉管内不破坏真空下，实现薄膜沉积。
第二隧穿氧化层通过以下方法形成：
采用等离子体增强化学的气相沉积法，通入N2O，N2O在射频电场作用下电离成氧原子氧化硅片表面，形成SiO2层，得到第二隧穿氧化层。
可选地，第二隧穿氧化层的厚度为1nm～2nm。
可选地，N2O的通入流量为6000sccm～12000sccm。
可选地，沉积温度为300℃～400℃。
可选地，沉积压强为100Pa～150Pa。
N型掺杂层通过以下方法形成：
采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入SiH4、PH3和载气，在第二隧穿氧化层表面沉积形成磷掺杂非晶硅层，得到N型掺杂层。
可选地，N型掺杂层的厚度为80nm～150nm。
可选地，SiH4、PH3和载气的体积比为1:2:4～1:3:6。
可选地，SiH4的通入流量为1500sccm～4500sccm。
可选地，载气为Ar或H2。
氩气和氢气的电离能小，易于启辉，使得通入的反应气体SiH4和PH3更容易电离。
可选地，载气为H2。
可选地，沉积温度为350℃～450℃。
第二掩膜层通过以下方法形成：
采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入SiH4和N2O，在N型掺杂层表面沉积形成沉积SiO2层，得到第二掩膜层。
可选地，第二掩膜层的厚度为10nm～40nm。
可选地，SiH4和N2O的体积比为1:6～1:10。
可选地，SiH4的通入流量为1000sccm～4000sccm。
可选地，沉积温度为350℃～450℃。
S5、退火；
对分别形成P型掺杂层和N型掺杂层的硅片进行退火处理。
可选地，退火处理的温度为900℃～1000℃。
作为示例，退火处理的温度可以为900℃、910℃、920℃、930℃、940℃、950℃、960℃、970℃、980℃、990℃或1000℃。
可选地，退火处理的时间为40min～60min。
作为示例，退火处理的时间可以为40min、45min、50min、55min或60min。
可选地，退火处理的气体氛围为氮气或氧气。
可选地，退火处理在管式退火炉中进行。
本申请的太阳电池的制备方法在分别形成P型掺杂层和N型掺杂层后，再进行退火处理，P型掺杂层和N型掺杂层能够同时完成晶体结构转变，P型掺杂层和N型掺杂层分别转变形成为p+-poly-Si和n+-poly-Si，不仅可以节省能耗，并且电池片仅经过一次退火处理，基本不会增加高温形成的热缺陷。
S6、RCA清洗；
先经过链式HF除去硅片的正面绕镀的第二掩膜层，HF体积百分比为10％～40％，去除步骤S4中沉积第三掩膜层时绕镀到正面的SiO2层，以及退火过程中生成的磷硅玻璃PSG，随后转入碱槽去除正面poly绕镀层，此时背面的N型掺杂层在第三掩膜层的保护下，不被破坏，其中碱槽碱液浓度为3wt％～6wt％。当正面的poly绕镀去除干净后，再进入到槽式HF中，HF体积百分比为10％，去除步骤S2形成的第一掩膜层和步骤S4形成的第二掩膜层。
S7、正背面氧化铝膜沉积；
采用Thermal ALD方式在P型掺杂层和N型掺杂层表面分别沉积形成第一氧化铝钝化层和第二氧化铝钝化层。
S8、正背面氮化硅膜沉积；
采用等离子体增强化学的气相沉积法在第一氧化铝钝化层和第二氧化铝钝化层表面分别沉积形成第一氮化硅减反射层和第二氮化硅减反射层，第一氮化硅减反射层用于减反射和氢钝化，第二氮化硅减反射层用于背膜氢钝化。
S9、丝网印刷正背面浆料；
丝网印刷正背面浆料制作电极。
S10、光注入、测试效率和分选。
本申请的太阳电池的制备方法采用气相沉积原位掺杂的方式在硅片的正面形成P型掺杂层，且由于沉积温度仅为400℃～600℃，省去了高温掺杂的工艺，一方面可以降低饱和电流密度(J0)至13fA/cm2～15fA/cm2，另一方面可以使得同心圆缺陷比例下降至0.5％以内，从而提高工业化生产的良率水平。
本申请还提供一种太阳电池，其根据上述的太阳电池的制备方法制得。
请参阅图2，本申请的太阳电池10从正面到背面依次为正面绒面结构111、第一氮化硅减反射层112、第一氧化铝钝化层113、P型掺杂层114、第一隧穿氧化层115、硅层116、第二隧穿氧化层117、N型掺杂层118、第二氧化铝钝化层119和第二氮化硅减反射层120，正面电极121和背面电极122分别设置于太阳电池的正面和背面。
本申请的太阳电池具有较低的饱和电流密度(J0)为13fA/cm2～15fA/cm2，以及较低的同心圆缺陷比例为0.5％以内。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本申请实施例提供一种太阳电池及其制备方法，其包括以下步骤：
S1、制绒；
提供N型硅片，先采用包括2wt％双氧水和0.3wt％碱的混合溶液清洗硅片表面的油污，然后采用1wt％的碱溶液进行制绒，配备有辅助的制绒添加剂，减缓反应速率，在硅片表面形成金字塔的正面绒面结构。
S2、形成正面的第一隧穿氧化层、P型掺杂层和第一掩膜层；
采用等离子体增强化学的气相沉积法，通入12000sccm N2O，N2O在射频电场作用下电离成氧原子氧化硅片表面，形成SiO2层，得到厚度为2.2nm的第一隧穿氧化层，沉积温度为450℃，沉积压强为120Pa。
采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入2000sccm SiH4、8000sccm BH3和8000ccm Ar，在第一隧穿氧化层表面沉积形成硼掺杂非晶硅层，得到厚度为500nm的P型掺杂层，沉积温度为550℃。
采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入1500sccm SiH4和12000sccm N2O，在P型掺杂层表面沉积形成沉积SiO2层，得到厚度为30nm第一掩膜层，沉积温度为450℃。
三层膜在一根炉管内不破坏真空下，实现薄膜沉积。
S3、碱抛；
先采用链式HF机去除硅片的背面绕度的第一掩膜层，HF的体积百分比为60％，再通过机械手转入槽式碱抛机，采用2wt％的碱溶液和碱抛添加剂去除硅片背面的绒面结构和边缘p-n结，同时在硅片背面形成0.8μm的小绒面结构。
S4、形成背面的第二隧穿氧化层、N型掺杂层和第二掩膜层；
采用等离子体增强化学的气相沉积法，通入10000sccm N2O，N2O在射频电场作用下电离成氧原子氧化硅片表面，形成SiO2层，得到厚度为1.5nm的第二隧穿氧化层，沉积温度为350℃，沉积压强为120Pa。
采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入2500sccm SiH4、5000sccm PH3和10000sccm Ar，在第二隧穿氧化层表面沉积形成磷掺杂非晶硅层，得到厚度为110nm的N型掺杂层，沉积温度为400℃。
采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入1500sccm SiH4和12000sccm N2O，在N型掺杂层表面沉积形成沉积SiO2层，得到厚度为30nm第二掩膜层，沉积温度为400℃。
三层膜在一根炉管内不破坏真空下，实现薄膜沉积。
S5、退火；
采用管式退火炉对形成P型掺杂层和N型掺杂层的硅片进行退火处理，退火处理的温度为920℃，退火时间为60min，退火处理的气体氛围为氮气。
S6、RCA清洗；
先经过链式HF除去硅片的正面绕镀的第二掩膜层，HF体积百分比为30％，去除步骤S4中沉积第三掩膜层时绕镀到正面的SiO2层，以及退火过程中生成的磷硅玻璃PSG，随后转入碱槽去除正面poly绕镀层，此时背面的N型掺杂层在第三掩膜层的保护下，不被破坏，其中碱槽碱液浓度为4wt％。当正面的poly绕镀去除干净后，再进入到槽式HF中，HF体积百分比为10％，去除步骤S2形成的第一掩膜层和步骤S4形成的第二掩膜层。
S7、正背面氧化铝膜沉积；
采用Thermal ALD方式在P型掺杂层和N型掺杂层表面分别沉积形成第一氧化铝钝化层和第二氧化铝钝化层。
S8、正背面氮化硅膜沉积；
采用等离子体增强化学的气相沉积法在第一氧化铝钝化层和第二氧化铝钝化层表面分别沉积形成第一氮化硅减反射层和第二氮化硅减反射层。
S9、丝网印刷正背面浆料；
丝网印刷正背面浆料制作电极。
S10、光注入、测试效率和分选。
实施例2
本申请实施例提供一种太阳电池及其制备方法，实施例2在实施例1的基础上改变S2、形成正面的第一隧穿氧化层、P型掺杂层和第一掩膜层的部分步骤，采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入2000sccm SiH4、10000sccm BH3和10000sccm Ar，在第一隧穿氧化层表面沉积形成硼掺杂非晶硅层，得到厚度为500nm的P型掺杂层，沉积温度为550℃。其他不变。
实施例3
本申请实施例提供一种太阳电池及其制备方法，实施例3在实施例1的基础上改变S2、形成正面的第一隧穿氧化层、P型掺杂层和第一掩膜层的部分步骤，采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入2000sccm SiH4、12000sccm BH3和12000sccm Ar，在第一隧穿氧化层表面沉积形成硼掺杂非晶硅层，得到厚度为500nm的P型掺杂层，沉积温度为550℃。其他不变。
实施例4
本申请实施例提供一种太阳电池及其制备方法，实施例4在实施例1的基础上改变S2、形成正面的第一隧穿氧化层、P型掺杂层和第一掩膜层的部分步骤，采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入2000sccm SiH4、8000sccm BH3和8000sccm Ar，在第一隧穿氧化层表面沉积形成硼掺杂非晶硅层，得到厚度为500nm的P型掺杂层，沉积温度为400℃。其他不变。
实施例5
本申请实施例提供一种太阳电池及其制备方法，实施例5在实施例1的基础上改变S2、形成正面的第一隧穿氧化层、P型掺杂层和第一掩膜层的部分步骤，采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入2000sccm SiH4、8000sccm BH3和8000sccm Ar，在第一隧穿氧化层表面沉积形成硼掺杂非晶硅层，得到厚度为500nm的P型掺杂层，沉积温度为600℃。其他不变。
实施例6
本申请实施例提供一种太阳电池及其制备方法，实施例6在实施例1的基础上改变S2、形成正面的第一隧穿氧化层、P型掺杂层和第一掩膜层的部分步骤，采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入2000sccm SiH4、8000sccm BH3和8000sccm Ar，在第一隧穿氧化层表面沉积形成硼掺杂非晶硅层，得到厚度为400nm的P型掺杂层，沉积温度为550℃。其他不变。
实施例7
本申请实施例提供一种太阳电池及其制备方法，实施例7在实施例1的基础上改变S2、形成正面的第一隧穿氧化层、P型掺杂层和第一掩膜层的部分步骤，采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入2000sccm SiH4、8000sccm BH3和8000sccm Ar，在第一隧穿氧化层表面沉积形成硼掺杂非晶硅层，得到厚度为600nm的P型掺杂层，沉积温度为550℃。其他不变。
对比例1
本申请对比例提供一种太阳电池及其制备方法，其包括以下步骤：
S1、制绒；
提供N型硅片，先采用包括2wt％双氧水和0.3wt％碱的混合溶液清洗硅片表面的油污，然后采用1wt％的碱溶液进行制绒，配备有辅助的制绒添加剂，减缓反应速率，在硅片表面形成金字塔的正面绒面结构。
S2、形成P型掺杂层；
清洗完吹干的硅片进入硼扩散炉，利用BCl3和氧气在1040℃扩散形成P型掺杂层，BCl3与氧气的比例为1:15，BCl3在炉管气氛中的体积占比为1.4％，通过高温扩散，在N型硅片的表面生成120nm的硼硅玻璃层(BSG)，方阻范围为120Ω/sq。
S3、碱抛；
硼扩后的硅片先采用链式HF机去除背面硼扩绕度的BSG，HF的体积百分比为60％，再通过机械手转入槽式碱抛机，采用2％的碱溶液和碱抛添加剂去除硅片背面和边缘p-n结，同时在硅片背面形成0.8μm的小绒面结构。
S4、形成背面的第二隧穿氧化层、N型掺杂层和第二掩膜层；
采用等离子体增强化学的气相沉积法，通入10000sccm N2O，N2O在射频电场作用下电离成氧原子氧化硅片表面，形成SiO2层，得到厚度为1.5nm的第二隧穿氧化层，沉积温度为350℃，沉积压强为120Pa。
采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入2500sccm SiH4、5000sccm PH3和10000sccm Ar，在第二隧穿氧化层表面沉积形成磷掺杂非晶硅层，得到厚度为110nm的N型掺杂层，沉积温度为400℃。
采用等离子体增强化学的气相沉积法，同时通入1500sccm SiH4和12000sccm N2O，在N型掺杂层表面沉积形成沉积SiO2层，得到厚度为30nm第二掩膜层，沉积温度为400℃。
三层膜在一根炉管内不破坏真空下，实现薄膜沉积。
S5、退火；
采用管式退火炉对形成P型掺杂层和N型掺杂层的硅片进行退火处理，退火处理的温度为900℃，退火时间为60min，退火处理的气体氛围为氮气。
S6、RCA清洗；
先经过链式HF除去硅片的正面绕镀的第二掩膜层，HF体积百分比为30％，去除步骤S4中沉积第三掩膜层时绕镀到正面的SiO2层，以及退火过程中生成的磷硅玻璃PSG，随后转入碱槽去除正面poly绕镀层，此时背面的N型掺杂层在第三掩膜层的保护下，不被破坏，其中碱槽碱液浓度为4wt％。当正面的poly绕镀去除干净后，再进入到槽式HF中，HF体积百分比为10％，去除步骤S2形成的第一掩膜层和步骤S4形成的第二掩膜层。
S7、正背面氧化铝膜沉积；
采用Thermal ALD方式在P型掺杂层和N型掺杂层表面分别沉积形成第一氧化铝钝化层和第二氧化铝钝化层。
S8、正背面氮化硅膜沉积；
采用等离子体增强化学的气相沉积法在第一氧化铝钝化层和第二氧化铝钝化层表面分别沉积形成第一氮化硅减反射层和第二氮化硅减反射层。
S9、丝网印刷正背面浆料；
丝网印刷正背面浆料制作电极。
S10、光注入、测试效率和分选。
制得的太阳电池的结构如图1所示，太阳电池10从正面到背面依次为正面绒面结构111、第一氮化硅减反射层112、第一氧化铝钝化层113、P型掺杂层114、硅层116、第二隧穿氧化层117、N型掺杂层118、第二氧化铝钝化层119和第二氮化硅减反射层120，正面电极121和背面电极122分别设置于太阳电池的正面和背面。
试验例1
取实施例1～7和对比例1制得的太阳电池，进行Sinton测试和I-V测试，并检测其同心圆缺陷比例，结果如表1所示。
同心圆缺陷比例通过以下方法测得：
采取电致发光(英文electroluminescent)，又可称电场发光，简称EL，是通过加在两电极的电压产生电场，被电场激发的电子碰击发光中心，而引致电子在能级间的跃迁、变化、复合导致发光的一种物理现象。测试条件为在电池片电极间加载反偏的12V直流电源(DC-12V)，通过红外相机成像形成EL图像。典型同心圆缺陷的EL图像如图3～4所示。
表1实施例1～7和对比例1制得的太阳电池的Sinton测试结果、I-V测试结果和同心圆缺陷比例
由实施例1～7可知，采用本申请实施例的太阳电池的制备方法制得的太阳电池的饱和电流密度(J0)为13fA/cm2～15fA/cm2，同心圆缺陷比例在0.5％以内。
由对比例1和实施例1～7对比可知，采用硼扩散高温工艺形成P型掺杂层，制得的太阳电池的饱和电流密度(J0)较高为17.8fA/cm2，同心圆缺陷比例较高为3.8％。即本申请实施例的太阳电池的制备方法以等离子体增强化学的气相沉积法代替硼扩散高温工艺用于形成P型掺杂层，降低了制得的太阳电池的载流子复合速率和同心圆缺陷比例。并且，本申请实施例1～7和对比例1形成的P型掺杂层不同，本申请实施例1～7的P型掺杂层是在硅片上面沉积一层含有硼的多晶硅(p+-poly-Si)，而对比例1是在N型硅片中掺杂硼原子，硼原子与硅片中的硅原子形成共价键，实质是单晶硅层(p+层)。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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，都属于本申请保护的范围。
Claims (10)
1.一种太阳电池的制备方法，其特征在于，所述太阳电池的制备方法包括：提供硅片，先在硅片的正面和背面分别形成P型掺杂层和N型掺杂层，再在所述P型掺杂层和所述N型掺杂层表面分别形成第一氧化铝钝化层和第二氧化铝钝化层，然后在所述第一氧化铝钝化层和所述第二氧化铝钝化层表面分别形成第一氮化硅减反射层和第二氮化硅减反射层，最后经丝网印刷形成电极；
其中，所述P型掺杂层通过气相沉积法沉积得到，沉积温度为400℃～600℃。
2.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述P型掺杂层为硼掺杂非晶硅层，沉积形成所述硼掺杂非晶硅层的气体氛围包括SiH4、BH3和载气；
可选地，SiH4、BH3和所述载气的体积比为1:4:4～1:6:6。
3.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述P型掺杂层的厚度为400nm～600nm。
4.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，在形成所述P型掺杂层前，先在所述硅片的正面形成第一隧穿氧化层，再在所述第一隧穿氧化层表面形成所述P型掺杂层；
可选地，采用气相沉积法在所述硅片的正面形成所述第一隧穿氧化层；
可选地，沉积温度为300℃～500℃；
可选地，所述第一隧穿氧化层为SiO2层，形成所述第一隧穿氧化层的气体氛围包括N2O；
可选地，所述第一隧穿氧化层的厚度为2nm～4nm。
5.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，在形成所述P型掺杂层后，在所述P型掺杂层的表面形成第一掩膜层；
可选地，采用气相沉积法在所述P型掺杂层的表面形成所述第一掩膜层；
可选地，沉积温度为400℃～600℃；
可选地，所述第一掩膜层为SiO2层，形成所述第一掩膜层的气体氛围包括SiH4和N2O，且SiH4和N2O的体积比为1:6～1:10；
可选地，所述第一掩膜层的厚度为10nm～40nm。
6.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述N型掺杂层通过气相沉积法沉积得到，沉积温度为350℃～450℃；
可选地，所述N型掺杂层为磷掺杂非晶硅层，沉积形成所述磷掺杂非晶硅层的气体氛围包括SiH4、PH3和载气；
可选地，SiH4、PH3和所述载气的体积比为1:2:4～1:3:6；
可选地，所述N型掺杂层的厚度为80nm～150nm。
7.根据权利要求6所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，在形成所述N型掺杂层前，先在所述硅片的背面形成第二隧穿氧化层，再在所述第二隧穿氧化层表面形成所述N型掺杂层；
可选地，采用气相沉积法在所述硅片的背面形成所述第二隧穿氧化层；
可选地，沉积温度为300℃～400℃；
可选地，所述第二隧穿氧化层为SiO2层，形成所述第二隧穿氧化层的气体氛围包括N2O；
可选地，所述第二隧穿氧化层的厚度为1nm～2nm。
8.根据权利要求6所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，在形成所述N型掺杂层后，在所述N型掺杂层的表面形成第二掩膜层；
可选地，采用气相沉积法在所述N型掺杂层的表面形成所述第二掩膜层；
可选地，沉积温度为350℃～450℃；
可选地，所述第二掩膜层为SiO2层，形成所述第二掩膜层的气体氛围包括SiH4和N2O，且SiH4和N2O的体积比为1:6～1:10；
可选地，所述第二掩膜层的厚度为10nm～40nm。
9.根据权利要求6所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，在采用气相沉积法在硅片的正面和背面分别形成P型掺杂层和N型掺杂层后，进行退火处理，所述退火处理的温度为900℃～1000℃；
可选地，所述退火处理的时间为40min～60min；
可选地，所述退火处理的气体氛围为氮气或氧气。
10.一种太阳电池，其特征在于，所述太阳电池根据权利要求1～9任一项所述的太阳电池的制备方法制得。
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