CN116682868A - 太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请属于电池制备技术领域，具体涉及一种太阳能电池及其制备方法。该太阳能电池的制备方法包括，依次在基片的正面沉积钝化层和掺硼减反射层；对掺硼减反射层进行激光掺杂处理，以在基片的正面形成P型掺杂层。在制备基片的正面结构时，本申请实施例在基片上沉积钝化层和掺硼减反射层，并对掺硼减反射层进行激光掺杂处理，以驱使掺硼减反射层中的硼渗透过钝化层到达基片的正面，进而形成P型掺杂层，而激光掺杂处理的温度低于高温硼扩散的温度，因此采用本申请的制备方法可降低对基片的要求，且可减小基片翘曲变高的风险，进而防止基片碎裂，利于电池片的薄片化。
Description
技术领域
本申请属于电池制备技术领域，具体涉及一种太阳能电池及其制备方法。
背景技术
随着太阳能电池行业对电池效率的要求越来越高，太阳能电池制造的工序也变得越来越复杂且制备难度也越来越高，例如TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触)电池需要通过至少两次高温扩散形成两种不同的掺杂层，即：在制备基片的正面结构时，需要对基片的正面进行高温硼扩散，以形成P型掺杂层；在制备基片的背面结构时，需要对非晶硅层进行高温磷扩散，以形成多晶硅层。但这种制备方法对基片的要求较高，如要求基片具有高寿命，低杂质等特性；同时，在对基片进行高温扩散的过程中可能会造成基片翘曲度变高，这可能会导致基片碎裂，且不利于电池片的薄片化。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种太阳能电池及其制备方法，能够解决采用目前的太阳能电池制备方法在制备太阳能电池的过程中，易造成基片翘曲度变高，进而导致基片碎裂，不利于电池片的薄片化的问题。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种太阳能电池的制备方法，包括：
依次在基片的正面沉积钝化层和掺硼减反射层；
对掺硼减反射层进行激光掺杂处理，以在基片的正面形成P型掺杂层。
在一种可选的实施例中，对掺硼减反射层进行激光掺杂处理，以在基片的正面形成P型掺杂层的步骤具体为：
对掺硼减反射层的局部进行激光掺杂处理，以在基片的正面的局部区域形成P型掺杂层。
第二方面，本申请实施例还提供了一种太阳能电池，由上述的制备方法制备而成。
在制备基片的正面结构时，本申请实施例在基片上沉积钝化层和掺硼减反射层，并对掺硼减反射层进行激光掺杂处理，以驱使掺硼减反射层中的硼渗透过钝化层到达基片的正面，进而形成P型掺杂层，而激光掺杂处理的温度低于高温硼扩散的温度，因此采用本申请的制备方法可降低对基片的要求，且可减小基片翘曲变高的风险，进而防止基片碎裂，利于电池片的薄片化。
附图说明
图1为本申请实施例公开的太阳能电池的制备方法的流程示意图；
图2为本申请另一实施例公开的太阳能电池的制备方法的流程示意图；
图3为本申请实施例公开的太阳能电池的结构示意图。
附图标记说明：
100-基片、200-钝化层、300-掺硼减反射层、400-P型掺杂层、500-隧穿氧化层、600-多晶硅层、700-钝化减反层、800-电极。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，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。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他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的太阳能电池及其制备方法进行详细地说明。
如图1至图2所示，本申请实施例公开了一种太阳能电池的制备方法，包括：
S100、依次在基片100的正面沉积钝化层200和掺硼减反射层300。
可选地，基片100可以为硅片，可使用ALD(Atomic Layer Deposition，原子层沉积)技术或者PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体气相沉积)技术在基片100的正面沉积钝化层200；而后再使用PECVD技术在钝化层200的远离基片100的一面上沉积掺硼减反射层300。具体来讲，钝化层200的厚度为1～10nm，钝化层200与掺硼减反射层300的总厚度为60～90nm，这可分别将钝化层200的厚度和掺硼减反射层300的厚度控制在合理的范围之内，从而使钝化层200对基片100有良好的钝化作用，且可保证基片100不被氧化，且可提高掺硼减反射层300的减反射吸能。进一步地，钝化层200可为氧化铝层。
S200、对掺硼减反射层300进行激光掺杂处理，以在基片100的正面形成P型掺杂层400，也就是说，经过激光掺杂处理后，基片100的正面形成了PN结。可选地，可使用波长为1030nm、脉冲为300～1200ns、激光能量为3～15w、光斑大小为30～80um的激光对掺硼减反射层300进行激光掺杂处理，并控制激光掺杂后的基片100的正面的方阻10～100Ω/sq。
在制备基片100的正面结构时，本申请实施例在基片100上沉积钝化层200和掺硼减反射层300，并对掺硼减反射层300进行激光掺杂处理，以驱使掺硼减反射层300中的硼渗透过钝化层200到达基片100的正面，进而形成P型掺杂层400，而激光掺杂处理的温度低于高温硼扩散的温度，因此采用本申请的制备方法可降低对基片100的要求，且可减小基片100翘曲变高的风险，进而防止基片100碎裂，利于电池片的薄片化。
在一种可选的实施例中，步骤S200具体为：
S210、对掺硼减反射层300的局部进行激光掺杂处理，以在基片100的正面的局部区域形成P型掺杂层400。可选地，掺硼减反射层300具有多个间隔设置的掺杂区域，可对各掺杂区域均进行激光掺杂处理，此时激光器可采用线间距为0.5～3cm的阵列排布方式进行排布。
本实施例中，对掺硼减反射层300的局部进行激光掺杂处理，也就是说，激光只是照射于掺硼减反射层300的部分区域，该部分区域内的硼在激光的作用下渗透过钝化层200，以在基片100的正面的部分区域形成P型掺杂层400，而激光未照射的区域可保持原有的钝化、减反射性能，进而可保证钝化层200的钝化性能和掺硼减反射层300的减反射性能。此外，对掺硼减反射层300的局部进行激光掺杂可减小激光的能量。
在一种可选的实施例中，掺硼减反射层300为掺硼氮化硅层，沉积掺硼氮化硅层时所用的工艺气体为硅烷气体、氨气和乙硼烷气体的混合气体。本实施例中，在沉积时向沉积设备内通入硅烷气体、氨气和乙硼烷气体，硅烷气体和氨气经过一系列的反应可形成氮化硅层，在此过程中乙硼烷气体可参与到硅烷气体与氨气之间的反应中，从而形成掺硼氮化硅层(SiNx：B)。
在一种可选的实施例中，乙硼烷气体与氨气和硅烷气体的混合气体的体积比为1～5，即，乙硼烷气体的体积与氨气和硅烷气体所形成的混合气体的体积之间的比值为1～5。若乙硼烷气体与氨气和硅烷气体的混合气体的体积比小于1，则工艺气体中乙硼烷气体的含量较少，如此会使得掺硼减反射层300内的硼含量较低，从而可能造成在激光掺杂时掺硼减反射层300内的硼无法渗透过钝化层200，或者使形成的P型掺杂层400的厚度较小，这会对太阳能电池的导电性能产生不利影响；若乙硼烷气体与氨气和硅烷气体的混合气体的体积比大于5，则工艺气体中乙硼烷气体的含量较多，如此会使得掺硼减反射层300内的硼含量较高，这会降低掺硼减反射层300的减反射吸能和钝化性能。因此，本实施例将乙硼烷气体与氨气和硅烷气体的混合气体的体积比控制在1～5，如此可使掺硼减反射层300内的硼含量处于合适的范围之内，从而解决对太阳能电池的导电性能产生不利影响，以及降低掺硼减反射层300的减反射吸能和钝化性能的问题。需要说明的是，控制氨气和硅烷气体的比例可以控制掺硼减反射层300的折射率，因此可根据所需的掺硼减反射层300的折射率来确定氨气和硅烷气体的比列，进而确定工艺气体中氨气与硅烷气体的混合气体的含量；这里的乙硼烷气体可以是纯乙硼烷气体与氢气或氮气的混合气体，且纯乙硼烷气体的体积占比为1％～5％。
在一种可选的实施例中，掺硼减反射层300的折射率为1.95～2.1。若掺硼减反射层300的折射率小于1.95，则不利于形成P型掺杂区；若掺硼减反射层300的折射率大于2.1则会减弱掺硼减反射层300的减反射性能。因此本实施例将掺硼减反射层300的折射率控制在1.95～2.1，如此既利于形成P型掺杂区，又不会减弱掺硼减反射层300的减反射性能。
在一种可选的实施例中，在由基片100向钝化层200延伸的方向上，掺硼减反射层300的折射率逐渐减小。本实施例中，掺硼减反射层300的折射率由内向外逐渐减小，也就是说，掺硼减反射层300的外侧的折射率相对较小，掺硼减反射层300的内侧的折射率相对较大，而掺硼减反射层300的外侧与外部环境中的空气介质层相接，因此掺硼减反射层300的外侧的折射率相对较小可使其更接近空气的折射率，进而减小光被掺硼减反射层300的外侧反射的风险，以提高掺硼减反射层300的减反效果。需要说明的是，掺硼减反射层300的外侧是掺硼减反射层300的远离基片100的一侧。
在一种可选的实施例中，在步骤S100之前，还包括：
S300、依次在基片100的背面沉积隧穿氧化层500和多晶硅层600。
可采用LPCVD(Low-pressure CVD，低压化学气相沉积)技术依次在基片100的背面沉积隧穿氧化层500和本征非晶硅层(a-Si)，而后对本征非晶硅层进行磷扩散处理以形成多晶硅层600。
S400、对基片100的正面进行制绒处理，以去除绕镀在基片100的正面的多晶硅层600和隧穿氧化层500，并在基片100的正面形成绒面。
在沉积隧穿氧化层500和多晶硅层600的过程中，沉积隧穿氧化层500和多晶硅层600会绕镀在基片100的正面；在制备基片100的正面的钝化层200之前一般需要对基片100的正面进行制绒处理。本实施例先制备基片100的背面结构，即：隧穿氧化层500和多晶硅层600，且在对基片100的正面进行制绒处理时，不仅可去除在制备基片100的背面结构的过程中绕镀在基片100的正面的多晶硅层600和隧穿氧化层500，还可在基片100的正面形成绒面，如此可简化太阳能电池的制备流程；此外，在制备基片100的正面结构的过程中，所沉积的钝化层200和掺硼减反射层300也会绕镀到基片100的背面的多晶硅层600的外侧，但由于多晶硅层600的外侧本来就需要制备钝化减反层700，因此在制备多晶硅外侧的钝化减反层700之前无需去除绕镀在多晶硅层600的外侧的钝化层200和掺硼减反射层300，如此可进一步地简化太阳能电池的制备流程。
在一种可选的实施例中，在步骤S200之后，还包括：
S500、在基片100的背面沉积钝化减反层700。
钝化减反层700可以为AlOx层、SiNx层、SiOxNy层、SiOx层中的一种或多种构成的介质层，即为单独的AlOx层、SiNx层、SiOxNy层、SiOx层，或者为AlOx层、SiNx层、SiOxNy层、SiOx层中两个或两个以上叠加的多层介质膜。其中，AlOx可为Al2O3。
S600、分别在基片100的正面和背面制备电极800。
本步骤对基片100的正面和背面均进行金属化，可采用丝网印刷的方式依次在基片100的背面印刷银浆电极800、基片100的正面印刷银铝浆电极800，然后烧结完成太阳能电池的制备。
如图3所示，本申请实施例还公开了一种太阳能电池，由上述任一实施例所述的制备方法制备而成。
本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
依次在基片(100)的正面沉积钝化层(200)和掺硼减反射层(300)；
对所述掺硼减反射层(300)进行激光掺杂处理，以在所述基片(100)的正面形成P型掺杂层(400)。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述对所述掺硼减反射层(300)进行激光掺杂处理，以在所述基片(100)的正面形成P型掺杂层(400)的步骤具体为：
对所述掺硼减反射层(300)的局部进行激光掺杂处理，以在所述基片(100)的正面的局部区域形成P型掺杂层(400)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述掺硼减反射层(300)为掺硼氮化硅层，沉积所述掺硼氮化硅层时所用的工艺气体为硅烷气体、氨气和乙硼烷气体的混合气体。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述乙硼烷气体与所述氨气和所述硅烷气体的混合气体的体积比为1～5。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述掺硼减反射层(300)的折射率为1.95～2.1。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在由所述基片(100)向所述钝化层(200)延伸的方向上，所述掺硼减反射层(300)的折射率逐渐减小。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述在基片(100)的正面沉积钝化层(200)的步骤之前，还包括：
依次在基片(100)的背面沉积隧穿氧化层(500)和多晶硅层(600)；
对基片(100)的正面进行制绒处理，以去除绕镀在所述基片(100)的正面的多晶硅层(600)和隧穿氧化层(500)，并在所述基片(100)的正面形成绒面。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述对所述掺硼减反射层(300)进行激光掺杂处理的步骤之后，还包括：
在所述基片(100)的背面沉积钝化减反层(700)；
分别在所述基片(100)的正面和背面制备电极(800)。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述钝化层(200)为氧化铝层。
10.一种太阳能电池，其特征在于，由权利要求1至9中任一项所述的制备方法制备而成。
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