CN117096224A - 一种p型ibc电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种P型IBC电池的制备方法，在IBC电池背面N区图形化区域沉积掺磷硅浆料，退火后实现N区图形化区域的掺杂和晶化，完成P型IBC电池N区的制备；本发明不需要使用激光开槽和碱刻蚀，过程简单且不会出现漏电的风险，而且硅基底厚度不会减薄，不会影响电池的电流密度，有利于提升电池的转换效率及潜力；再者，本方法操作简单，工艺步骤少，大大降低了P型IBC电池的生产成本，有利于P型IBC电池的大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体是一种P型IBC电池的制备方法。
背景技术
中国专利CN113224210A公开了一种P型IBC电池的制备方法，通过激光开槽和碱液刻蚀方法对硅基底的背面进行图案化处理，具有以下缺陷：1、激光开槽面积较大，这对激光器要求很高，会降低激光器寿命，提高成本；2、采用磷扩散产生的PSG层阻挡碱抛（N区），存在过抛风险，对磷扩散要求较高，限制了扩散工艺的调整窗口；3、碱刻蚀可控性差，P区刻蚀深度无法精准控制，容易导致局部漏电；4、P区刻蚀后基区减薄，影响最后的电流密度（硅片减薄会导致光子在基体中的吸收比例减小，降低电池电流密度）。
其中掺杂磷的区域为N区，没有掺杂磷的区域为P区。
发明内容
为解决背景技术中的技术问题，本发明公开了一种P型IBC电池的制备方法。
本发明提供一种P型IBC电池的制备方法，包括以下步骤：
S1、硅基底双面制绒；
S2、硅基底背面抛光；
S3、硅基底背面沉积遂穿氧化层；
S4、硅基底背面N区的图形化区域沉积掺磷硅浆料；
S5、对硅基底背面进行退火，使得硅基底背面N区图形化区域掺磷硅浆料的掺杂和晶化，退火后硅浆料转化为掺磷的POLY硅；
S6、硅基底正面沉积氧化铝膜；
S7、硅基底双面沉积氮化硅膜；
S8、使用激光在硅基底背面的P区进行图形化开膜，去除硅基底背面P区的氧化铝膜和氮化硅膜；
S9、在硅基底的背面进行丝网印刷，形成叉指状发射极，制得P型IBC单晶太阳能电池。
本发明在IBC电池背面N区图形化区域沉积掺磷硅浆料，退火后实现N区图形化区域的掺杂和晶化，完成P型IBC电池N区的制备；本发明不需要使用激光开槽和碱刻蚀，过程简单且不会出现漏电的风险，而且硅基底厚度不会减薄，不会影响电池的电流密度，有利于提升电池的转换效率及潜力；再者，本方法操作简单，工艺步骤少，大大降低了P型IBC电池的生产成本，有利于P型IBC电池的大规模生产。
具体实施方式
硅基底掺杂磷的区域为N区，没有掺杂磷的区域为P区。
实施例一：S1、选取P型单晶硅片，通过槽式制绒设备对硅基底的正面和背面进行双面制绒；
先在KOH和H2O2的混合溶液中去除硅片表面的损伤层，然后在NaOH溶液中进行制绒，硅片表面形成金字塔绒面，金字塔绒面大小为5μm，正反面的反射率为8%；反射率的设置，用于减少反射的光，提高电池对光的利用率；
S2、采用槽式碱抛设备对硅基底背面进行抛光，使其反射率达到40%，塔基为10μm；碱液为KOH溶液，浓度为5%，温度为65℃；
背面反射率的设置，用于提高内反射，提高光的利用率，降低栅线与硅基底的接触电阻，提高填充因子；
同时先在硅片正面采用链氧氧化，温度为800℃，利用链式HF去除硅片背面的氧化层，再进行碱抛，如此会对硅基底正面进行保护，避免硅基底正面被抛光；
S3、采用LPCVD工艺在硅片背面沉积制备遂穿氧化层，遂穿氧化层的厚度为1.3nm，此厚度设置，不仅确保了钝化效果，还确保了载流子的遂穿稳定性；
S4、在硅基底背面N区的图形化区域通过喷涂、涂布、印刷或转印的方式沉积掺磷硅浆料；本实施例中采用印刷的方式，掺磷硅浆料的厚度为130nm；
S5、利用管式退火设备对硅基底背面进行退火，使得硅基底背面N区图形化区域掺磷硅浆料的掺杂和晶化；退火后将掺磷硅浆料转化为掺磷的POLY硅；
退火温度为950℃，退火后掺杂浓度为3E20atoms/cm3，结深为120nm；
S6、通过ALD设备在硅基底正面沉积氧化铝膜，厚度为6nm；如此设置，不仅确保了钝化效果，同时减少了TMA的用量，降低生产成本；
S7、通过PECVD设备在硅基底双面沉积氮化硅膜，厚度为80nm；如此设置，不仅确保了减反射和钝化效果，还使得氮化硅的颜色为淡蓝色，提高硅基底对对光谱的吸收率；
S8、使用激光在硅基底背面的P区进行图形化开膜，去除硅基底背面P区的氧化铝膜和氮化硅膜；
S9、在硅基底的背面进行丝网印刷，形成叉指状发射极，制得P型IBC单晶太阳能电池。
本发明在IBC电池背面N区图形化区域沉积掺磷硅浆料，退火后实现N区图形化区域的掺杂和晶化，完成P型IBC电池N区的制备；本发明不需要使用激光开槽和碱刻蚀，过程简单且不会出现漏电的风险，而且硅基底厚度不会减薄（硅片减薄会导致光子在基体中的吸收比例减小，降低电池电流密度），不会影响电池的电流密度，有利于提升电池的转换效率及潜力；再者，本方法操作简单，工艺步骤少，大大降低了P型IBC电池的生产成本，有利于P型IBC电池的大规模生产。
对比例一：S1、对硅基底双面制绒，金字塔大小为5μm，反射率为8%；
S2、硅基底背面使用碱刻蚀方式抛光，碱抛后反射率为40%，塔基大小为10μm；
S3、硅基底背面沉积1.3nm厚度的遂穿氧化层和130nm的非晶硅层；
S4、使用管式扩散设备完成硅片背面非晶硅的掺杂及晶化，扩散后掺杂浓度为3E20atoms/cm3，结深为120nm，非晶硅晶化为POLY硅；
S5、使用激光对P区图形化区域开膜，去除P区氧化硅层；
S6、通过碱制绒工艺去除P区图形化区域的多晶硅层，完成IBC电池P区的制备，碱液为NaOH溶液，浓度为1.5%，温度为80℃，碱刻蚀后有HF槽，可以去除硅基底正背面氧化层。
S7、使用ALD设备在P型单晶硅片正面沉积氧化铝膜，厚度为6nm；
S8、使用PECVD设备在P型单晶硅片正面和背面沉积氮化硅膜，厚度为80nm；
S9、使用激光在硅基底背面的P区进行图形化开膜，去除P区的氧化铝膜和氮化硅膜；
S10、在P型单晶硅片背面进行丝网印刷，形成叉指状发射极，制得P型IBC单晶太阳能电池。
针对以上的实施例一和对比例一的光伏电池进行电性能测试，获得电池的开路电压(Voc)，短路电池（Isc），填充因子（FF），能量转换效率（Eta）的参数，如下表的数据：
| ITEM | Voc（mV） | Isc(A) | FF(%) | Eta(%) |
| 实施例一 | 715.3 | 13.79 | 83.75 | 25.02 |
| 对比例一 | 713.8 | 13.74 | 83.70 | 24.86 |
实施例一与对比例一相比，实施例一采用本发明在硅基底背面N区图形化区域沉积掺磷硅浆料完成P型IBC电池的制备，对比例一采用常规激光开膜加碱制绒工艺制备P型IBC电池，对比例一激光开膜损伤硅基低增加复合，通过碱制绒完成P型IBC电池P区的制备，制备P区的过程中会导致基区减薄，影响最后的电流密度；综上所述，采用本发明具有更高的转换效率，同时工艺步骤更少，操作简单，有利于P型IBC电池的大规模生产。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (1)
1.一种P型IBC电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、硅基底双面制绒；
S2、硅基底背面抛光；
S3、硅基底背面沉积遂穿氧化层；
S4、硅基底背面N区的图形化区域沉积掺磷硅浆料；
S5、对硅基底背面进行退火，使得硅基底背面N区图形化区域掺磷硅浆料的掺杂和晶化，退火后硅浆料转化为掺磷的POLY硅；
S6、硅基底正面沉积氧化铝膜；
S7、硅基底双面沉积氮化硅膜；
S8、使用激光在硅基底背面的P区进行图形化开膜，去除硅基底背面P区的氧化铝膜和氮化硅膜；
S9、在硅基底的背面进行丝网印刷，形成叉指状发射极，制得P型IBC单晶太阳能电池。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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