CN117577729A - 一种太阳电池的制备方法及其太阳电池 - Google Patents

一种太阳电池的制备方法及其太阳电池 Download PDF

Info

Publication number
CN117577729A
CN117577729A CN202311301425.1A CN202311301425A CN117577729A CN 117577729 A CN117577729 A CN 117577729A CN 202311301425 A CN202311301425 A CN 202311301425A CN 117577729 A CN117577729 A CN 117577729A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon wafer
doping
source
flow rate
solar cell
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
Application number
CN202311301425.1A
Other languages
English (en)
Inventor
王志永
漆刚
缪远宝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tongwei Solar Jintang Co Ltd
Original Assignee
Tongwei Solar Jintang Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tongwei Solar Jintang Co Ltd filed Critical Tongwei Solar Jintang Co Ltd
Priority to CN202311301425.1A priority Critical patent/CN117577729A/zh
Publication of CN117577729A publication Critical patent/CN117577729A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor 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
    • H01L31/18Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
    • H01L31/1804Processes 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02Elements
    • C30B29/06Silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B31/00Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • C30B31/06Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor by contacting with diffusion material in the gaseous state
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本申请提供一种太阳电池的制备方法及其太阳电池。该方法包括对制绒后的硅片进行一次通源以在所述硅片的表面形成含有掺杂原子的氧化层;然后进行推进处理,以使所述掺杂原子向所述硅片的内部扩散并形成掺杂区第一区域;再依次对所述硅片进行去除氧化层处理和通源退火处理,以在所述硅片的表面形成掺杂区第二区域。与传统采用激光掺杂技术制备出的选择性发射极电池相比,本申请提供的方法不仅简单高效,降低了生产成本,还能够尽量避免掺杂区内电子空穴复合作用的升高,在维持较高的电池光电转换效率的同时,大大提高了电池的抗紫外衰减能力。

Description

一种太阳电池的制备方法及其太阳电池
技术领域
本申请涉及太阳电池技术领域,具体而言,涉及一种太阳电池的制备方法及其太阳电池。
背景技术
太阳电池用于把太阳的光能直接转化为电能以供用电器使用。在太阳电池制备的过程中,在p(或n)型衬底硅片上通过扩散处理掺入磷(或硼)原子,以形成n(或p)型层构成pn结。其中硅片衬底称为基区,扩散形成的与基区导电类型相反的区域称为发射极。现有的太阳电池制备方法主要采用在金属栅线电极与硅片相接触及其附近的区域进行高浓度掺杂(即形成重掺杂区),在电池的其他区域进行低浓度掺杂(即形成轻掺杂区)的选择性发射极技术。金属栅线电极承担将电能传输至外部电路,其与硅片的接触电阻是影响电能传输的关键因素,而接触电阻又由接触区域的掺杂浓度决定。掺杂浓度越低则接触电阻越高,较高的接触电阻会导致电能的传输损失较高,从而影响电池的光电转换效率。掺杂浓度越高则接触电阻越低,但较高的掺杂浓度,会导致电子空穴对的复合作用较大,造成开路电压偏低,依然会影响电池的光电转换效率。选择发射极技术虽然在一定程度上能够解决上述矛盾,但由于工艺较为复杂,导致生产成本升高,良率降低。
当太阳电池在封装成组件后,由于长期在太阳光的照射下工作,紫外光会造成电池性能的衰减,导致发电功率下降。当前主要使用高透胶膜,大量紫外光达到电池表面破坏表面Si-H键,造成钝化效果降低,进而导致开路电压降低,降低电池光电转换效率。即使采用紫外截止胶膜,仍会有部分紫外光达到电池表面,对电池造成损伤。
发明内容
本申请提供一种太阳电池的制备方法及其太阳电池。该太阳电池的制备方法简单高效,采用该方法制备得到的新型太阳电池既具有较高的光电转换效率,还大大提高了电池的抗紫外衰减能力。
具体地,本申请是通过如下技术方案实现的:
本申请一方面提供了一种太阳电池的制备方法,包括:
对制绒后的硅片进行一次通源以在所述硅片的表面形成含有掺杂原子的氧化层;然后进行推进处理,以使所述掺杂原子向所述硅片的内部扩散并形成掺杂区第一区域;
依次对所述硅片进行去除氧化层处理和通源退火处理,以在所述硅片的表面形成掺杂区第二区域。
可选地,所述通源退火处理包括在通入掺杂源的条件下对所述硅片进行一次氧化和在停止通入掺杂源的条件下对所述硅片进行二次氧化。
可选地,所述一次氧化的温度为500~800℃;和/或,所述一次氧化的时间为480~840s;
可选地,所述二次氧化的温度为500~800℃;和/或,所述二次氧化的时间为240~600s。
可选地,所述一次氧化过程中掺杂源的流量大于所述一次通源过程中掺杂源的流量。
可选地,在所述一次氧化的过程中,先通入流量为2000~4000sccm的氧气和流量为700~2000sccm的氮气;所述氮气中的至少一部分携带有掺杂源,所述掺杂源的流量为15~35mg/s;在所述二次氧化的过程中,停止通入所述掺杂源,并继续通入流量为2500~5000sccm的氧气和流量为700~2000sccm的氮气。
可选地,所述一次通源包括通入流量为200~1000sccm的氧气和流量为400~2000sccm的氮气;所述氮气中的至少一部分携带有掺杂源,所述掺杂源的流量为10~30mg/s。
可选地,所述一次通源的温度为850~1000℃;和/或,所述一次通源的时间为400~1200s。
可选地,所述推进处理包括先通入流量为100~1000sccm的氧气和流量为500~2000sccm的氮气进行一次推进;然后停止通入氧气,并继续通入流量为500~2000sccm的氮气进行二次推进。
可选地,所述一次推进的温度为900~1200℃;和/或,所述一次推进的时间为800~1200s;
可选地,所述二次推进的温度为800~1000℃;和/或,所述二次推进的时间为800~1200s。
本申请另一方面还提供了一种太阳电池,采用如上述任一所述的太阳电池的制备方法制备得到。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果:
本申请提供了一种太阳电池及其制备方法。相较于传统采用激光掺杂技术制备出的选择性发射极电池相比,本申请提供的制备方法既可以使掺杂区面向硅片一侧的第一区域维持较低的电子空穴复合作用,又可以使掺杂区背对硅片一侧第二区域具有较高的掺杂浓度。采用该方法制备出的新型太阳电池,既具有较高的光电转换效率,又大大提高了抗紫外衰减能力,且该方法简单高效,降低生产成本。
附图说明
图1为本申请一示例性实施例示出的太阳电池的制备方法的流程图。
图2为传统采用激光掺杂制备选择性发射极太阳电池的结构示意图。
图3为本申请采用一示例性实施例示出的太阳电池制备方法制备得到的太阳电池的结构示意图。
附图标记:1、硅片;2、轻掺杂区;2’、掺杂区;21、第一区域;22、第二区域;3、重掺杂区;4、正面膜层;5、第一金属电极;6、背面膜层;7、第二金属电极。
具体实施方式
为了进一步理解本申请,下面结合实施例对本申请提供的太阳电池及其制备方法进行详细说明,本申请的保护范围不受以下实施例的限制。
现有已知技术中采用激光掺杂制备选择性发射极太阳电池的制备方法(以下简称为“激光掺杂技术”)为:制绒→扩散(两次通源)→激光掺杂→氧化→去氧化层→退火→背钝化→背镀膜→正镀膜→丝网印刷电极。激光掺杂技术首先对制绒后的硅片进行一次通源,即向制绒后的硅片第一次通入掺杂源,以在硅片的表面形成含有掺杂原子的氧化层。然后再进行推进,使氧化层中的掺杂原子向硅片的内部扩散,形成掺杂原子浓度较低的轻掺杂区;再向硅片进行第二次通入掺杂源,以提高硅片表面的氧化层中掺杂原子的浓度。之后,再利用高能量激光选择性地将氧化层中的掺杂原子推进硅片的内部形成掺杂原子浓度较高的重掺杂区,后续再进行氧化、去除氧化层、退火等步骤。重掺杂区掺杂原子浓度较高,造成电子空穴复合作用增强;同时,在激光推进的过程中,高能量激光容易在激光照射区域对硅片造成损伤,进一步加剧电子空穴的复合作用,造成开路电压偏低,从而影响电池的光电转换效率。
如图1所示,本申请提供了一种太阳电池的制备方法,包括:
S1、对制绒后的硅片进行一次通源以在所述硅片的表面形成含有掺杂原子的氧化层;然后进行推进处理,以使所述掺杂原子向所述硅片的内部扩散并形成掺杂区第一区域;
S2、依次对所述硅片进行去除氧化层处理和通源退火处理,以在所述硅片的表面形成掺杂区第二区域。
本申请省略了传统激光掺杂技术中的激光推进和氧化步骤,使得本申请提供的制备方法更加简单,不仅提高了生产效率,且在制备过程中无需引进激光发射设备,还能够大大降低了太阳电池的生产成本。本申请相较于传统的激光掺杂技术,在整个扩散处理的过程中只进行了一次通源,即在推进处理之后并没有进行二次通源。换句话说,本申请通过一次通源和推进处理在硅片的表面形成层状结构的轻掺杂区(即掺杂区第一区域)后,由于没有进行二次通源,避免了在二次通源的过程中容易导致掺杂原子进一步向硅片内部扩散,使轻掺杂区整个区域内的掺杂原子的浓度偏高,从而最终导致电子空穴复合作用较大的情况出现。
本申请打破了传统普遍认为“低掺杂区很难与金属栅线电极形成良好接触,需要通过激光掺杂技术形成的重掺杂区与金属栅线电极才能形成良好接触”的思维束缚,并未使用传统的激光推进过程形成重掺杂区,而是选择在退火过程中通入掺杂源,以提高掺杂区第二区域的掺杂浓度,保证了金属栅线电极与该第一区域可以形成良好的接触;这样一来,即便本申请在通源退火过程出现了掺杂原子进一步向硅片内部扩散的情况,也能大概率地保证掺杂原子只在第二区域内进行扩散,而使掺杂区第一区域内的掺杂原子浓度基本维持不变,从而尽可能地保证了硅片内部较低的电子空穴复合作用,以保持较高的电池转换效率。
另外,本申请通过在第二区域掺杂了浓度较高的掺杂原子例如磷原子或硼原子,使得硅片表面的P-H或B-H键占比增加,从而降低了Si-H的数量,提高了电池的抗紫外衰减能力。
需要说明的是,本申请提供的制备方法既可适用于N型单晶硅太阳电池的制备,也可适用于P型单晶硅太阳电池的制备。具体地,掺杂源可根据硅片的类型而定。例如,当硅片为P型单晶硅片时,掺杂源可以为磷源,磷源可以为POCl3。具体地,POCl3高温分解产生的P2O5淀积在硅片表面,P2O5与Si反应生成SiO2和磷掺杂原子,这样就在硅片表面形成一层含有磷掺杂原子的SiO2层;而POCl3高温分解在产生P2O5的同时还会产生一定量的PCl5,而PCl5与氧气反应后能够转化为P2O5也能形成于硅片的表面。因此,上述提到的氧化层包括含有磷掺杂原子的SiO2层和P2O5层,也可以被称之为磷硅玻璃层(PSG)。当硅片为N型单晶硅片时,掺杂源可以为硼源,硼源可以为BCl3;同样,在扩散过程中通入硼源会在硅片的表面形成含有硼掺杂原子的氧化层即硼硅玻璃层(BSG)。
本申请提供的太阳电池的制备方法相较于传统激光掺杂技术,仅对扩散和退火两个步骤中做出了改进,并省略了激光掺杂和氧化步骤。而其它例如制绒、去氧化层、背钝化、背镀膜、正镀膜、丝网印刷电极等步骤的具体实现方式可以为现有通用技术中任一可实现的过程,在此不做过多赘述。
在一个实施例中,所述通源退火处理包括在通入掺杂源的条件下对所述硅片进行一次氧化和在停止通入掺杂源的条件下对所述硅片进行二次氧化。由此,通过在退火处理过程中分别进行了两次氧化过程,可以在硅片的表面形成较厚的氧化硅层,使得硅片的表面的Si-O键占比增加,以进一步降低Si-H的数量,提高了电池的抗紫外衰减能力。
需要说明的是,在进行通源退火之前,可以先向退火炉中通入氮气进行吹扫,在去除炉内杂质后,再进行抽真空,使扩散炉内的真空保持在一定的真空度,例如700-1100mbar。
在一个实施例中,所述一次氧化的温度为500~800℃。由此,尽量降低掺杂原子因温度过高而导致向硅片内部扩散的几率,同时也避免温度过低降低了掺杂原子的扩散速率,在一个实施例中,所述一次氧化的时间为480~840s。由此,避免时间过短导致掺杂原子的扩散程度不够,也避免时间过长而影响生产效率。
在一个实施例中,所述二次氧化的温度为500~800℃。由此,确保在硅片的表面形成较厚的氧化硅层的同时,尽量不会对已经扩散了的掺杂原子带来较大的影响。在一个实施例中,所述二次氧化的时间为240~600s。由此,避免时间过短导致在硅片表面形成的氧化硅层的厚度较薄,也避免时间过长而影响生产效率。在一个实施例中,第一氧化的温度和第二氧化的温度相等,由此,便于维持温度体系的平衡。
在一个实施例中,所述一次氧化过程中掺杂源的流量大于所述一次通源过程中掺杂源的流量。由此,可以提高掺杂区中第一区域的掺杂浓度,以降低第一区域与金属电阻之间接触形成的接触电阻,从而降低电能的传输过程中的能量损失。
在一个实施例中,在所述一次氧化的过程中,先通入流量为2000~4000sccm的氧气和流量为700~2000sccm的氮气;所述氮气中的至少一部分携带有掺杂源,所述掺杂源的流量为15~35mg/s;在所述二次氧化的过程中,停止通入所述掺杂源,并继续通入流量为2500~5000sccm的氧气和流量为700~2000sccm的氮气。由此,可以在通源退火的过程中保证系统的总压力始终处于平衡状态,从而保证系统的平稳运行。
在一个实施例中,所述一次通源包括通入流量为200~1000sccm的氧气和流量为400~2000sccm的氮气;所述氮气中的至少一部分携带有掺杂源,所述掺杂源的流量为10~30mg/s。由此,可以在硅片的表面形成具有一定掺杂原子浓度的氧化层,便于后续对掺杂原子向硅片的内部推进。
在一个实施例中,所述一次通源的温度为850~1000℃。由此,避免一次通源的温度过高导致一部分的掺杂原子会向硅片的内部扩散,而再经历后续推进过程时会导致PN结的结深增加,从而降低方阻。也避免一次通源的温度过低,导致掺杂源沿硅片表面水平方向的扩散不均匀。在一个实施例中,所述一次通源的时间为400~1200s。由此,避免时间过短导致氧化层内的掺杂原子浓度不足,也避免时间过长而影响生产效率。
在一个实施例中,所述推进处理包括先通入流量为100~1000sccm的氧气和流量为500~2000sccm的氮气进行一次推进;然后停止通入氧气,并继续通入流量为500~2000sccm的氮气进行二次推进。
在一个实施例中,所述一次推进的温度为900~1200℃。在一个实施例中,所述一次推进的时间为800~1200s。在一个实施例中,所述二次推进的温度为800~1000℃。在一个实施例中,所述二次推进的时间为800~1200s。由此,避免温度较低而影响掺杂原子的扩散效率,避免温度过高导致掺杂原子的扩散程度较大而导致PN结的结深更深,从而降低方阻。也避免推进时间过短导致掺杂原子的扩散程度不够,而时间过长会影响生产效率。
需要说明的是,在进行一次通源之前,可以先向扩散炉中通入氮气进行吹扫,在去除炉内杂质后,再进行抽真空,使扩散炉内的真空保持在一定的真空度,例如70-125mbar,最后再加热扩散炉,以使炉内的硅片被加热至一定温度例如750-950℃后,再进行一次通源。当然,在一些实施例中,在进行一次通源之前,还可以对硅片进行预氧化处理。在一些实施例中,在进行推进处理以在硅片上形成掺杂区第一区域之后进行后氧化处理。
本申请还提供了一种采用上述太阳电池的制备方法制备得到的太阳电池。在一个实施例中,该太阳电池可以包括但不限于钝化接触电池、PERC电池或PERT电池。
请参阅图3,在一个实施例中,本申请制备得到的新型太阳电池包括硅片1,以及形成于硅片1正面的掺杂区2’、正面膜层4和第一金属电极5,以及形成于硅片1背面的背面膜层6和第二金属电极7。其中,掺杂区2’包括面向硅片1一侧的第一区域21和背对硅片1一侧的第二区域22,第二区域22内的掺杂浓度高于第一区域21内的掺杂浓度。
正面膜层4可以包括钝化膜和减反膜中的至少一种,便于钝化硅片1表面及体内缺陷以及减少入射光的反射。其中,钝化膜和减反膜的材料包括但不限于氮化硅、氮氧化硅、氧化硅或氧化铝。第一金属电极5经过高温烧结可以烧穿正面膜层4,与掺杂区2’的第二区域22直接接触。或者,正面膜层4预留出供第一金属电极5与掺杂区2’的第二区域22相接触的空间,以实现良好的欧姆接触。
背面膜层6也可以包括钝化膜和减反膜中的至少一种,第二金属电极7经过高温烧结可以烧穿钝化膜和/或减反膜,与硅片1直接接触。或者,钝化膜和/或减反膜预留出供第二金属电极7与硅片1相接触的空间,以实现良好的欧姆接触。
需要说明的是,第一金属电极5或第二金属电极7的材料包括但不限于银、铝、铜或镍。
实施例1
S0、制绒:采用体积分数为2%的氢氧化钠溶液对P型单晶硅片进行制绒,以在硅片表面形成具有陷光效应的金字塔绒面结构。
S11、扩散前预处理:将形成有金字塔绒面结构的硅片装载于石英舟上并送入扩散炉内;向扩散炉内通入流量为2000sccm的氮气进行吹扫置换,再对扩散炉抽真空,使扩散炉内的真空度为75mbar;并加热至850℃。
S12、预氧化:在850℃的温度下,通入流量为900sccm的氧气,进行预氧化450s。
S13、一次通源:将扩散炉内的温度升高至880℃,并通入流量为500sccm的氧气、流量为1300sccm且携带有三氯氧磷的氮气;其中,三氯氧磷的流量为17mg/s,通源时间为720s,以在硅片的表面形成磷硅玻璃层(PSG)。
S14、一次推进:将扩散炉内的温度升高至930℃,并通入流量为500sccm的氧气和流量为1200sccm的氮气,推进时间为960s。
S15、二次推进:将扩散炉内的温度降低至890℃,并关闭氧气,继续通入流量为1800sccm的氮气,推进时间为840s。
经过两次推进,可以使磷硅玻璃层(PSG)中的磷掺杂原子向硅片的内部扩散,形成掺杂区第一区域。
S16、后氧化:将扩散炉内的温度降低至850℃,并通入流量为1500sccm的氧气和流量为500sccm的氮气,氧化时间为240s。
S21、去除氧化层:使用体积分数为10%的HF溶液腐蚀硅片30s,以去除硅片上的磷硅玻璃层(PSG)。
S22、通源退火前预处理:将去除磷硅玻璃层(PSG)的硅片置于退火炉内,向退火炉内通入氮气吹扫置换,再对退火炉抽真空,使退火炉内的真空度为800mbar;并加热至700℃。
S23、一次氧化(通源):维持炉内的温度700℃,并通入流量为3500sccm的氧气和流量为1400sccm且携带有三氯氧磷的氮气;其中,三氯氧磷的流量为20mg/s,通源和氧化的时间为600s,以在硅片的表面形成掺杂区第二区域。
S24、二次氧化:停止通入三氯氧磷,在温度700℃下,继续通入流量为4000sccm的氧气和流量为1200sccm的氮气,氧化时间为540s。
S3、在硅片的正面形成氧化铝钝化膜和氧化硅减反膜;将经过通源退火在硅片背面绕镀的掺杂区去除后,在硅片的背面形成氧化铝钝化膜和氧化硅减反膜;然后采用丝网印刷制备第一银电极和第二银电极。
对比例1
S0、制绒:采用体积分数为2%的氢氧化钠溶液对P型单晶硅片进行制绒,以在硅片表面形成具有陷光效应的金字塔绒面结构。
S11、扩散前预处理:将形成有金字塔绒面结构的硅片装载于石英舟上并送入扩散炉内;向扩散炉内通入流量为2000sccm的氮气进行吹扫置换,再对扩散炉抽真空,使扩散炉内的真空度为75mbar;并加热至850℃。
S12、预氧化:在850℃的温度下,通入流量为900sccm的氧气,进行预氧化450s。
S13、一次通源:将扩散炉内的温度升高至880℃,并通入流量为500sccm的氧气、流量为1300sccm且携带有三氯氧磷的氮气;其中,三氯氧磷的流量为17mg/s,通源时间为720s,以在硅片的表面形成磷硅玻璃层(PSG)。
S14、一次推进:将扩散炉内的温度升高至930℃,并通入流量为500sccm的氧气和流量为1200sccm的氮气,推进时间为960s。
S15、二次推进:将扩散炉内的温度降低至890℃,并关闭氧气,继续通入流量为1800sccm的氮气,推进时间为840s。
经过两次推进,可以使磷硅玻璃层(PSG)中的磷掺杂原子向硅片的内部扩散,形成轻掺杂区。
S16、二次通源:将扩散炉内的温度降低至880℃,并通入流量为500sccm的氧气、流量为1100sccm的氮气、流量为17mg/s的三氯氧磷,时间为720s,以在硅片的表面形成磷硅玻璃层(PSG)。
S17、激光掺杂:使用功率为35W,开度为60%的激光照射磷硅玻璃层(PSG),以使磷硅玻璃层(PSG)中的磷原子扩散到硅片内,以在硅片的局部形成重掺杂区。
S18、氧化:将扩散炉内的温度降低至870℃,并通入流量为1000sccm的氧气,氧化时间为100s。
S19、后氧化:将扩散炉内的温度降低至850℃,并通入流量为1500sccm的氧气和流量为500sccm的氮气,氧化时间为240s。
S21、去除氧化层:使用体积分数为10%的HF溶液腐蚀硅片30s,以去除硅片上的磷硅玻璃层(PSG)。
S22、退火前预处理:将去除磷硅玻璃层(PSG)的硅片置于退火炉内,向退火炉内通入氮气吹扫置换,再对退火炉抽真空,使退火炉内的真空度为800mbar;并加热至700℃。
S23、氧化:通入流量为4000sccm的氧气和流量为1200sccm的氮气,氧化时间为1440s。
S3、在硅片的正面形成氧化铝钝化膜和氧化硅减反膜;将经过通源退火的硅片背面的轻掺杂区和重掺杂区去除后,在硅片的背面形成氧化铝钝化膜和氧化硅减反膜;然后采用丝网印刷制备第一银电极和第二银电极。
对实施例1和对比例1制作的太阳电池进行性能测试(开路电压、短路电流、填充因子、光电转换效率、方块电阻)。其中,电性能测试的测试方法为使用太阳模拟器(光伏Halm测试机)测试电池电性能;氧化硅厚度使用椭圆偏振光光谱仪或SEM测试仪测试;结深和表面浓度的测试方法为电化学测试;紫外衰减的测试方法为将电池至于紫光光源处理,并测试电池在紫外处理前及后电性能,然后确定电池功率衰减量。
表1
注:如图3所示,本申请实施例1表面浓度为掺杂区2’中第二区域22的表面浓度。如图2所示,对比例1的轻掺杂区2和重掺杂区3在硅片1的表面交替排布,其表面浓度分为轻掺杂区2的表面浓度和重掺杂区3的表面浓度。
表2
由表1、表2的实施例1和对比例1可以看出,由本申请实施例1制备得到的太阳电池的硅片表面的氧化硅厚度较厚,本申请实施例1掺杂区的表面浓度相较于对比例1重掺杂区的表面浓度较低,相较于对比例1轻掺杂区的表面浓度较高,且本申请实施例1掺杂区的结深较小、方块电阻较高。本申请提供的制备方法能够使电池的开路电压提高至0.6957V,在保持较高的电池光电转换效率的同时,紫外衰减程度显著减小,即大大提高了电池的抗紫外衰减能力。另外,本申请省略了传统激光掺杂技术中的激光推进和氧化步骤,能够在生产过程中降低了硅片的转移次数,尽量避免了硅片在转移过程中造成损坏,提高了产品的良率。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳电池的制备方法,其特征在于,包括:
对制绒后的硅片进行一次通源以在所述硅片的表面形成含有掺杂原子的氧化层;然后进行推进处理,以使所述掺杂原子向所述硅片的内部扩散并形成掺杂区第一区域;
依次对所述硅片进行去除氧化层处理和通源退火处理,以在所述硅片的表面形成掺杂区第二区域。
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,所述通源退火处理包括在通入掺杂源的条件下对所述硅片进行一次氧化和在停止通入掺杂源的条件下对所述硅片进行二次氧化。
3.根据权利要求2所述的太阳电池的制备方法,其特征在于,所述一次氧化的温度为500~800℃;和/或,所述一次氧化的时间为480~840s。
4.根据权利要求2所述的太阳电池的制备方法,其特征在于,所述二次氧化的温度为500~800℃;和/或,所述二次氧化的时间为240~600s。
5.根据权利要求2所述的太阳电池的制备方法,其特征在于,所述一次氧化过程中掺杂源的流量大于所述一次通源过程中掺杂源的流量。
6.根据权利要求2所述的太阳电池的制备方法,其特征在于,在所述一次氧化的过程中,先通入流量为2000~4000sccm的氧气和流量为700~2000sccm的氮气;所述氮气中的至少一部分携带有掺杂源,所述掺杂源的流量为15~35mg/s;在所述二次氧化的过程中,停止通入所述掺杂源,并继续通入流量为2500~5000sccm的氧气和流量为700~2000sccm的氮气。
7.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法,其特征在于,所述一次通源包括通入流量为200~1000sccm的氧气和流量为400~2000sccm的氮气;所述氮气中的至少一部分携带有掺杂源,所述掺杂源的流量为10~30mg/s;
和/或,所述一次通源的温度为850~1000℃;和/或,所述一次通源的时间为400~1200s。
8.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法,其特征在于,所述推进处理包括先通入流量为100~1000sccm的氧气和流量为500~2000sccm的氮气进行一次推进;然后停止通入氧气,并继续通入流量为500~2000sccm的氮气进行二次推进。
9.根据权利要求8所述的太阳电池的制备方法,其特征在于,所述一次推进的温度为900~1200℃;和/或,所述一次推进的时间为800~1200s;
所述二次推进的温度为800~1000℃;和/或,所述二次推进的时间为800~1200s。
10.一种太阳电池,其特征在于,采用权利要求1至9任一项所述的太阳电池的制备方法制备得到。
CN202311301425.1A 2023-10-07 2023-10-07 一种太阳电池的制备方法及其太阳电池 Pending CN117577729A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311301425.1A CN117577729A (zh) 2023-10-07 2023-10-07 一种太阳电池的制备方法及其太阳电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311301425.1A CN117577729A (zh) 2023-10-07 2023-10-07 一种太阳电池的制备方法及其太阳电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117577729A true CN117577729A (zh) 2024-02-20

Family

ID=89861253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311301425.1A Pending CN117577729A (zh) 2023-10-07 2023-10-07 一种太阳电池的制备方法及其太阳电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117577729A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11545588B2 (en) Solar cell, method for manufacturing solar cell, and solar cell module
CN107195699B (zh) 一种钝化接触太阳能电池及制备方法
US20200279970A1 (en) Method of Manufacturing a Passivated Solar Cell and Resulting Passivated Solar Cell
CN109494261A (zh) 硅基太阳能电池及制备方法、光伏组件
CN206864484U (zh) 一种钝化接触太阳能电池
CN110880541A (zh) 一种新结构n型晶硅PERT双面电池及其制备方法
WO2011145731A1 (ja) 太陽電池素子およびその製造方法ならびに太陽電池モジュール
CN112490304A (zh) 一种高效太阳能电池的制备方法
CN109004038B (zh) 太阳能电池及其制备方法和光伏组件
CN115000246B (zh) P型钝化接触电池制备方法及钝化接触电池
CN106057971A (zh) 一种高效晶硅perc电池的制备方法
CN209183556U (zh) 硅基太阳能电池及光伏组件
CN112201575A (zh) 一种选择性硼源掺杂方法及双面电池的制备方法
CN111952381B (zh) 一种硅异质结太阳电池及其制备方法
WO2024066207A1 (zh) 一种新型太阳能电池及其制作方法
CN111477720A (zh) 一种钝化接触的n型背结太阳能电池及其制备方法
CN115566093A (zh) 一种高效选择性掺杂电池及其制备方法
CN115101604A (zh) TOPCon太阳能电池片及其制备方法、电池组件和光伏系统
CN114883421A (zh) 一种双面钝化接触太阳能电池及其制作方法
CN114823969A (zh) 一种提升钝化接触结构性能的低温氢等离子体辅助退火方法和TOPCon太阳能电池
CN114744054A (zh) 一种TOPCon电池及其制备方法
JP6330108B1 (ja) 高光電変換効率太陽電池及び高光電変換効率太陽電池の製造方法
CN116190470A (zh) 一种硼掺杂选择性发射极TOPcon电池及其制备方法
CN116053333A (zh) 一种太阳能电池发射极制备方法
CN114823304A (zh) 太阳能电池的制备方法、太阳能电池及发电装置

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