CN118231514A - 太阳能电池制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种太阳能电池制备方法,包括如下步骤:选用N型硅片,在其正面制绒;在制绒后的硅片正面形成选择性发射极,所述选择性发射极包括重掺杂区、轻掺杂区,所述重掺杂区与所述轻掺杂区在硅片的厚度方向上具有高度差;在所述重掺杂区的正面形成正面金属电极。该方法中,所述重掺杂区与所述轻掺杂区在硅片的厚度方向上具有高度差,扩大了正面的受光面积;且与传统的二次硼扩技术兼容性高,SE提效效果好。
Description
技术领域
本发明涉及光伏领域,尤其涉及一种SE提效效果好的太阳能电池制备方法。
背景技术
选择性发射极(selective emitter,SE)技术,是指在硅片上与金属电极接触的金属化区域进行高浓度掺杂,在不与金属电极接触的其他区域进行低浓度掺杂;既可以降低硅片和电极之间的接触电阻,又可以降低表面复合,提高转换效率。
SE技术应用于传统的电池,可以使其增效0.2%以上,但是目前SE提效技术不甚明朗,仍然不能达成预期的提效目的。
有鉴于此,有必要提供一种改进的太阳能电池制备方法,以解决上述技术问题。
发明内容
本发明旨在能够至少解决现有技术存在的技术问题之一,提供一种保证SE增效效果的太阳能电池制备方法。
为实现上述发明目的之一,本发明采用如下技术方案:
一种太阳能电池制备方法,包括如下步骤:
选用N型硅片,在其正面制绒;
在制绒后的硅片正面形成选择性发射极,所述选择性发射极包括重掺杂区、轻掺杂区,所述重掺杂区与所述轻掺杂区在硅片的厚度方向上具有高度差;
在所述重掺杂区的正面形成正面金属电极。
作为本发明的进一步改进,形成所述选择性发射极包括如下步骤:
S21第一次硼扩,在制绒后的硅片正面进行第一次硼扩散处理,形成第一硼扩层,并在所述第一硼扩层的表面形成第一硼硅玻璃层;
S22去除所述第一硼硅玻璃层,再在所述第一硼扩层的正面形成掩膜层;
S23激光开窗,去除局部区域的掩膜层;
S24在所述激光开窗区进行二次制绒,去除激光损伤层,并形成凹槽;
S25第二次硼扩,在所述凹槽处形成第二硼扩层,所述第二硼扩层与所述第一硼扩层的硼掺杂浓度不同;
其中,所述第二硼扩层、未开窗区的第一硼扩层中的一个构成所述重掺杂区,另一个构成所述轻掺杂区。
作为本发明的进一步改进,在金属化区域进行激光开窗,第一硼扩层的硼掺杂浓度<第二硼扩层的硼掺杂浓度。
作为本发明的进一步改进,第一次硼扩的推进温度不超过950℃,所述第一硼扩层的方阻介于200ohm/sq~300ohm/sq之间;第二次硼扩的温度介于980℃~1100℃,所述第二硼扩层的方阻介于80ohm/sq~120ohm/sq。
作为本发明的进一步改进,所述凹槽的宽度大于位于其正面的正面金属电极的宽度。
作为本发明的进一步改进,所述正面金属电极包括主栅和副栅,所述凹槽位于与所述副栅对应的区域,或所述凹槽位于与副栅、主栅均对应的区域。
作为本发明的进一步改进,所述凹槽的深度大于1μm,优选介于2μm~4μm之间。
作为本发明的进一步改进,在金属化区域进行激光开窗,第一硼扩层的硼掺杂浓度>第二硼扩层的硼掺杂浓度。
作为本发明的进一步改进,第一次硼扩的推进温度介于980℃~1100℃,所述第一硼扩层的方阻介于80ohm/sq~120ohm/sq;第二次硼扩的推进温度不超过950℃,所述第二硼扩层的方阻介于200ohm/sq~300ohm/sq之间。
作为本发明的进一步改进,所述凹槽的深度不小于所述第一硼扩层的厚度。
作为本发明的进一步改进,去除第二次硼扩形成的第二BSG层以及所述掩膜层,选用非接触制备工艺形成所述正面金属电极。
作为本发明的进一步改进,非接触制备工艺包括激光转印工艺、或电镀工艺、或喷墨打印工艺。
作为本发明的进一步改进,去除第二次硼扩形成的第二BSG层以及所述掩膜层后,在选择性发射极正面形成功能膜层,再形成正面金属电极;所述功能膜层为正面钝化层、或正面反射层、或正面钝化层和正面反射层。
作为本发明的进一步改进,所述的太阳能电池制备方法还包括如下步骤:
去除所述硅片背面的绕镀层;
在所述硅片的背面制备背面钝化结构;
在所述背面钝化结构的背面形成背面减反层;
形成背面金属电极。
作为本发明的进一步改进,所述背面钝化结构包括遂穿氧化层、N型掺杂多晶硅层;或,所述背面钝化结构为BSF层。
作为本发明的进一步改进,依次包括如下步骤:
选用N型硅片,在其正面制绒;
在制绒后的硅片正面形成选择性发射极,同时在选择性发射极的正面形成正面保护层;
去除所述硅片背面的绕镀层;
在所述硅片的背面制备背面钝化结构;
去除正面保护层;
在正面制备正面钝化层;
利用PECVD沉积同时形成正面减反层、背面减反层;
形成正面金属电极、背面金属电极;
烧结;
后处理。
本发明的有益效果是:本发明的太阳能电池制备方法,所述重掺杂区与所述轻掺杂区在硅片的厚度方向上具有高度差,扩大了正面的受光面积;且与传统的二次硼扩技术兼容性高,SE提效效果好。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例的太阳能电池的结构示意图,未示意绒面结构;
图2为本发明另一较佳实施例的太阳能电池的结构示意图,未示意绒面;
图3为本发明又一较佳实施例的太阳能电池的结构示意图,未示意绒面;
图4为本发明又一较佳实施例的太阳能电池的结构示意图,未示意绒面;
图5示意本发明的太阳能电池制备方法中步骤S21第一次硼扩后的结构示意图;
图6示意本发明的太阳能电池制备方法中步骤S22去除第一次BSG层、再形成掩膜层后的结构示意图;
图7示意本发明的太阳能电池制备方法中步骤S23激光开窗后的结构示意图;
图8示意本发明的太阳能电池制备方法中步骤S24二次制绒后的结构示意图;
图9示意本发明的太阳能电池制备方法中步骤S25第二次硼扩后的结构示意图;
图10示意本发明的太阳能电池制备方法中步骤S3去除第二BSG层以及掩膜层后的结构示意图;
图11示意本发明的太阳能电池制备方法在图9基础上形成正面钝化层、正面减反层的结构示意图;
图12示意本发明的太阳能电池制备方法中步骤S4采用非接触制备工艺形成正面金属电极的结构示意图;
图13示意本发明的太阳能电池制备方法中步骤S4采用丝印工艺形成正面金属电极的结构示意图;
图14为本发明较佳实施例的太阳能电池制备方法流程图。
其中,100-太阳能电池,1-硅片,2-选择性发射极,21-重掺杂区,22-轻掺杂区,3-正面钝化层,4-正面减反层,5-正面金属电极,6-背面钝化结构,61-隧穿氧化层,62-N型掺杂多晶硅层,63-磷掺杂背场(BSF),7-背面减反层,8-背面金属电极。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
在本发明的各个图示中,为了便于图示,结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大,因此,仅用于图示本发明的主题的基本结构。
发明人研究发现,常规的SE技术主要有一次硼扩技术与二次硼扩技术。一次硼扩技术,技术难度要求高,会引入污染,提效不明显,提效潜力小,普遍很难达到0.2%的量产水平。二次硼扩技术,提效潜力大,如果优化太阳能电池100的结构或其制备工艺后,最佳提效幅度有可能达到0.4%以上。因此,本发明基于二次硼扩技术,对太阳能电池100的结构及其制备方法进行改进。
请参阅图1~图3所示,为本发明较佳实施例的一种太阳能电池100,其包括硅片1、位于硅片1正面的选择性发射极2、正面金属电极5。本发明主要对选择性发射极2及其与硅片1、正面金属电极5的关系进行优化,以使得提效幅度达到理想值0.4%以上。
所述硅片1为N型硅片1,电阻率介于0.3Ω·cm~8Ω·cm,且采用现有任意工艺制绒,至少在硅片1的正面形成绒面。
所述硅片1的正面具有与正面金属电极5接触的金属化区域、位于所述金属化区域之间的非金属化区域。当所述正面金属电极5包括主栅和副栅时,考虑到副栅的整体面积远大于主栅的面积,因此金属化区域可以仅包括与副栅对应的区域,也可以同时包括与副栅、主栅均对应的区域。
所述选择性发射极2由二次硼扩散形成,包括位于所述金属化区域的重掺杂区21、位于所述非金属化区域的轻掺杂区22,所述正面金属电极5位于所述重掺杂区21并与其接触。
所述重掺杂区21的掺杂浓度大,方阻介于80ohm/sq~120ohm/sq,与正面金属电极5形成欧姆接触,降低太阳电池的串联电阻,提高电池的填充因子FF。所述轻掺杂区22的磷掺杂浓度低,方阻介于200ohm/sq~300ohm/sq之间,可以降低载流子的体复合几率,提高电池的开路电压Voc和短路电流Isc。并且,所述重掺杂区21、所述轻掺杂区22在交界处形成横向的PN结,可以提高载流子的收集率,从而进一步提高太阳能电池100的短路电流Isc。
本发明中,所述重掺杂区21与所述轻掺杂区22在硅片1的厚度方向上具有高度差,也即所述重掺杂区21、所述轻掺杂区22不在一个平面上,扩大了正面的受光面积。具体地,两个掺杂区形成一个台阶,台阶的侧壁可以吸收太阳光,从而提高电池效率。
优选地,所述硅片1正面的金属化区域具有凹槽,所述重掺杂区21位于所述凹槽处,也即所述重掺杂区21位于所述凹槽的下方,所述轻掺杂区22位于所述凹槽外的区域。
此时,所述重掺杂区21低于所述轻掺杂区22,一方面,正面金属电极5位于凹槽内,仅顶部从所述凹槽内伸出,底部受所述凹槽保护,大大减小金属栅线受侧向剪切力的影响,降低断栅的几率,提高电池良率;并且还能减少对栅线对太阳光的遮挡,进一步提高光的吸收。另一方面,如此设计与二次硼扩工艺的兼容性更高,结合制备工艺的优化,可以保证良好的提效效果。
具体地,所述凹槽的宽度大于位于其正面的正面金属电极5的宽度,正面金属电极5与凹槽的侧壁之间具有一定的间隙,方便形成正面金属电极5;防止两者直接接触,导致接触电阻增大;且太阳光能够射入该间隙处,增大受光面积。
当所述凹槽位于与所述副栅对应的区域时,所述凹槽的宽度大于所述副栅的宽度。当所述凹槽位于与副栅、主栅均对应的区域时,与副栅对应区域的凹槽大于副栅的宽度,与主栅对应区域的凹槽大于主栅的宽度。
另外,为了保证在二次硼扩技术中将掩膜层去除干净,还对制成的栅线有良好的保护作用,本发明中所述凹槽的深度至少为1μm,且凹槽越深越好。但发明人考虑到,凹槽太深造成硅片1过度损失、且对后续正面金属电极5的制备工艺选择有影响,优选介于2μm~4μm之间。
所述正面金属电极5优选非接触制备工艺,优选激光转印技术或喷墨打印技术形成的银电极,或电镀形成的Ni/Cu/Ag电极。非接触制备工艺将正面金属电极5直接形成于凹槽中,降低断栅,提高电池良率。
进一步地,所述太阳能电池100还包括功能膜层,所述功能膜层位于所述选择性发射极2的正面,以对界面、稳定性等进行改善。
一实施例中,所述功能膜层为正面钝化层3,正面进行钝化,所述正面金属电极5穿过所述正面钝化层3与所述重掺杂区21接触。
所述正面钝化层3包括场钝化层,所述场钝化层为氧化铝钝化层。
进一步地,所述正面钝化层3还包括位于选择性发射极2与所述场钝化层之间的化学钝化层。所述化学钝化层为氧化硅层、或氮氧化硅层中的一种或两种形成的叠层膜,起到抗PID的效果。
优选地,所述化学钝化层的厚度与场钝化层的厚度的比值介于1:1~1:16之间。一具体实施例中,化学钝化层的厚度介于0.5nm~2nm之间,氧化铝层的厚度介于2nm~8nm之间。
另一实施例中,所述功能膜层为正面减反层4。
所述正面减反层4为氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层中的一种或多种叠层膜,正面减反层4的厚度介于60nm~130nm之间,以减少正面的光线反射,提高入射光的捕获率,提高电池效率。
另一实施例中,所述供能膜层包括位于所述选择性发射极2正面的正面钝化层3、位于所述正面钝化层3正面的正面减反层4,所述正面金属电极5烧结后穿过所述正面钝化层3、所述正面减反层4与所述重掺杂区21接触。
以上是本发明对电池的正面结构进行优化,背面可以采用与上述正面结构相匹配的任意一种结构。所述太阳能电池还包括位于硅片1背面的背面钝化结构6、背面减反层7、背面金属电极8。
一实施例中,请参阅图1所示,背面钝化结构6包括隧穿氧化层61、N型掺杂多晶硅层62,所述太阳能电池100为n-TOPCON电池。n-TOPCON电池包括依次位于硅片1背面的隧穿氧化层61、N型掺杂多晶硅层62、背面减反层7和背面金属电极8,所述背面金属电极8烧结后穿过所述背面减反层7与所述N型掺杂多晶硅层62接触。
所述隧穿氧化层613为氧化硅层、氮氧化硅层中的一种或者两种形成的叠层膜结构,厚度介于0.5nm~3nm之间。所述N型掺杂多晶硅层624,磷掺杂浓度为5E19 cm-3~1E21cm-3,厚度为20nm~300nm。所述隧穿氧化层613与所述N型掺杂多晶硅层624,实现钝化接触,减少金属化区域的复合。
所述背面减反层7为氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层中的一种或多种叠层膜,背面减反层7的厚度介于60nm~130nm之间,以减少背面的光线反射,提高电池效率。
所述背面金属电极8采用电镀形成的Ni/Cu/Ag或者印刷形成的Ag金属电极。
另一实施例中,请参阅图2和图3背面钝化结构6为磷掺杂背场(BSF)63,所述太阳能电池100为单面或双面n-PERT电池,还包括依次位于硅片1背面的磷掺杂背场63(BSF)、背面减反层7和背面金属电极8,所述背面金属电极8烧结穿过所述背面减反层7与所述磷掺杂背场63接触。
n-PERT电池与n-TOPCON电池的区别仅在于背面的钝化结构,两者的背面减反层7、背面金属电极8相同。
另请参阅图4所示,本发明还提供另外一种太阳能电池100,与上述太阳能电池100的区别仅在于:所述硅片1正面的非金属化区域具有凹槽,所述氢掺杂区位于所述凹槽处,也即所述轻掺杂区22位于所述凹槽的下方,所述重掺杂区21位于所述凹槽外的区域。
基于二次硼扩技术,需要在凹槽处进行第二次硼扩形成轻掺杂区22,为了避免第一次硼扩的重掺杂对吸光有影响,本发明优选所述凹槽的深度不小于所述重掺杂区21的结深,也即在形成凹槽时去除对应区域的重掺杂层。
另外,由于正面金属电极5位于凹槽外,优选采用电镀工艺或喷墨打印工艺形成所述正面金属电极5,金属栅线相对较薄,可以降低摩擦造成断栅的概率。
其他膜层和结构与上述太阳能电池100均相同,于此不再赘述。
请参考图5~图14所示,本发明还提供一种新的太阳能电池100的制备方法,包括如下步骤:选用N型硅片1,在其正面制绒;在制绒后的硅片1正面形成选择性发射极2,所述选择性发射极2包括重掺杂区21、轻掺杂区22,所述重掺杂区21与所述轻掺杂区22在硅片1的厚度方向上具有高度差;在所述重掺杂区21的正面形成正面金属电极5。
具体地,太阳能电池100的制备方法包括如下步骤:
S1选用N型硅片1,进行制绒。
所述N型硅片1的电阻率为0.3Ω·cm~8Ω·cm,优选为0.5Ω·cm~3.5Ω·cm。
制绒工艺可采用现有技术中的任意一种,例如碱制绒,在硅片1的正面和背面形成金字塔绒面,金字塔尺寸介于1μm~3μm,为小尺寸金字塔。当然,考虑到后续背面需要抛光,也可以仅在正面形成绒面。
S2制备选择性发射极2,采用二次硼扩技术,一次形成轻掺杂区22,一次形成重掺杂区21;包括如下步骤:
S21第一次硼扩,在制绒后的硅片1正面进行第一次硼扩散处理,形成第一硼扩层,并在所述第一硼扩层的表面形成第一硼硅玻璃层(第一BSG层)。
S22去除所述第一BSG层,再在所述第一硼扩层的正面形成一层掩膜层,所述掩膜层为SiOx层、或SiNx中的一种或两种的叠层膜,厚度控制在60nm~100nm,例如约80nm。
S23激光开窗,去除局部区域的掩膜层;
S24在所述激光开窗区进行二次制绒,重新形成绒面,去除激光损伤层,并形成凹槽,即被掩膜层保护的区域与激光开窗区存在高度差。
S25第二次硼扩,在所述凹槽处形成第二硼扩层,同时在正面形成第二BSG层。第二硼扩层与第一硼扩层之间具有高度差,且第二硼扩层的浓度与第一硼扩层的浓度不同,所述第二硼扩层、未开窗区的第一硼扩层中的一个为所述重掺杂区21,另一个为所述轻掺杂区22。
发明人发现:受限于现阶段激光技术水平,步骤S23中无法做到去除掩膜层的同时保留金字塔不受损,故激光开窗区域,金字塔会受到不同程度损伤,导致电池正面的重掺杂区21及金属电极的复合将会增加,效率达不到预期效果。
故,本发明设计的步骤S24,激光开窗后进行二次制绒,去除第一硼扩层的激光损伤,因此步骤S23可以无需考虑对第一硼扩层造成的激光损伤,保证所述掩膜层被完全去除。电池测试结果证明:完全去除掩膜层、第一硼扩层的激光损伤,将会提高硼扩SE技术的提效幅度。
优选地,按照金属化图案在金属化区域进行激光开窗。一方面,电池正面金属化区域的面积小于非金属化区域的面积,形成凹槽的面积小,去除掩膜层时造成的损伤区域小。另一方面,后续制备的正面金属电极5位于凹槽内,仅顶部从所述凹槽内伸出,底部受所述凹槽保护,大大减小金属栅线受侧向剪切力的影响,降低断栅的几率,提高电池良率。
相应地,第一硼扩层的硼掺杂浓度小于第二硼扩层的硼掺杂浓度,也即第一硼扩层形成轻掺杂区22(正面P+层),第二次硼扩层形成重掺杂区21(正面P++层)。第二次硼扩时,即使有掩膜层的保护,所述凹槽周边的区域也会造成一定程度的硼扩,使得凹槽周边区域的掺杂浓度介于正面P+层和正面P+层之间,过渡衔接轻掺杂区22和重掺杂区21。
一具体实施例中,第一次硼扩的推进温度不超过950℃,时间根据方阻定义,所述正面P+层的方阻介于200ohm/sq~300ohm/sq之间。第二次硼扩的推进温度介于980℃~1100℃,时间根据方阻确定,所述第二硼扩层的方阻介于80ohm/sq~120ohm/sq,与正面金属电极5的接触好,可以提高电池Voc。
另外,二次制绒时间越久,激光损伤层去除效果越好,但对应的凹槽也越深。本发明通过蚀刻液浓度、蚀刻时间控制凹槽的深度,使其介于电池结构中描述的1μm以上,优选2μm~4μm之间,在保证激光损伤层去除完全的前提下,方便后续制备金属电极,并对金属电极形成良好的保护,且有利于光线的入射,尤其是早上、傍晚的太阳光,入射角度小时,该效果更加明显。
S3去除第二次硼扩形成的第二BSG层以及非金属化区域上方的掩膜层。
S4制备金属电极。
如图12所示,本发明优选非接触制备工艺制备正面金属电极5,将正面金属电极5直接形成于凹槽中,大大保护栅线不受侧向剪切力的影响,降低断栅,提高电池良率;且电池的提效幅度可超过0.4%,预估有0.5%~0.6%的提效,可实现每GW成本下降800万,且无明显不可控制的因素,适合在产业上推广应用。
如图13所示,也可以采用丝网印刷工艺制备正面金属电极5,但刮刀下压过程中,凹槽位置与网版未接触,则导致栅线拓展严重,如图10,这样就会导致金属化面积增大,造成电流损失,效率增益水平不如非接触制备工艺获得的正面金属电极5。
非接触制备工艺包括但不限于激光转印、电镀、喷墨打印等。本发明优选激光转印制备电极,无需制版、且工序简单易操作,解决了丝网印刷因设备等原因发生的一系列问题。
进一步地,为了提高电池的性能和稳定性,在制备金属电极前,形成功能膜层。例如,对正面进行钝化处理,形成正面钝化层3;或形成正面减反层4;或先形成正面钝化层3,再形成正面减反层4。
所述正面钝化层3、所述正面减反层4通过PECVD工艺或ALD工艺形成,膜层如电池结构中所述,于此不再赘述。
S5烧结,通过高温进行烧结处理,600℃~800℃温度下,使正面金属电极5与所述重掺杂区21欧姆接触。在具有功能膜层时,正面金属电极5烧穿所述正面减反层4、正面钝化层3与所述重掺杂区21欧姆接触。
另外,所述太阳能电池100的制备方法还包括硅片1背面膜层的制备,包括如下步骤:
S6去除硅片1背面的绕镀层。
S7在硅片1的背面制备背面钝化结构。一实施例中,所述背面钝化结构为遂穿钝化结构,包括遂穿氧化层、N型掺杂多晶硅层,形成的太阳能电池100为n-TOPCON电池。另一实施例中,所述背面钝化结构为BSF层,形成的太阳能电池100为n-PERT电池。
S8在背面钝化结构的背面形成背面减反层7。
S9形成背面金属电极8。所述背面电极的制备工艺采用现有技术,可以丝网印刷银浆,也可以采用上述非接触制备工艺形成背面金属电极8。
S10烧结。通过高温进行烧结处理,600℃~800℃温度下,使背面金属电极882烧穿氮化硅与掺杂多晶硅层4接触形成欧姆接触,或背面金属电极8烧穿BSF层与硅片1接触。
实际制备工艺中,步骤S2后在正面形成的第二BSG层以及非金属化区域上方的掩膜层,对选择性发射极2有保护作用,称为正面保护层。步骤S2后,先通过步骤S5、S6形成背面钝化结构后,再进行步骤S3。
然后在正面形成正面钝化层3;再利用PECVD沉积同时形成所述正面减反层4、所述背面减反层7,沉积温度300℃~550℃。
在形成正面金属电极5、背面金属电极8后,S5与S10合为一个烧结步骤。
进一步地,所述太阳能电池100的制备方法还包括:S11后处理。利用光注入、电注入等方式对太阳能电池100进行钝化处理,提高电池效率。
本发明还提供另一种太阳能电池100的制备方法,与上述实施例的区别仅在于步骤S2。
具体地,按照金属化图案在非金属化区域进行激光开窗。与上述实施例相反地,第一硼扩层的硼掺杂浓度大于第二硼扩层的硼掺杂浓度,也即第一硼扩层形成重掺杂区21(正面P++层),第二次硼扩层形成轻掺杂区22(正面P+层)。
一具体实施例中,第一次硼扩的温度介于980℃~1100℃,时间根据方阻确定,所述重掺杂区21的方阻介于80ohm/sq~120ohm/sq,与正面金属电极5的接触好,可以提高电池Voc。第二次硼扩的推进温度不超过950℃,时间根据方阻定义,所述正面P+层的方阻介于200ohm/sq~300ohm/sq之间。
此时,所述凹槽的深度至少为第一次硼扩的结深,也即将第一硼扩层完全去除掉,然后再二次硼扩形成所述轻掺杂区22,避免非金属化区域的掺杂浓度更高于金属化区域,影响吸光。
以下将通过具体的实施例,以形成N型-TOPCON电池为例,对本发明的太阳能电池100的制备方法,进行详细的说明。
太阳能电池100的制备方法,包括如下步骤:
选用N型硅片1,碱制绒形成金字塔绒面;
在制绒后的硅片1正面进行第一次硼扩散,形成轻掺杂的第一硼扩层,方阻介于200ohm/sq~300ohm/sq之间;
去除第一BSG呈,在所述第一硼扩层的正面镀掩膜层;
在所述掩膜层与金属化区域对应的位置处激光开窗,完全去除掩膜层;
在所述激光开窗区进行制绒,形成深度约2μm~4μm的凹槽,保证去除该区域的激光损伤层;
保留所述掩膜层的前提下,正面进行第二次硼扩,在所述凹槽处形成重掺杂的第二硼扩层,方阻介于80ohm/sq~120ohm/sq;
保留正面第二次硼扩形成的正面BSG和掩膜层,通过背面链式设备去除硅片1背面绕扩的BSG和绕镀的掩膜层,进行背面抛光,去除背结;
通过PECVD方式在硅片1背面沉积SiOx/poly Si,~940℃退火;或者LPCVD方式在硅片1背面沉积SiOx/poly Si,磷扩;
采用链式机台去除正面绕扩的PSG层;
采用槽式机台去除绕镀在正面的poly Si以及边缘区域的poly Si;HF去除正面BSG层及掩膜层;
正面镀氧化铝钝化层;
利用PECVD沉积正面SINx,背面SINx分别形成所述正面减反层4、所述背面减反层7;
激光转印工艺形成正面电极,丝网印刷形成背面电极;
烧结、后处理。
综上所述,本发明的太阳能电池100及其制备方法,所述重掺杂区21与所述轻掺杂区22在硅片1的厚度方向上具有高度差,扩大了正面的受光面积;且与传统的二次硼扩技术兼容性高。
应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种太阳能电池制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
选用N型硅片,在其正面制绒;
在制绒后的硅片正面形成选择性发射极,所述选择性发射极包括重掺杂区、轻掺杂区,所述重掺杂区与所述轻掺杂区在硅片的厚度方向上具有高度差;
在所述重掺杂区的正面形成正面金属电极。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:形成所述选择性发射极包括如下步骤:
S21第一次硼扩,在制绒后的硅片正面进行第一次硼扩散处理,形成第一硼扩层,并在所述第一硼扩层的表面形成第一硼硅玻璃层;
S22去除所述第一硼硅玻璃层,再在所述第一硼扩层的正面形成掩膜层;
S23激光开窗,去除局部区域的掩膜层;
S24在所述激光开窗区进行二次制绒,去除激光损伤层,并形成凹槽;
S25第二次硼扩,在所述凹槽处形成第二硼扩层,所述第二硼扩层与所述第一硼扩层的硼掺杂浓度不同;
其中,所述第二硼扩层、未开窗区的第一硼扩层中的一个构成所述重掺杂区,另一个构成所述轻掺杂区。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:在金属化区域进行激光开窗,第一硼扩层的硼掺杂浓度<第二硼扩层的硼掺杂浓度。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:第一次硼扩的推进温度不超过950℃,所述第一硼扩层的方阻介于200ohm/sq~300ohm/sq之间;第二次硼扩的温度介于980℃~1100℃,所述第二硼扩层的方阻介于80ohm/sq~120ohm/sq。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:所述凹槽的宽度大于位于其正面的正面金属电极的宽度。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:所述正面金属电极包括主栅和副栅,所述凹槽位于与所述副栅对应的区域,或所述凹槽位于与副栅、主栅均对应的区域。
7.根据权利要求3所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:所述凹槽的深度大于1μm,优选介于2μm~4μm之间。
8.根据权利要求2所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:在金属化区域进行激光开窗,第一硼扩层的硼掺杂浓度>第二硼扩层的硼掺杂浓度。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:第一次硼扩的推进温度介于980℃~1100℃,所述第一硼扩层的方阻介于80ohm/sq~120ohm/sq;第二次硼扩的推进温度不超过950℃,所述第二硼扩层的方阻介于200ohm/sq~300ohm/sq之间。
10.根据权利要求8所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:所述凹槽的深度不小于所述第一硼扩层的厚度。
11.根据权利要求2所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:去除第二次硼扩形成的第二BSG层以及所述掩膜层,选用非接触制备工艺形成所述正面金属电极。
12.根据权利要求11所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:非接触制备工艺包括激光转印工艺、或电镀工艺、或喷墨打印工艺。
13.根据权利要求11所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:去除第二次硼扩形成的第二BSG层以及所述掩膜层后,在选择性发射极正面形成功能膜层,再形成正面金属电极;所述功能膜层为正面钝化层、或正面反射层、或正面钝化层和正面反射层。
14.根据权利要求1~13任一项所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:还包括如下步骤:
去除所述硅片背面的绕镀层;
在所述硅片的背面制备背面钝化结构;
在所述背面钝化结构的背面形成背面减反层;
形成背面金属电极。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:所述背面钝化结构包括遂穿氧化层、N型掺杂多晶硅层;
或,所述背面钝化结构为BSF层。
16.根据权利要求14所述的太阳能电池制备方法,其特征在于:依次包括如下步骤:
选用N型硅片,在其正面制绒;
在制绒后的硅片正面形成选择性发射极,同时在选择性发射极的正面形成正面保护层;
去除所述硅片背面的绕镀层;
在所述硅片的背面制备背面钝化结构;
去除正面保护层;
在正面制备正面钝化层;
利用PECVD沉积同时形成正面减反层、背面减反层;
形成正面金属电极、背面金属电极;
烧结;
后处理。
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