CN204834653U - 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池 - Google Patents
基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204834653U CN204834653U CN201520594804.9U CN201520594804U CN204834653U CN 204834653 U CN204834653 U CN 204834653U CN 201520594804 U CN201520594804 U CN 201520594804U CN 204834653 U CN204834653 U CN 204834653U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- doped region
- type silicon
- electrode
- silicon substrate
- resisting film
- 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.)
- Active
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 53
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 38
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 38
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 22
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 42
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 20
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003978 SiClx Inorganic materials 0.000 description 2
- YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N [N].[P] Chemical compound [N].[P] YUWBVKYVJWNVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OOMSNAKIPQWBDX-UHFFFAOYSA-N [Si]=O.[P] Chemical compound [Si]=O.[P] OOMSNAKIPQWBDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N boron tribromide Chemical compound BrB(Br)Br ILAHWRKJUDSMFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 241000931526 Acer campestre Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000007772 electroless plating Methods 0.000 description 1
- 235000008216 herbs Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003685 thermal hair damage Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/04—Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor 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 adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor 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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种基于P型硅衬底的背接触式太阳能电池，其包括一P型硅衬底，P型硅衬底的受光面设置有掺杂硼的p+掺杂层，受光面上设置有第一减反钝化膜；P型硅衬底的背面设置有多个掺杂硼的p+掺杂区和多个掺杂磷n+掺杂区，每一p+掺杂区中设置有一p++重掺杂区，每一n+掺杂区中设置有一n++重掺杂区，背面上设置有第二减反钝化膜，第二减反钝化膜上设置有相互绝缘的第一电极和第二电极，第一电极和第二电极分别电性连接于p++重掺杂区和n++重掺杂区。本实用新型采用P型硅片作为背接触式太阳能电池的衬底材料，P型硅片技术成熟，具有明显的成本优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及新结构太阳能电池制造领域，特别是涉及一种基于P型硅衬底的背接触式太阳能电池及其制备方法。
背景技术
随着全球能源的短缺和气候变暖，太阳能发电等可再生能源正取代传统的火力发电，成为当今能源领域研究的热点和发展的趋势。在太阳能电池的发展历史中，非晶硅薄膜太阳能电池和晶体硅太阳能电池都已经历了近半个多世纪的发展历程。晶体硅太阳能电池效率较高，而非晶硅薄膜太阳能电池的制造成本较低。传统的P型硅衬底太阳能电池中，PN结采用高温扩散方式制备形成，PN结处于正面且电极分别处于太阳能电池两侧，受光面受到电极遮挡损失部分太阳光，导致部分效率损伤。同时，目前常规P型太阳电池转换效率几乎已达到瓶颈，人们逐渐转移至低成本、高效率、新结构、新工艺的太阳电池研究。
由于常规的太阳能电池受光面约有3.5%～4%左右的面积被正面金属栅线电极所遮挡，为了减少或去除正面电极遮挡导致的转换效率损伤，将正、负电极均设置在电池背面，即背接触式太阳能电池，其中最具代表性的是IBC(Interdigitatedbackcontact)电池。
目前IBC电池的基体主要采用N型晶体硅，P型发射极主要采用高温硼源扩散工艺制备获得，即高纯氮气携带三溴化硼的方法。这种方法主要存在以下问题：1、BBr3反应生成B2O3，其沸点较高，高温下仍为液态，硅片表面覆盖均匀性差，容易造成扩散均匀性差的问题；2、硼扩散的温度较高，普遍在900℃～1000℃，对于P型硅片影响较大，容易导致少子寿命下降严重；3、目前N型硅棒拉棒技术的限制，其电阻率分布范围（1Ω·cm～12Ω·cm）远大于P型硅片(0.5Ω·cm～3Ω·cm)，电池工艺管控较为复杂，同时N型硅片成本问题也是限制其大规模应用的重要因素。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种基于P型硅衬底的背接触式太阳能电池及其制备方法，该太阳能电池中采用P型硅片作为背接触式太阳能电池的衬底材料，其硅片技术成熟，具有明显的成本优势，同时，结合激光无损掺杂技术，使其制备方法更为简化，易于实现，有利于大规模的产业化应用。
为了达到上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：
一种基于P型硅衬底的背接触式太阳能电池，其包括一P型硅衬底，所述P型硅衬底具有相对的一受光面和一背面，所述受光面为经过织构化处理形成的绒面，所述背面为经过平坦化处理形成的平面；所述P型硅衬底的受光面设置有掺杂硼的p+掺杂层，所述受光面上设置有第一减反钝化膜；所述P型硅衬底的背面设置有依次交替排布的多个掺杂硼的p+掺杂区和多个掺杂磷n+掺杂区，每一p+掺杂区中设置有一p++重掺杂区，每一n+掺杂区中设置有一n++重掺杂区，所述背面上设置有第二减反钝化膜，所述第二减反钝化膜上设置有相互绝缘的第一电极和第二电极，所述第一电极穿过所述第二减反钝化膜电极连接于所述p++重掺杂区，所述第二电极穿过所述第二减反钝化膜电性连接于所述n++重掺杂区。
其中，所述第一电极和第二电极均为叉指状的金属电极。
其中，所述第一减反钝化膜和第二减反钝化膜为一层以上的薄膜。
其中，所述第一减反钝化膜和第二减反钝化膜的材料为SiO2、SiNx、TiO2、AlOx或MgF2。
相比于现有技术，本实用新型采用P型硅片为衬底材料，成本低且普遍应用。背面平坦化处理，即背面抛光，利于背面形成均匀PN结和PP+高低结，同时减小背面比表面积，降低表面复合。掺杂源采用液态或固态，安全可靠，同时利于激光处理；与常规热扩散相比，激光掺杂高温作用时间短，易于精确定位掺杂、差异化掺杂；背面正负电极设计，减小正面栅线遮挡导致的电流损失，同时金属电极与重掺杂区域形成良好的欧姆接触。
其中，采用激光扫描工艺，对掺杂源进行处理，主要利用激光的热效应、热效应作用时间短、可精确定位等优势，在不对硅片表面造成明显损伤的情况下，形成特定区域的掺杂，避免高温对P型硅片的副作用，工艺简单，操作方便，大大简化太阳电池制备工艺流程，更利于产业化应用。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的太阳能电池的结构示意图。
图2是本实用新型实施例中背面电极的结构示意图。
图3是本实用新型实施例提供的太阳能电池的制备方法的工艺流程图。
图4a-图4i是本实用新型太阳能电池的制备方法的各步骤示例性图示。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护范围。
如图1所示，本实施例首先提供了一种基于P型硅衬底的背接触式太阳能电池，其包括一P型硅衬底10，所述P型硅衬底10具有相对的一受光面10a和一背面10b，所述受光面10a为经过织构化处理形成的绒面，所述背面10b为经过平坦化处理形成的平面。所述P型硅衬底10的受光面10a设置有掺杂硼的p+掺杂层20，所述受光面10a上设置有第一减反钝化膜30。所述P型硅衬底10的背面10b设置有依次交替排布的多个掺杂硼的p+掺杂区40和多个掺杂磷n+掺杂区50，每一p+掺杂区40中设置有一p++重掺杂区60，每一n+掺杂区50中设置有一n++重掺杂区70。所述背面10b上设置有第二减反钝化膜80，所述第二减反钝化膜80上设置有相互绝缘的第一电极91和第二电极92，所述第一电极91穿过所述第二减反钝化膜80电性连接于所述p++重掺杂区60，所述第二电极92穿过所述第二减反钝化膜80电性连接于所述n++重掺杂区70。
其中，所述p+掺杂层20的方块电阻不大于60Ω/□，所述p+掺杂区40的方块电阻不大于60Ω/□，所述p++重掺杂区60的方块电阻不大于40Ω/□，所述n+掺杂区50的方块电阻不大于50Ω/□，所述n++重掺杂区70的方块电阻不大于30Ω/□。
其中，如图2所示的，所述第一电极91和第二电极92均为叉指状的金属电极。
其中，所述第一减反钝化膜30和第二减反钝化膜80为一层以上的薄膜，其材料为SiO2、SiNx、TiO2、AlOx。例如，第一减反钝化膜30和第二减反钝化膜80可以是一层SiO2薄膜；或者是，第一减反钝化膜30和第二减反钝化膜80包括一层SiO2薄膜以及覆设于SiO2薄膜上的SiNx薄膜。
下面介绍如上所述的太阳能电池的制备方法，如图3所示，该方法包括步骤：
（a）提供一P型硅衬底，对所述P型硅衬底的受光面进行织构化处理形成绒面，对所述P型硅衬底的背面进行平坦化处理形成平面。
（b）在所述受光面上涂覆或沉积硼源材料，应用激光掺杂工艺使硼源材料中的硼扩散到所述P型硅衬底中，在所述受光面获得掺杂硼的p+掺杂层。其中，所述硼源材料选自硼酸溶液、硼硅玻璃、含硼氮化硅、含硼氧化硅或含硼非晶硅中的任意一种。
（c）在所述背面上涂覆或沉积硼源材料，应用激光掺杂工艺使硼源材料中的硼扩散到所述P型硅衬底中，在所述背面获得多个掺杂硼的p+掺杂区并在每一p+掺杂区中形成一p++重掺杂区。其中，所述硼源材料选自硼酸溶液、硼硅玻璃、含硼氮化硅、含硼氧化硅或含硼非晶硅中的任意一种。
（d）在所述背面上涂覆或沉积磷源材料，应用激光掺杂工艺使磷源材料中的磷扩散到所述P型硅衬底中，在所述背面获得多个掺杂磷的n+掺杂区并在每一n+掺杂区中形成一n++重掺杂区。所述磷源材料选自磷酸溶液、磷硅玻璃、含磷氮化硅、含磷氧化硅或含磷非晶硅中的任意一种。
（e）在所述受光面上制备第一减反钝化膜，在所述背面上制备第二减反钝化膜。
（f）在所述第二减反钝化膜上制备第一电极和第二电极。可通过丝网印刷、光诱导电镀、化学电镀等工艺制备第一电极和第二电极并进行烧结处理。
需要说明的是，以上制备方法中的（b）、（c）和（d）这三个步骤，其先后顺序没有任何限制。例如可以是依次为（b）、（c）、（d）的顺序，也可以是依次为（d）、（b）、（c）的顺序，也可以是依次为（c）、（b）、（d）的顺序。
其中，所述激光掺杂工艺中，选用激光出光模式可以为脉冲、连续、准连续等，激光波长可以选择为355～1064nm，功率可以选择为5～100W，光斑直径可以选择为30～200μm。选用脉冲激光时，其激光脉冲宽度的范围可以选择是30～300ns。
以上制备方法中的步骤（c）和（d），对于p++重掺杂区和n++重掺杂区，可以按照以下方式制备形成：
方式一、以步骤（c）中制备p++重掺杂区为例，通过设置激光扫描系统自动切换工艺参数，由一次激光掺杂工艺在制备获得所述p+掺杂区的同时，在所述p+掺杂区中形成所述p++重掺杂区。具体地，在开始扫描时，激光扫描系统的工艺参数为制备p+掺杂区的参数，当扫描到预定制备p++重掺杂区的位置时，激光扫描系统自动切换到制备p++重掺杂区的工艺参数，扫描制备完成p++重掺杂区之后，激光扫描系统又自动切换到制备p+掺杂区的参数，直至最终制备完成p+掺杂区。同理，步骤（d）中制备n++重掺杂区也是按照前述的方式进行。
方式二、以步骤（c）中制备p++重掺杂区为例，首先通过一次激光掺杂工艺制备获得所述p+掺杂区，然后在所述p+掺杂区中预定制备p++重掺杂区的位置进行二次激光掺杂工艺，形成所述p++重掺杂区。同理，步骤（d）中制备n++重掺杂区也是按照前述的方式进行。
实施例1
1、如图4a所示，首先提供一P型硅衬底10，其包括相对的受光面10a和背面10b。对P型硅衬底10的受光面10a进行表面织构化处理：具体地，可以采用氢氧化钾或氢氧化钠、IPA和制绒添加剂的混合溶液，进行表面处理，表面呈金字塔形状的绒面结构；织构化处理完成后对硅衬底10进行化学清洗。对P型硅衬底10的背面10b进行平坦化处理：具体地，首先在受光面10a采用SiO2、SiNx等保护介质膜，然后直接在氢氧化钾或氢氧化钠碱溶液（10%质量分数）中进行背面腐蚀，或采用HF/HNO3混酸溶液进行背面腐蚀，腐蚀完成后对硅衬底10进行化学清洗。
2、如图4b所示，在受光面10a和背面10b分别涂覆硼源材料10c，可以选用硼酸溶液或其他含硼有机溶剂。在另外的实施例中，还可以通过CVD沉积工艺沉积硼硅玻璃、含硼氮化硅、含硼氧化硅或含硼非晶硅形成薄膜层的硼源材料10c。烘干硼源材料10c后，如图4c和4d所示，在受光面10a激光扫描形成p+掺杂层（PP+高低结）20，在背面10b局部区域激光扫描，获得多个掺杂硼的p+掺杂区（PP+高低结）40并在每一p+掺杂区40中形成一p++重掺杂区60，然后通过化学清洗去除残留硼掺杂源，并吹干。其中受光面10a的p+掺杂层20的方块电阻不高于60Ω/□，背面10b的p+掺杂区40的方块电阻不高于60Ω/□，可以采用波长为532nm绿光脉冲、连续或准连续激光，功率为18W，扫描速度1.2m/s，光斑直径为50μm。P++重掺杂区60的方块电阻不高于40Ω/□，可以采用波长为532nm绿光脉冲、连续或准连续激光，功率为20W，扫描速度1m/s，光斑直径为50μm。在另外的一些实施例中，可以采用355nm紫外脉冲、连续或准连续激光，功率选择在5～15W,扫描速度选择在1～1.2m/s，光斑直径选择为40μm进行激光扫描处理。也可以采用1064nm红外脉冲、连续或准连续激光，功率选择在10～35W，扫描速度选择为1～1.2m/s，光斑直径为60μm进行激光扫描处理。
3、如图4e所示，在背面10b涂覆磷源材料10d，可以选用磷酸溶液或其他含磷有机溶剂。在另外的实施例中，还可以通过CVD沉积工艺沉积磷硅玻璃、含磷氮化硅、含磷氧化硅或含磷非晶硅形成薄膜层的磷源材料10d。烘干磷源材料10d后，如图4f和4g所示，通过激光在相应区域扫描形成多个掺杂磷的n+掺杂区50（与衬底形成PN结），并在每一n+掺杂区50中形成一n++重掺杂区70，然后通过化学清洗去除残留磷掺杂源，并吹干。其中，多个掺杂硼的p+掺杂区40和多个掺杂磷n+掺杂区50是相互交替排布的。其中n+掺杂区50的方块电阻不高于50Ω/□，可以采用532nm绿光脉冲、连续或准连续激光，功率为12W，扫描速度为1.2m/s，光斑直径为50μm。n++重掺杂区70的方块电阻不高于30Ω/□，可以采用532nm绿光脉冲、连续或准连续激光，功率为18W，扫描速度为1.2m/s，光斑直径为50um。在另外的一些实施例中，可以采用355nm紫外脉冲、连续或准连续激光，功率选择在5～15W,扫描速度选择在1～1.2m/s，光斑直径选择为40μm进行激光扫描处理。也可以采用1064nm红外脉冲、连续或准连续激光，功率选择在10～35W，扫描速度选择为1～1.2m/s，光斑直径为60μm进行激光扫描处理。
4、如图4h所示，在受光面10a上制备第一减反钝化膜30，在背面10b上制备第二减反钝化膜80。具体地，首先在受光面10a和背面10b上采用炉管干氧低温氧化生成SiO2薄膜层，同时修复激光热损伤。SiO2薄膜的厚度约为10nm，氧化温度为600～800℃，时间20～30min。然后在SiO2薄膜层上采用PECVD工艺制备一层SiNx薄膜，最终，第一减反钝化膜30和第二减反钝化膜80分别由一层SiO2薄膜层和一层SiNx薄膜构成。在另外的一些实施例中，第一减反钝化膜30和第二减反钝化膜80也可以是仅仅包含一层薄膜层，例如可以仅仅是SiO2薄膜层。在另外一些实施例中，也可以是采用PECVD或ALD工艺先沉积一层氧化铝钝化膜代替如上的SiO2薄膜层，然后在沉积一层SiNx薄膜。
5、如图4i所示，在第二减反钝化膜80上丝网印刷形成第一电极91和第二电极92（正、负电极）并烧结处理，第一电极91和第二电极92分别穿透第二减反钝化膜80电性连接于p++重掺杂区60和n++重掺杂区70。即完成整个电池制备流程。
其中，以上步骤中涉及化学清洗工艺的，其可以为RCA、SPM、HF/O3、HCl/HF等清洗方法。
实施例2
本实施例与实施例1不同的是，本实施例中将实施例1中的步骤2和步骤3的顺序进行调换，即在处理完成P型硅衬底10之后，首先在背面10b制备n+掺杂区50和n++重掺杂区70，参阅实施例1中的步骤3；然后再在受光面10a和背面10b制备p+掺杂层20、p+掺杂区40和p++重掺杂区60，参阅实施例1中的步骤2。其余步骤与实施例1中的相同，在此不再赘述。
相比于现有技术，本实用新型采用P型硅片为衬底材料，成本低且普遍应用。背面平坦化处理，即背面抛光，利于背面形成均匀PN结和PP+高低结，同时减小背面比表面积，降低表面复合。掺杂源采用液态或固态，安全可靠，同时利于激光处理；与常规热扩散相比，激光掺杂高温作用时间短，易于精确定位掺杂、差异化掺杂，减小正面栅线遮挡导致的电流损失，同时金属电极与重掺杂区域形成良好的欧姆接触。
其中，采用激光无损掺杂工艺，对掺杂源进行处理，主要利用激光的热效应、热效应作用时间短、可精确定位等优势，在不对硅片表面造成明显损伤的情况下，形成特定区域的掺杂，避免高温对P型硅片的副作用，工艺简单，操作方便，大大简化太阳电池制备工艺流程，更利于产业化应用。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于P型硅衬底的背接触式太阳能电池，其特征在于，包括一P型硅衬底，所述P型硅衬底具有相对的一受光面和一背面，所述受光面为经过织构化处理形成的绒面，所述背面为经过平坦化处理形成的平面；所述P型硅衬底的受光面设置有掺杂硼的p+掺杂层，所述受光面上设置有第一减反钝化膜；所述P型硅衬底的背面设置有依次交替排布的多个掺杂硼的p+掺杂区和多个掺杂磷n+掺杂区，每一p+掺杂区中设置有一p++重掺杂区，每一n+掺杂区中设置有一n++重掺杂区，所述背面上设置有第二减反钝化膜，所述第二减反钝化膜上设置有相互绝缘的第一电极和第二电极，所述第一电极穿过所述第二减反钝化膜电性连接于所述p++重掺杂区，所述第二电极穿过所述第二减反钝化膜电性连接于所述n++重掺杂区。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一电极和第二电极均为叉指状的金属电极。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一减反钝化膜和第二减反钝化膜为一层以上的薄膜。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一减反钝化膜和第二减反钝化膜的材料为SiO2、SiNx、TiO2、AlOx或MgF2。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520594804.9U CN204834653U (zh) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池 |
| PCT/CN2016/089963 WO2017020690A1 (zh) | 2015-08-06 | 2016-07-14 | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520594804.9U CN204834653U (zh) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204834653U true CN204834653U (zh) | 2015-12-02 |
Family
ID=54692219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520594804.9U Active CN204834653U (zh) | 2015-08-06 | 2015-08-06 | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204834653U (zh) |
| WO (1) | WO2017020690A1 (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105185858A (zh) * | 2015-08-06 | 2015-12-23 | 黄河水电光伏产业技术有限公司 | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池及其制备方法 |
| WO2017020690A1 (zh) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 王能青 | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池 |
| CN113130702A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-07-16 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种背接触式太阳能电池及其制备方法 |
| CN113363354A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-09-07 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种p型背接触式晶硅太阳能电池的制备方法 |
| CN115172478A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-11 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及光伏组件 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114582992B (zh) * | 2022-03-04 | 2024-05-14 | 四川蜀旺新能源股份有限公司 | 超掺杂硅太阳能电池及其制备方法、以及真空镀膜装置 |
| CN117096224A (zh) * | 2023-10-19 | 2023-11-21 | 常州亿晶光电科技有限公司 | 一种p型ibc电池的制备方法 |
| CN117577708B (zh) * | 2024-01-17 | 2024-04-16 | 金阳(泉州)新能源科技有限公司 | 基于p型硅片的联合钝化背接触电池及其制备和光伏组件 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101777603B (zh) * | 2009-01-08 | 2012-03-07 | 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 | 背接触太阳能电池的制造方法 |
| TWI449198B (zh) * | 2009-10-05 | 2014-08-11 | Nat Univ Tsing Hua | Selective emitter solar cell process |
| CN101976711A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-02-16 | 晶澳太阳能有限公司 | 一种采用离子注入法制作太阳电池的方法 |
| CN204834653U (zh) * | 2015-08-06 | 2015-12-02 | 黄河水电光伏产业技术有限公司 | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池 |
| CN105185858B (zh) * | 2015-08-06 | 2017-07-11 | 黄河水电光伏产业技术有限公司 | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池及其制备方法 |
-
2015
- 2015-08-06 CN CN201520594804.9U patent/CN204834653U/zh active Active
-
2016
- 2016-07-14 WO PCT/CN2016/089963 patent/WO2017020690A1/zh active Application Filing
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105185858A (zh) * | 2015-08-06 | 2015-12-23 | 黄河水电光伏产业技术有限公司 | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池及其制备方法 |
| WO2017020689A1 (zh) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 王能青 | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池及其制备方法 |
| WO2017020690A1 (zh) * | 2015-08-06 | 2017-02-09 | 王能青 | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池 |
| CN113130702A (zh) * | 2021-03-08 | 2021-07-16 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种背接触式太阳能电池及其制备方法 |
| CN113130702B (zh) * | 2021-03-08 | 2022-06-24 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种背接触式太阳能电池及其制备方法 |
| CN113363354A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-09-07 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种p型背接触式晶硅太阳能电池的制备方法 |
| CN113363354B (zh) * | 2021-06-04 | 2022-07-15 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种p型背接触式晶硅太阳能电池的制备方法 |
| CN115172478A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-11 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及光伏组件 |
| CN115172478B (zh) * | 2022-07-28 | 2024-01-23 | 浙江晶科能源有限公司 | 太阳能电池及光伏组件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017020690A1 (zh) | 2017-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105185858A (zh) | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池及其制备方法 | |
| CN204834653U (zh) | 基于p型硅衬底的背接触式太阳能电池 | |
| CN110707178A (zh) | N型太阳能电池硼扩se结构的制备方法 | |
| CN102263159A (zh) | 一种利用硼磷共扩散制备n型太阳电池的工艺 | |
| CN101533874A (zh) | 一种选择性发射极晶体硅太阳电池的制备方法 | |
| CN105405899A (zh) | N型双面电池及其制作方法 | |
| CN106057951A (zh) | 基于p型硅衬底的双面太阳能电池及其制备方法 | |
| CN102751371B (zh) | 一种太阳能薄膜电池及其制造方法 | |
| CN205564789U (zh) | 一种钝化接触n型太阳能电池及其组件和系统 | |
| TWI536597B (zh) | A low cost, suitable for mass production of back contact with the battery production methods | |
| CN102623517A (zh) | 一种背接触型晶体硅太阳能电池及其制作方法 | |
| CN102842646A (zh) | 一种基于n型衬底的ibc电池的制备方法 | |
| CN102683493A (zh) | N型晶体硅双面背接触太阳电池的制备方法 | |
| CN102185033A (zh) | 选择性发射极高效晶体硅太阳能电池的制备工艺 | |
| CN107946408A (zh) | 一种ibc太阳能电池的制备方法 | |
| CN102709389B (zh) | 一种双面背接触太阳能电池的制备方法 | |
| CN101950770A (zh) | 一种晶体硅太阳能电池选择性发射极结构的制备方法 | |
| CN103187482A (zh) | 一种晶硅太阳能mwt电池的制造方法及其制造的电池 | |
| CN101882643A (zh) | 一种制作晶硅高效太阳能电池的方法 | |
| CN104716209A (zh) | 基于硅基纳米线的太阳能电池及其制备方法 | |
| CN103066135B (zh) | 一种前电极主栅线与硅衬底隔离的选择性发射极太阳电池及其制备方法 | |
| CN102969371B (zh) | 双面太阳能电池的构造及其制作方法 | |
| CN103594534B (zh) | 铝发射极背结背接触晶体硅太阳电池及其制造方法 | |
| CN101997060A (zh) | 一种晶体硅太阳能电池的选择性扩散工艺 | |
| CN209056506U (zh) | 适合规模化量产的mwt异质结硅太阳电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |