CN211265489U - 晶硅太阳能电池片 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种晶硅太阳能电池片。其包括N型硅片；在配置N型硅片的顶表面的结构层之前预先配置的隧穿层，隧穿层设置在N型硅片的底表面上；在配置N型硅片的顶表面的结构层之前预先配置的N型多晶硅钝化层，N型多晶硅钝化层设置在隧穿层的底表面上；制备好N型多晶硅钝化层之后配置的P型掺杂层，P型掺杂层设置在N型硅片的顶表面上；氧化铝钝化层，氧化铝钝化层设置在P型掺杂层的顶表面上。根据本实用新型，在制造过程中先生成N型多晶硅钝化层之后再在硅片表面进行硼掺杂，因而在生成N型多晶硅钝化层时硅片的顶表面还没有形成PN结，此时即使有磷绕镀到顶表面也不会对太阳能电池片的性能产生影响。

Description

晶硅太阳能电池片

技术领域

本实用新型涉及能源领域，尤其涉及一种晶硅太阳能电池片。

背景技术

随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源发展战略，以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿性、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一，有望成为未来全球电力供应的主要支柱。

在新一轮能源变革过程中，我国光伏产业已成长为具有国际竞争优势的战略新兴产业。然而，光伏产业发展仍面临诸多问题与挑战，转换效率与可靠性是制约光伏产业发展的最大技术障碍，而成本控制与规模化又在经济上形成制约。

近几年，各种新型晶硅技术层出不穷。目前市场上以PERC太阳能电池为主，主流量产效率可以超过22％，然而PERC太阳能电池转换效率再往上提升会受到较多限制。目前一种新型的钝化接触结构可以在现有PERC技术基础上通过叠加2-3道工序降电池转换效率提升至23％以上。钝化接触技术由于与现有的PERC技术兼容性强，越来越受到市场和各研究机构的青睐。

现有的用于晶硅太阳能电池片的钝化接触技术是在N型晶硅背面制备N型掺杂的多晶硅薄膜，但是掺杂过程中会把磷绕镀到硅片正面，由于磷的扩散系数比硼大，会破坏正面的P型薄层以及PN结，从而导致太阳能电池效率偏低甚至是失效。

为了解决这些问题，有些方案是先在正面发射极镀上一层保护膜如氮化硅、碳化硅等，在背面N型掺杂的多晶硅镀完之后再将正面的保护膜洗掉，此过程虽能有效避免磷绕镀对正面PN结的破坏，但是需要增加额外的镀膜和清洗工序，增加了电池制造成本，从而不利于钝化接触电池技术的发展。

因而需要提供一种晶硅太阳能电池片，以至少部分地解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种晶硅太阳能电池片，其在制造过程中先生成N型多晶硅或掺杂碳化硅钝化层之后再在硅片表面进行硼掺杂，因而在生成N型钝化层时硅片的顶表面还没有形成PN结，此时即使有磷绕镀到顶表面也不会对太阳能电池片的性能产生影响。

并且，本实用新型还省略了额外设置保护层的步骤，从而省略了冗余工序、降低了成本。本实用新型所提供的晶硅太阳能电池片结构较为简单、易于生产制造，本实用新型所提供的制造方法工艺路线简单、易于实现。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种晶硅太阳能电池，所述晶硅太阳能电池包括：

N型硅片；

在配置所述N型硅片的顶表面的结构层之前预先配置的隧穿层，所述隧穿层设置在所述N型硅片的底表面上；

在配置所述N型硅片的顶表面的结构层之前预先配置的N型钝化层，所述N型钝化层为钝化层或掺杂碳化硅钝化层，所述N型钝化层设置在所述隧穿层的底表面上；

制备好所述N型钝化层之后配置的P型掺杂层，所述P型掺杂层设置在所述N型硅片的顶表面上；

氧化铝钝化层，所述氧化铝钝化层设置在所述P型掺杂层的顶表面上。

在一种实施方式中，还包括在所述氧化铝钝化层的顶表面上和所述N型钝化层的底表面上的氮化硅减反膜、氮氧化硅减反膜或碳化硅减反膜。

在一种实施方式中，所述隧穿层为二氧化硅隧穿层，所述二氧化硅隧穿层的厚度为0.5nm-3nm。

在一种实施方式中，所述N型钝化层的厚度为20nm-300nm。

在一种实施方式中，所述氮化硅减反膜、氮氧化硅减反膜或碳化硅减反膜的厚度为70nm-200nm。

根据本实用新型，在制造太阳能电池片的过程中先生成N型钝化层之后再在硅片表面进行硼掺杂，因而在生成N型钝化层时硅片的顶表面还没有形成PN结，此时即使有磷绕镀到顶表面也不会对太阳能电池片的性能产生影响。并且，本实用新型还省略了额外设置保护层的步骤，从而省略了冗余工序、降低了成本。

附图说明

为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式，对本实用新型的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1为根据本实用新型的一个优选实施方式的制造方法的流程图；

图2为根据本实用新型一个优选实施方式的晶硅太阳能电池片的俯视图；

图3为图2中沿A-A线截取的截面图顺时针旋转90°之后的示意图。

具体实施方式

现在参考附图，详细描述本实用新型的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式，所述其他方式同样落入本实用新型的范围。

本实用新型提供了一种晶硅太阳能电池片。图1示出了制造晶硅太阳能电池片的方法的流程图，图2和图3为晶硅太阳能电池片的示意图。

图1示出了根据本实用新型的一个优选实施方式的制造晶硅太阳能电池片的方法的示意图，该方法依次包括步骤S1至S6。

S1为前序处理步骤。其包括例如S11和S12的子步骤(未示出)。

S11例如为设置N型硅片的步骤，其包括对N型硅片清洗和制绒的工序，以去除N型硅片表面的金属离子和切割损伤层。

S12例如为在N型硅片的底表面上设置二氧化硅隧穿层的步骤。该步骤例如可以通过热氧化、臭氧、湿法氧化和ALD方法中的至少一种来实现，并且可以将二氧化硅隧穿层生成为使其厚度为 0.5nm-3nm。

S2为在二氧化硅隧穿层的底表面上设置N型多晶硅钝化层(或掺杂碳化硅钝化层)的步骤。该步骤例如可以通过LPCVD方法、 PECVD方法、离子注入方法、ALD方法中的至少一种实现，并且可以将N型钝化层的厚度形成为20nm-300nm。在该步骤中，会有部分磷绕镀到N型硅片的边缘和顶表面上。

S3为对N型硅片的边缘和顶表面刻蚀的步骤，该步骤能够去除在步骤S2中绕镀到N型硅片的边缘和顶表面上的磷。该刻蚀例如可以由化学湿法和/或干法刻蚀方法实现。

S4为在N型硅片的顶表面进行硼掺杂的步骤，在N型硅片的顶表面进行硼掺杂能够在N型硅片的顶表面形成P型掺杂层，在P型掺杂层和N型硅片之间能够形成类似于PN结的结构。所述硼掺杂的步骤通过热扩散或离子注入的方法实现，使得所述P型掺杂层的表面方阻为40Ω/□-300Ω/□。在该步骤中会有部分硼绕镀到N型硅片的边缘和N型钝化层的底表面上。

S5为对N型硅片的边缘和N型钝化层的底表面刻蚀的步骤，该步骤能够去除绕镀到N型硅片的边缘和N型钝化层的底表面上的硼。该步骤例如可以由化学湿法和/或干法刻蚀方法实现。

由于磷的扩散系数比硼大，通常在制备N型钝化层时绕镀到N 型硅片顶表面的磷会破坏P型掺杂层和PN结，而本实用新型由于设置N型钝化层的步骤在N型硅片的顶表面硼掺杂的步骤之前，在生成N型钝化层时N型硅片的顶表面还没有形成P型掺杂表面和PN结，因而此时即使有磷绕镀到N型硅片的顶表面也不会对太阳能电池片的性能产生影响。并且，本实用新型还省略了额外设置保护层的步骤，从而省略了冗余工序、降低了成本。

S6为后续处理步骤。该步骤可以包括诸如S61到S62的子步骤 (未示出)。

S61例如可以为在氧化铝钝化膜的顶表面和N型钝化层的底表面上设置氮化硅减反膜、氮氧化硅减反膜或碳化硅减反膜的步骤，优选地，氮化硅减反膜、氮氧化硅减反膜或碳化硅减反膜的厚度例如可以为70nm-200nm。

S62例如可以印刷栅线的步骤，或称为印刷电极的步骤。在该步骤中，可以用银、金、铜、铝、镍中的一种或多种在基体片的顶表面和底表面上印刷主栅线和副栅线，图3中所示的栅线为副栅线。

图2和图3示出了根据上述方法所制成的晶硅太阳能电池片1的示意图，晶硅太阳能电池片1包括基体片和设置在基体片顶表面和底表面上的栅线。参考图3，基体片包括N型硅片2、氧化铝钝化层4、在配置N型硅片2的顶表面的结构层之前预先配置的二氧化硅隧穿层 6和在配置N型硅片2的顶表面的结构层之前预先配置的N型钝化层 7。栅线又包括副栅线和主栅线，其可以由银、金、铜、铝、镍等金属中的一种或多种制成。图2中示出了位于N型硅片2顶侧的顶侧副栅线8和位于N型硅片2底侧的底侧副栅线9。

其中，且N型硅片2的厚度为100μm-220μm，N型硅片2的顶表面为P型掺杂层3，P型掺杂层为制备好N型钝化层7之后配置的结构层，N型硅片2和P型掺杂层3之间形成有类似于PN结的结构。氧化铝钝化层4设置在P型掺杂层3上且氧化铝钝化层4的厚度大致为1nm-20nm。二氧化硅隧穿层6设置在N型硅片2的底表面上并且其厚度大致为0.5nm-3nm。

N型钝化层7设置在二氧化硅隧穿层6的底表面上，且N型钝化层7为掺杂磷的钝化层，其能够保护二氧化硅隧穿层6并能够对晶硅太阳能电池片1提供钝化作用。N型钝化层7的厚度例如可以为 20nm-300nm。

优选地，氧化铝钝化层4的顶表面和N型钝化层7的底表面上还可以设置氮化硅减反膜5(或氮氧化硅减反膜、碳化硅减反膜)。氮化硅减反膜5的厚度例如可以为70nm-200nm。

本实用新型提供了制造晶硅太阳能电池片的方法和晶硅太阳能电池片，其在制造过程中先生成N型钝化层之后再在硅片表面进行硼掺杂，因而在生成N型钝化层时硅片的顶表面还没有形成PN结，此时即使有磷绕镀到顶表面也不会对太阳能电池片的性能产生影响。

并且，本实用新型还省略了额外设置保护层的步骤，从而省略了冗余工序、降低了成本。本实用新型所提供的晶硅太阳能电池片结构较为简单、易于生产制造，本实用新型所提供的制造方法工艺路线简单、易于实现。

本实用新型的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本实用新型排他或局限于单个公开的实施方式。如上所述，以上教导的领域中的普通技术人员将明白本实用新型的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本实用新型旨在包括这里描述的本实用新型的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本实用新型的精神和范围内的其他实施方式。

附图标记：

晶硅太阳能电池片1

N型硅片2

P型掺杂层3

氧化铝钝化层4

氮化硅减反膜5

二氧化硅隧穿层6

N型钝化层7

顶侧副栅线8

底侧副栅线9

Claims (5)

1.一种晶硅太阳能电池，其特征在于，所述晶硅太阳能电池包括：

N型硅片；

在配置所述N型硅片的顶表面的结构层之前预先配置的隧穿层，所述隧穿层设置在所述N型硅片的底表面上；

在配置所述N型硅片的顶表面的结构层之前预先配置的N型钝化层，所述N型钝化层为多晶硅钝化整体膜结构或掺杂碳化硅钝化整体膜结构，所述N型钝化层设置在所述隧穿层的底表面上；

制备好所述N型钝化层之后配置的P型掺杂层，所述P型掺杂层设置在所述N型硅片的顶表面上；

氧化铝钝化层，所述氧化铝钝化层设置在所述P型掺杂层的顶表面上。

2.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池，其特征在于，还包括在所述氧化铝钝化层的顶表面上和所述N型钝化层的底表面上的减反膜，所述减反膜为氮化硅薄膜结构、氮氧化硅薄膜结构或碳化硅薄膜结构。

3.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池，其特征在于，所述隧穿层为二氧化硅隧穿层，所述二氧化硅隧穿层的厚度为0.5nm-3nm。

4.根据权利要求1所述的晶硅太阳能电池，其特征在于，所述N型钝化层的厚度为20nm-300nm。

5.根据权利要求2所述的晶硅太阳能电池，其特征在于，所述氮化硅减反膜的厚度为70nm-200nm。

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