CN214753786U - 一种具有钝化接触的太阳能电池 - Google Patents
一种具有钝化接触的太阳能电池 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种具有钝化接触的太阳能电池,所述的太阳能电池包括衬底,所述衬底的背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层、背面钝化薄膜和背面减反层,所述的背面减反层表面形成背面金属栅线,所述的背面金属栅线与背面钝化薄膜接触;所述衬底的正面分为金属接触区和非金属接触区,所述的金属接触区依次层叠设置有正面隧穿氧化层、正面钝化薄膜和正面减反层,所述的正面减反层表面形成正面金属栅线,所述的正面金属栅线与正面钝化薄膜钝化接触。该太阳能电池有效降低了接触区金属‑半导体界面的复合,提高了表面钝化性能,从而大大提高了电池的开路电压和填充因子,提升了电池性能。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能电池技术领域,涉及一种具有钝化接触的太阳能电池。
背景技术
太阳能作为一种可再生能源,从实用新型初期就受到全世界的重视,近来,由于诸如石油和煤的现有能源预计将被耗尽,对用于代替现有能源的替代能源的兴趣正在增长,越来越多的太阳能电池发电技术得到发展,作为太阳能光电利用中发展最快的领域之一,晶体硅电池的技术发展颇受瞩目,但其成本的限制导致市场竞争不足,解决这一问题的方法归根结底是技术创新,人们不断研制开发更具潜力的电池结构,优化工艺制程,从而提升晶硅电池效益。
太阳能电池通常包括:半导体部件,所述半导体部件分别具有不同的导电类型,例如p型和n型,并因此形成p-n连结;以及电极,所述电极分别与不同导电类型的半导体部件连接。当光入射到太阳能电池上时,多个电子-空穴对在半导体部件中生成并且被分开成电子和空穴。电子向n型半导体部件移动,空穴向p型半导体部件移动。然后,电子和空穴通过分别与n型半导体部件和p型半导体部件连接的不同电极进行收集。电极利用电线彼此连接,从而获得电能。
随着光伏产业化技术发展迅速,各个制造环节均有技术更新。新技术、新工艺带来的是更低的成本及更优的产品性能。然而接触区金属-半导体界面的严重复合,成为电池效率提升的瓶颈。而钝化接触太阳电池是下一代具有高潜力的电池,希望能在原有产线的基础上,尽量减少工艺改动而实现产品性能及成本的突破。
CN105762234A公开了一种隧穿氧化层钝化接触太阳能电池,所述太阳能电池包括硅片、钝化隧穿层、掺杂薄膜硅层,所述钝化隧穿层介于所述硅片和所述掺杂薄膜硅层之间,其中所述掺杂薄膜硅层掺杂的掺杂浓度是不均匀的,所述掺杂薄膜硅层邻近钝化隧穿层一侧的掺杂浓度小于远离钝化隧穿层一侧的掺杂浓度。
CN105322042A公开了一种太阳能电池及其制造方法。所述太阳能电池包括:半导体基板,该半导体基板掺杂第一导电类型的杂质;正面场区域,该正面场区域位于所述半导体基板的正面并且以高于所述半导体基板的浓度掺杂所述第一导电类型的杂质;隧穿层,该隧穿层位于所述半导体基板的背面上并且由电介质材料形成;发射极区域,该发射极区域位于所述隧穿层的背面的第一部分并且掺杂与所述第一导电类型相反的第二导电类型的杂质;以及背面场区域,该背面场区域位于所述隧穿层的所述背面的第二部分并且以高于所述半导体基板的浓度掺杂所述第一导电类型的杂质。
CN110911503A公开了一种晶硅太阳能电池片及其制造方法,太阳能电池片包括基体片,基体片包括P型硅片、顶钝化层、隧穿层和底钝化层。隧穿层设置在P型硅片的底表面上并具有空穴传输能力;底钝化层为掺杂硼的钝化层,底钝化层设置在隧穿层的底表面上。
现有的太阳能电池,经过丝网印刷与烧结后,金属电极直接与半导体机体接触,导致复合速率仍然较高,使得目前电池效率与理论效率仍差距较大。而目前为了解决金属电极的接触问题,通常采用掺杂多晶硅的整面钝化层改善电极接触性能,但掺杂多晶硅又具有较强的吸光特性,使得一部分入射光不能被电池有效利用,造成光寄生损失导致电流密度下降,拉低太阳能电池发电效率。因此,如何找到一种在保证电极接触性能良好的同时,避免多晶硅导致的光寄生损失的方法,是本领域技术人员亟待解决的问题。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足,本实用新型的目的在于提供一种具有钝化接触的太阳能电池。
为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
第一方面,本实用新型提供了一种具有钝化接触的太阳能电池,所述的太阳能电池包括衬底,所述衬底的背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层、背面钝化薄膜和背面减反层,所述的背面减反层表面形成背面金属栅线,所述的背面金属栅线与背面钝化薄膜接触。
所述衬底的正面分为金属接触区和非金属接触区,所述的金属接触区依次层叠设置有正面隧穿氧化层、正面钝化薄膜和正面减反层,所述的正面减反层表面形成正面金属栅线,所述的正面金属栅线与正面钝化薄膜钝化接触。
本实用新型提供了一种具有双面钝化结构的太阳能电池,两面均利用隧穿氧化层形成钝化接触结构,具备良好的表面钝化效果,在正面金属栅线和背面金属栅线接触区域均设置了钝化接触结构,避免了金属与硅基体的直接接触,减小接触区域的表面复合,提升电池转换效率。本实用新型提供的太阳能电池有效降低了接触区金属-半导体界面的复合,提高了表面钝化性能,从而大大提高了电池的开路电压和填充因子,提升了电池性能。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述的正面钝化薄膜和正面非金属接触区的表面依次层叠设置有磷扩散层和正面减反层。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述的正面钝化薄膜和正面非金属接触区的表面依次层叠设置有磷扩散层、氧化层和正面减反层。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述的衬底为n型硅片。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述的衬底为p型硅片。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述的正面钝化薄膜为磷掺杂多晶硅层。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述的背面钝化薄膜为硼掺杂多晶硅层。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述的背面钝化薄膜为SiCx。
作为本实用新型一种优选的技术方案,所述的背面钝化薄膜为MoOx。
需要说明的是,本实用新型提供的太阳能电池存在三种并列的技术方案,具体而言:
方案一:本方案提供的太阳能电池包括衬底,衬底正面的金属接触区依次层叠设置有正面隧穿氧化层和正面掺杂多晶硅层,正面掺杂多晶硅层和非金属接触区的表面依次层叠设置有磷扩散层(前表面场FSF)和正面减反层,正面减反层的表面形成正面金属栅线,正面金属栅线与正面掺杂多晶硅层接触。衬底背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层、背面掺杂多晶硅层和背面减反层,背面减反层表面形成背面金属栅线,背面金属栅线与背面掺杂多晶硅层钝化接触。
示例性地,方案一提供的太阳能电池的制备过程包括:
(1)采用N型单晶硅作为衬底,采用KOH和制绒添加剂的混合溶液对N型单晶硅进行制绒;
(2)经过氢氟酸和RCA清洗后,在硅片背面制备一层厚度为1~3nm的背面隧穿氧化层和一层厚度为200~350nm的背面掺杂非晶硅层(硼掺杂非晶硅层),在不低于880℃的条件下进行退火晶化处理,使得硼掺杂非晶硅层转化为硼掺杂多晶硅层;对硅片的正面进行单面HF清洗去除正面的硼硅玻璃层(BSG层),随后进行制绒处理去除正面的硼掺杂多晶硅层;
(3)RCA清洗后,在硅片正面依次制备一层厚度为1~3nm的正面隧穿氧化层和一层厚度为200~350nm的正面掺杂非晶硅层(磷掺杂非晶硅层),在硅片正面印刷阻挡型浆料(阻挡型浆料覆盖金属接触区),通过碱洗和制绒去除非印刷区域的正面掺杂非晶硅层;
(4)经氢氟酸和RCA清洗后,在磷掺杂非晶硅层和正面进行磷扩散(前表面场FSF),将磷掺杂非晶硅层转化为磷掺杂多晶硅层,在正面制备减反射层,在硼掺杂多晶硅层表面制备背面减反层,在正面减反层和背面减反层表面分别进行丝网印刷和烧结,得到正面金属栅线和背面金属栅线。
方案二:本方案提供的太阳能电池包括衬底,衬底正面的金属接触区依次层叠设置有正面隧穿氧化层和正面掺杂多晶硅层,正面掺杂多晶硅层和非金属接触区表面设置有磷扩散层、氧化层和正面减反层,正面减反层的表面形成正面金属栅线,正面金属栅线与磷掺杂多晶硅钝化层接触。衬底背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层、背面掺杂多晶硅层和背面减反层,背面减反层表面形成背面金属栅线,背面金属栅线与背面掺杂多晶硅层钝化接触。
示例性地,方案二提供的太阳能电池的制备过程可以简要概括为:
(1)采用N型单晶硅作为衬底,采用KOH和制绒添加剂的混合溶液对N型单晶硅进行制绒;
(2)经过氢氟酸和RCA清洗后,在硅片背面制备一层厚度为1~3nm的背面隧穿氧化层和一层厚度为200~350nm的背面掺杂非晶硅层(硼掺杂非晶硅层),在不低于880℃的条件下进行退火晶化处理,使得硼掺杂非晶硅层转化为硼掺杂多晶硅层;对硅片的正面进行单面HF清洗去除正面的硼硅玻璃层(BSG层),随后进行制绒处理去除正面的硼掺杂多晶硅层;
(3)RCA清洗后,在硅片正面依次制备一层厚度为1~3nm的正面隧穿氧化层和一层厚度为200~350nm的正面掺杂非晶硅层(磷掺杂非晶硅层)。在硅片正面印刷阻挡型浆料(阻挡型浆料覆盖金属接触区),通过碱洗和制绒去除非印刷区域的正面掺杂非晶硅层。在硅片正面的非金属接触区进行磷扩散,与此同时,通过磷扩散使得磷掺杂非晶硅层转化为磷掺杂多晶硅层;
(4)经氢氟酸和RCA清洗后,在磷掺杂多晶硅层和磷扩散层表面依次制备氧化层和正面减反层,在硼掺杂多晶硅层表面制备背面减反层,在正面减反层和背面减反层表面分别进行丝网印刷和烧结,得到正面金属栅线和背面金属栅线。
方案三:本方案提供的太阳能电池包括衬底,衬底正面的金属接触区依次层叠设置有正面隧穿氧化层和正面掺杂多晶硅层,正面掺杂多晶硅层和非金属接触区的表面设置有正面减反层,正面减反层的表面形成正面金属栅线,正面金属栅线与磷掺杂多晶硅钝化层接触。衬底背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层、背面掺杂多晶硅层和背面减反层,背面减反层表面形成背面金属栅线,背面金属栅线与背面掺杂多晶硅层钝化接触。
示例性地,方案三提供的太阳能电池的制备过程包括:
(1)采用N型单晶硅作为衬底,采用KOH和制绒添加剂的混合溶液对N型单晶硅进行制绒;
(2)经过氢氟酸和RCA清洗后,在硅片背面制备一层厚度为1~3nm的背面隧穿氧化层和一层厚度为200~350nm的背面掺杂非晶硅层(硼掺杂非晶硅层),在不低于880℃的条件下进行退火晶化处理,使得硼掺杂非晶硅层转化为硼掺杂多晶硅层;对硅片的正面进行单面HF清洗去除正面的硼硅玻璃层(BSG层),随后进行制绒处理去除正面的硼掺杂多晶硅层;
(3)RCA清洗后,在硅片正面依次制备一层厚度为1~3nm的正面隧穿氧化层和一层厚度为200~350nm的正面掺杂非晶硅层(磷掺杂非晶硅层)。在硅片正面印刷阻挡型浆料(阻挡型浆料覆盖金属接触区),通过碱洗和制绒去除非印刷区域的正面掺杂非晶硅层,通过高温处理,将磷掺杂非晶硅层转化为磷掺杂多晶硅层;
(4)经氢氟酸和RCA清洗后,在磷掺杂多晶硅层和非金属接触区表面制备正面减反层,在硼掺杂多晶硅层表面制备背面减反层,在正面减反层和背面减反层表面分别进行丝网印刷和烧结,得到正面金属栅线和背面金属栅线。
具体地,本实用新型示例性地提供了一种方案一所述的太阳能电池的具体制备过程,包括如下步骤:
(1)采用N型单晶硅作为衬底,采用KOH和制绒添加剂的混合溶液对N型单晶硅进行制绒,制绒后的硅片经过氢氟酸和RCA清洗后,在硅片背面制备一层厚度为1~3nm的背面隧穿氧化层和一层厚度为200~350nm的硼掺杂非晶硅层,也可以用SiCx或MoOx代替硼掺杂非晶硅层;
(2)在不低于880℃的条件下进行退火晶化处理,使得硼掺杂非晶硅层转化为硼掺杂多晶硅层;
(3)对硅片的正面进行单面HF清洗去除正面的硼硅玻璃层(BSG层),随后进行制绒处理去除正面的硼掺杂多晶硅层(仅保留正面的硼掺杂多晶硅层);RCA清洗后,在硅片正面依次制备一层厚度为1~3nm的正面隧穿氧化层和一层厚度为200~350nm的磷掺杂非晶硅层;
(4)在硅片正面印刷阻挡型浆料(阻挡型浆料覆盖金属接触区),通过碱洗和制绒去除非印刷区域的正面掺杂非晶硅层;
(5)经氢氟酸和RCA清洗后,在磷掺杂非晶硅层和非金属接触区进行磷扩散(前表面场FSF),制备前表面场的同时,将磷掺杂非晶硅层转化为磷掺杂多晶硅层;
(6)在前表面场表面制备正面减反层,在硼掺杂多晶硅层表面制备背面减反层;
(7)在正面减反层和背面减反层表面分别进行丝网印刷和烧结,得到正面金属栅线和背面金属栅线;
(8)烧结;
(9)电池片氢钝化处理。
需要说明的是,在步骤(1)中,硼掺杂非晶硅层可以为原位掺硼的非晶硅薄膜也可以为本征非晶硅薄膜。如为本征非晶硅薄膜,则后续需要从外部引入掺杂源,如管式气态源扩散或旋涂掺杂源或离子注入或丝网印刷硼浆等。对于原位掺杂的非晶硅薄膜,需要高温退火,以激活掺杂原子,退火温度为800~1200℃,退火时间为1~500min。高温处理后,非晶硅薄膜转化为多晶硅薄膜,多晶硅薄膜的厚度为50~500nm。背面隧穿氧化层可以采用高温热氧化法、湿法或者强氧化气体氧化法制备得到,背面隧穿氧化层的厚度为0.5~5nm。
在步骤(3)中,磷掺杂非晶硅层可以为原位掺磷的非晶硅薄膜也可以为本征非晶硅薄膜。如为本征非晶硅薄膜,则后续需要从外部引入掺杂源,如管式气态源扩散或旋涂掺杂源或离子注入或丝网印刷磷浆等。对于原位掺杂的非晶硅薄膜,需要高温退火,以激活掺杂原子,退火温度为800~1200℃,时间1~500min。高温处理后,非晶硅薄膜转化为多晶硅薄膜,多晶硅薄膜的厚度为50~500nm。正面隧穿氧化层可以采用高温热氧化法、湿法或者强氧化气体氧化法制备得到,正面隧穿氧化层的厚度为0.5~5nm。
在步骤(5)中,前表面场的制备方法包括:在前表面中进行磷扩散,随后在700~900℃的氧气氛围中进行退火处理,此时形成1~20nm厚的表面场。
在步骤(6)中,正面减反层和背面减反层可以为叠层或单层SiNx薄膜,也可以为SiOx薄膜,SiOxNy薄膜和SiNx薄膜三种薄膜的任意组合。正面减反层和背面减反层沉积方式可以为原子层沉积(ALD)、等离子增强化学气相沉积(PECVD)或者其他薄膜沉积方式。正面减反层或背面减反层的厚度为30~300nm。
在步骤(9)中,氢钝化可以采用电注入、光注入或加热等其它方式。
需要说明的是,在上述提供的示例性描述中出现的尺寸参数和工艺参数不构成对本实用新型保护范围的进一步限定,仅用于帮助本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案而提出的优选参数。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:
本实用新型提供了一种具有双面钝化结构的太阳能电池,两面均利用隧穿氧化层形成钝化接触结构,具备良好的表面钝化效果,在正面金属栅线和背面金属栅线接触区域均设置了钝化接触结构,避免了金属与硅基体的直接接触,减小接触区域的表面复合,提升电池转换效率。本实用新型提供的太阳能电池有效降低了接触区金属-半导体界面的复合,提高了表面钝化性能,从而大大提高了电池的开路电压和填充因子,提升了电池性能。
附图说明
图1为本实用新型实施例1提供的太阳能电池的结构示意图;
图2为本实用新型实施例2提供的太阳能电池的结构示意图;
图3为本实用新型实施例3提供的太阳能电池的结构示意图。
其中,1-衬底;2-背面隧穿氧化层;3-背面掺杂多晶硅层;4-背面减反层;5-背面金属栅线;6-正面减反层;7-磷扩散层-A(前表面场FSF);8-正面掺杂多晶硅层;9-正面隧穿氧化层;10-氧化层;11-磷扩散层-B;12-正面金属栅线。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
实施例1
本实施例提供了一种太阳能电池,所述的太阳能电池如图1所示,包括衬底1,衬底1正面的金属接触区依次层叠设置有正面隧穿氧化层9(氧化硅层)和正面掺杂多晶硅层8(磷掺杂多晶硅层),正面隧穿氧化层9的厚度为2nm,正面掺杂多晶硅层8的厚度为200nm。正面掺杂多晶硅层8和非金属接触区的表面依次层叠设置有磷扩散层-A(前表面场FSF)7和正面减反层6,磷扩散层-A(前表面场FSF)7的厚度为5nm,正面减反层6的厚度为50nm。正面减反层6的表面形成正面金属栅线12,正面金属栅线12与正面掺杂多晶硅层8接触。
衬底1背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层2(氧化硅层)、背面掺杂多晶硅层3(硼掺杂多晶硅层)和背面减反层4,背面隧穿氧化层2的厚度为2nm,背面掺杂多晶硅层3的厚度为200nm,背面减反层4的厚度为50nm。背面减反层4表面形成背面金属栅线5,背面金属栅线5与背面掺杂多晶硅层3钝化接触。
实施例1具体流程
本流程提供了一种实施例1所述的太阳能电池的制备方法,所述的制备方法具体包括如下步骤:
(1)采用N型单晶硅作为衬底1,采用KOH和制绒添加剂的混合溶液对N型单晶硅进行制绒,制绒后的硅片经过氢氟酸和RCA清洗后,在硅片背面制备一层厚度为2nm的背面隧穿氧化层2和一层厚度为200nm的硼掺杂非晶硅层;
(2)对硼掺杂非晶硅层进行退火晶化处理,退火温度为1000℃,时间100min,使得硼掺杂非晶硅层转化为硼掺杂多晶硅层;
(3)对硅片的正面进行单面HF清洗去除正面的硼硅玻璃层(BSG层),随后进行制绒处理去除正面的硼掺杂多晶硅层(仅保留背面的硼掺杂多晶硅层);RCA清洗后,在硅片正面依次制备一层厚度为2nm的正面隧穿氧化层9和一层厚度为200nm的磷掺杂非晶硅层;
(4)在硅片正面印刷阻挡型浆料(阻挡型浆料覆盖金属接触区),通过碱洗和制绒去除非印刷区域的正面掺杂非晶硅层;
(5)经氢氟酸和RCA清洗后,在磷掺杂非晶硅层和非金属接触区表面进行磷扩散,随后在800℃的氧气氛围中进行退火处理,形成5nm厚的磷扩散层-A(前表面场FSF)7,在制备磷扩散层-A(前表面场FSF)7的同时,磷掺杂非晶硅层转化为磷掺杂多晶硅层;
(6)采用原子层沉积法在磷扩散层-A(前表面场FSF)7表面制备正面减反层6(SiNx薄膜),采用等离子增强化学气相沉积法在硼掺杂多晶硅层表面制备背面减反层4(SiNx薄膜);
(7)在正面减反层6和背面减反层4表面分别进行丝网印刷和烧结,得到正面金属栅线12和背面金属栅线5;
(8)烧结;
(9)电池片氢钝化处理。
实施例2
本实施例提供了一种太阳能电池,所述的太阳能电池如图2所示,包括衬底1,衬底1正面的金属接触区依次层叠设置有正面隧穿氧化层9(氧化硅层)和正面掺杂多晶硅层8(磷掺杂多晶硅层),正面隧穿氧化层9的厚度为3nm,正面掺杂多晶硅层8的厚度为200nm。正面掺杂多晶硅层8和非金属接触区表面依次层叠设置有磷扩散层-B 11、氧化层10和正面减反层6,氧化层10的厚度为3nm,正面减反层6的厚度为100nm。正面减反层6的表面形成正面金属栅线12,正面金属栅线12与正面掺杂多晶硅层8接触。
衬底1背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层2(氧化硅层)、背面掺杂多晶硅层3(硼掺杂多晶硅层)和背面减反层4,背面隧穿氧化层2的厚度为3nm,背面掺杂多晶硅层3的厚度为200nm,背面减反层4的厚度为100nm。背面减反层4表面形成背面金属栅线5,背面金属栅线5与背面掺杂多晶硅层3钝化接触。
实施例2具体流程
本实施例提供了一种实施例2所述的太阳能电池的制备方法,所述的制备方法具体包括如下步骤:
(1)采用N型单晶硅作为衬底1,采用KOH和制绒添加剂的混合溶液对N型单晶硅进行制绒,制绒后的硅片经过氢氟酸和RCA清洗后,在硅片背面制备一层厚度为3nm的背面隧穿氧化层2和一层厚度为200nm的硼掺杂非晶硅层;
(2)对硼掺杂非晶硅层进行退火晶化处理,退火温度为900℃,时间200min,使得硼掺杂非晶硅层转化为硼掺杂多晶硅层;
(3)对硅片的正面进行单面HF清洗去除正面的硼硅玻璃层(BSG层),随后进行制绒处理去除正面的硼掺杂多晶硅层(仅保留背面的硼掺杂多晶硅层);RCA清洗后,在硅片正面依次制备一层厚度为3nm的正面隧穿氧化层9和一层厚度为200nm的磷掺杂非晶硅层;
(4)在硅片正面印刷阻挡型浆料(阻挡型浆料覆盖金属接触区),通过碱洗和制绒去除非印刷区域的正面掺杂非晶硅层,非印刷区域形成绒面;
(5)经氢氟酸和RCA清洗后,在硅片正面的非金属接触区进行磷扩散形成磷扩散层-B 11,与此同时,通过磷扩散使得磷掺杂非晶硅层转化为磷掺杂多晶硅层;
(6)去除硅片正面的PSG,正面生长氧化硅膜,在磷掺杂多晶硅层8和磷扩散层-B11表面通过高温热氧化法生长3nm厚的氧化层10;
(7)采用原子层沉积法在氧化层10表面制备正面减反层6(SiNx薄膜),采用等离子增强化学气相沉积法在硼掺杂多晶硅层表面制备背面减反层4(SiNx薄膜);
(8)在正面减反层6和背面减反层4表面分别进行丝网印刷和烧结,得到正面金属栅线12和背面金属栅线5;
(8)烧结;
(9)电池片氢钝化处理。
实施例3
本实施例提供了一种太阳能电池,所述的太阳能电池如图3所示,包括衬底1,衬底1正面的金属接触区依次层叠设置有正面隧穿氧化层9(氧化硅层)和正面掺杂多晶硅层8(磷掺杂多晶硅层),正面隧穿氧化层9的厚度为2nm,正面掺杂多晶硅层8的厚度为400nm。正面掺杂多晶硅层8和非金属接触区的表面设置有正面减反层6,正面减反层6的厚度为200nm。正面减反层6的表面形成正面金属栅线12,正面金属栅线12与正面掺杂多晶硅层8接触。
衬底1背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层2(氧化硅层)、背面掺杂多晶硅层3(硼掺杂多晶硅层)和背面减反层4,背面隧穿氧化层2的厚度为2nm,背面掺杂多晶硅层3的厚度为400nm,背面减反层4的厚度为200nm。背面减反层4表面形成背面金属栅线5,背面金属栅线5与背面掺杂多晶硅层3钝化接触。
实施例3具体流程
本实施例提供了一种实施例3所述的太阳能电池的制备方法,所述的制备方法具体包括如下步骤:
(1)采用N型单晶硅作为衬底1,采用KOH和制绒添加剂的混合溶液对N型单晶硅进行制绒,制绒后的硅片经过氢氟酸和RCA清洗后,在硅片背面制备一层厚度为2nm的背面隧穿氧化层2和一层厚度为400nm的硼掺杂非晶硅层;
(2)对硼掺杂非晶硅层进行退火晶化处理,退火温度为1200℃,时间50min,使得硼掺杂非晶硅层转化为硼掺杂多晶硅层;
(3)对硅片的正面进行单面HF清洗去除正面的硼硅玻璃层(BSG层),随后进行制绒处理去除正面的硼掺杂多晶硅层(仅保留背面的硼掺杂多晶硅层);RCA清洗后,在硅片正面依次制备一层厚度为2nm的正面隧穿氧化层9和一层厚度为400nm的磷掺杂非晶硅层;
(4)在硅片正面印刷阻挡型浆料(阻挡型浆料覆盖金属接触区),通过碱洗和制绒去除非印刷区域的磷掺杂非晶硅层,非印刷区域形成绒面;
(5)通过880℃的高温处理将磷掺杂非晶硅层转化为磷掺杂多晶硅层;
(6)采用原子层沉积法在磷掺杂多晶硅层8表面和正面其他区域制备正面减反层6(SiNx薄膜),采用等离子增强化学气相沉积法在硼掺杂多晶硅层表面制备背面减反层4(SiNx薄膜);
(7)在正面减反层6和背面减反层4表面分别进行丝网印刷和烧结,得到正面金属栅线12和背面金属栅线5;
(8)烧结;
(9)电池片氢钝化处理。
对实施例1、2和3制备得到的太阳电池进行光电转化率性能测试,所述的测试方法包括:
将所制备的太阳电池放置在AM1.5的模拟光源下(光源模拟器型号为NewportOriel 94043A),光源能量密度为100mW/cm2,光源使用标准晶硅电池校准,使用FCT650测试太阳电池的I-V曲线。光直射太阳电池表面,太阳电池的有效面积为251.19cm2。测试结果如表1所示。
表1
光电转化率 | 开路电压 | |
实施例1 | 24.65% | 0.725V |
实施例2 | 24.8% | 0.723V |
实施例3 | 24.5% | 0.722V |
申请人声明,以上所述仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (9)
1.一种具有钝化接触的太阳能电池,其特征在于,所述的太阳能电池包括衬底,所述衬底的背面依次层叠设置有背面隧穿氧化层、背面钝化薄膜和背面减反层,所述的背面减反层表面形成背面金属栅线,所述的背面金属栅线与背面钝化薄膜接触;
所述衬底的正面分为金属接触区和非金属接触区,所述的金属接触区依次层叠设置有正面隧穿氧化层、正面钝化薄膜和正面减反层,所述的正面减反层表面形成正面金属栅线,所述的正面金属栅线与正面钝化薄膜钝化接触。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述的正面钝化薄膜和正面非金属接触区的表面依次层叠设置有磷扩散层和正面减反层。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述的正面钝化薄膜和正面非金属接触区的表面依次层叠设置有磷扩散层、氧化层和正面减反层。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述的衬底为n型硅片。
5.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述的衬底为p型硅片。
6.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述的正面钝化薄膜为磷掺杂多晶硅层。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述的背面钝化薄膜为硼掺杂多晶硅层。
8.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述的背面钝化薄膜为SiCx。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池,其特征在于,所述的背面钝化薄膜为MoOx。
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