CN216528903U - 一种TOPCon电池的叠层钝化结构和TOPCon电池 - Google Patents
一种TOPCon电池的叠层钝化结构和TOPCon电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN216528903U CN216528903U CN202122202739.9U CN202122202739U CN216528903U CN 216528903 U CN216528903 U CN 216528903U CN 202122202739 U CN202122202739 U CN 202122202739U CN 216528903 U CN216528903 U CN 216528903U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- dielectric passivation
- passivation layer
- dielectric
- silicon
- 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
- 238000002161 passivation Methods 0.000 title claims abstract description 159
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 48
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical group N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 27
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims abstract description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 12
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 8
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical class [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 18
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 17
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 17
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 15
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 description 13
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 12
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 8
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 8
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 3
- 238000006388 chemical passivation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001505 atmospheric-pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000005527 interface trap Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种TOPCon电池的叠层钝化结构和TOPCon电池，所述叠层钝化结构包括N型硅衬底，所述N型硅衬底正面从里到外依次设置有第一介电钝化层，第二介电钝化层和第三介电钝化层；所述第一介电钝化层为氧化铝层，所述第二介电钝化层为氧化硅层、碳化硅层或氮氧化硅层中的任意一层或至少两种层的叠层，所述第二介电钝化层的厚度小于10nm，所述第三介电钝化层为氮化硅膜膜。本实用新型的叠层钝化结构对TOPCon电池正面的钝化效果好，还能显著改善表面陷光，提升电性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能电池技术领域，涉及一种TOPCon电池的叠层钝化结构和TOPCon电池。
背景技术
太阳能电池作为新兴能源，已经被广泛使用，TOPCon电池作为高效太阳能电池未来的量产工艺方向之一，各电池厂家对该工艺均有大量的研究，为了提高效率，各公司均对该产品工艺进行了大量的研究。
比较常用的正面钝化方法为依次制备氧化铝层和氮化硅膜，例如CN113035997A公开了一种太阳能电池制造工艺，在正面沉积氧化铝和氮化硅薄膜，并在沉积这两层膜的工序调整至退火工序之前，利用退火时的长时间高温充分激发氧化铝、氮化硅的钝化能力，提升电池效率。
CN202585427U公开了一种太阳能电池的钝化结构，该钝化结构包括在太阳能电池正面的P+层上沉积的由氧化硅/氧化铝/非晶氮化硅组成的复合叠层钝化薄膜，以及在背面场的N+层上沉积的由氧化硅/非晶氮化硅组成的叠层钝化薄膜。该钝化结构可以有效饱和悬挂键、降低表面态、减小表面复合速度，提高电池的有效少子寿命，获得较高的开路电压和短路电流，提高太阳能电池的光电转换效率。
但是，上述钝化结构直接应用于TOPCon电池正面的钝化效果不佳，且光学性能和电性能有待提升。
实用新型内容
针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种TOPCon电池的叠层钝化结构和TOPCon电池。本实用新型的叠层钝化结构对TOPCon电池正面的钝化效果好，还能显著改善表面陷光，提升电性能。
为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
第一方面，本实用新型提供一种TOPCon电池的叠层钝化结构，所述叠层钝化结构包括N型硅衬底，所述N型硅衬底正面从里到外依次设置有第一介电钝化层，第二介电钝化层和第三介电钝化层；
所述第一介电钝化层为氧化铝层，所述第二介电钝化层为氧化硅层、碳化硅层或氮氧化硅层中的任意一层或至少两种层的叠层，所述第二介电钝化层的厚度小于10nm(例如9nm、8nm、7nm、6nm、4nm、3nm、2nm或1nm等)，所述第三介电钝化层为氮化硅膜(简称为SiNx膜)。
在某些实施例中，第二介电钝化层为至少两种的叠层，例如，沿着远离N型硅沉底的方向，第二介电钝化层依次为氧化硅层和碳化硅层；又如，沿着远离N型硅沉底的方向，第二介电钝化层依次为氧化硅层和碳化硅层和氧化硅层。
本实用新型的叠层钝化结构中，第一介电钝化层为氧化铝层，其可以降低悬挂键的密度，很好地控制界面陷阱，起到化学钝化的作用；第三介电钝化层为氮化硅膜，其作用是减少光的反射，提高光的吸收，提升电流，从而提高电池片的效率；第一介电钝化层和第三介电钝化层之间设置特定厚度和种类的第二介电钝化层，其作用有两个：一是避免了由于氮化硅膜正电荷量较高而影响带负电荷的氧化铝层的场钝化效果，二是对氧化铝层进行辅助钝化，提高电池的效率。
在一个实施方式中，叠层钝化结构可以在电池的制备过程中的烧结过程提供更佳的氢钝化效果，提高电池效率。
以下作为本实用新型优选的技术方案，但不作为对本实用新型提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本实用新型的技术目的和有益效果。
优选地，所述第一介电钝化层的厚度为1nm～30nm，例如1nm、3nm、5nm、6nm、8nm、10nm、12nm、15nm、20nm、23nm、25nm、28nm或30nm等。
示例性地，所述第一介电钝化层通过原子层沉积(Atomic Layer Deposition，ALD)法或者化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)法制备得到。
CVD法包括PECVD、LPCVD或APCVD中的任意一种。
优选地，所述第二介电钝化层为氢化的氮氧化硅层，所述第二介电钝化层的厚度为1nm～7nm。
氢化的氮氧化硅层为已知材料，指该氮氧化硅层中含有氢离子和/或氢原子，可以通过PECVD法生长氮氧化硅时在反应气体中通入氢气来实现。
第二介电钝化层中含有氢离子和/或氢原子优选含有大量氢离子，有利于对硅片表面形成化学钝化，提升钝化效果，从而提高电性能。
示例性地，所述第二介电钝化层通过CVD法制备得到。
优选地，所述第三介电钝化层的厚度为1nm～50nm，例如1nm、3nm、5nm、6nm、8nm、10nm、15nm、20nm、23nm、24nm、28nm、30nm、33nm、36nm、40nm、45nm或50nm等。
优选地，所述第三介电钝化层为氢化的氮化硅膜。
氢化的氮化硅膜为已知材料，指该氮化硅膜中含有氢离子和/或氢原子，可以通过PECVD法生长氮化硅时在反应气体中通入氢气来实现。离子以游离的形式存在，有利于对电池进行钝化。
优选地，所述第三介电钝化层的折射率为1.5～2.4(例如1.5、1.6、1.8、2.0、2.2或2.4等)，所述第三介电钝化层为不同折射率的膜组成的叠层膜，且沿着远离硅衬底的方向，所述叠层膜中的各膜折射率依次降低。逐层降低折射率的膜层设计可降低光学失配，有更佳的减反射效果。
作为本实用新型所述TOPCon电池的叠层钝化结构的一个优选技术方案，在所述第三介电钝化层远离硅衬底一侧的表面设置第四介电钝化层，所述第四介电钝化层为氢化的氧化硅层、氢化的碳化硅层或氢化的氮氧化硅层中的任意一层或至少两种的叠层，所述第三介电钝化层的厚度为1nm～50nm。
氢化的氧化硅层、氢化的碳化硅层或氢化的氮氧化硅层均为已知材料，指该相应的层中含有氢离子和/或氢原子，可以通过PECVD法生长该层时在反应气体中通入氢气来实现。
通过设置第四介电钝化层，一方面，第四介电钝化层含有氢离子和/或氢原子，游离的氢离子和/或氢原子可以降低表面的复合速率，对电池表面进行钝化，同时，H也会扩散到硅片体内，对硅片体内的缺陷及杂质进行钝化，上述因素作用下优化了钝化效果，另一方面，第四介电钝化层有利于辅助减少光的反射，提高光的摄入和吸收，提升电流，从而提高电池片的效率。
优选地，所述第四介电钝化层的折射率低于第三介电钝化层的折射率，如此可以提高光的吸收，改善表面陷光，提高电池片的效率。
需要说明的是，若第四介电钝化层为至少两层的叠层，则第四介电钝化层中的各层的折射率沿着远离硅衬底的方向依次降低，且与第三介电钝化层相邻的层的折射率低于第三介电钝化层。
优选地，所述第四介电钝化层的厚度为1nm～200nm，例如1nm、3nm、5nm、6nm、8nm、10nm、15nm、20nm、23nm、24nm、28nm、30nm、33nm、36nm、40nm、45nm、50nm、55nm、60nm、65nm、70nm、75nm、80nm、85nm、90nm、95nm、100nm、105nm、110nm、115nm、125nm、135nm、140nm、145nm、155nm、160nm、170nm、175nm、180nm、190nm或200nm等，优选为90nm～150nm。
本实用新型的TOPCon电池的叠层钝化结构中，优选第四介电钝化层的厚度在较厚的范围内(90nm～150nm)，并配合较薄的第三介电钝化层(1nm～50nm)，能够更好地提升钝化效果并改善陷光。
示例性地，所述第四介电钝化层通过CVD法制备得到。
本实用新型的TOPCon电池的叠层钝化结构中，可选的第四介电钝化层的颜色种类众多，可以完成各种美学组件的要求，从而丰富公司的产品。
作为本实用新型所述TOPCon电池的叠层钝化结构的一个优选技术方案，所述硅衬底的厚度为100μm～160μm，例如100μm、110μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm、150μm、155μm或160μm等。
优选地，所述N型单晶硅片为正面织构化和硼掺杂的N型单晶硅片。
正面织构化和硼掺杂的N型单晶硅片为已知材料，可以通过对硅片的正面进行织构化处理和硼掺杂处理来实现，织构化处理和硼掺杂处理的方法为本领域技术人员公知，本领域技术人员可参照现有技术公开的方法进行织构化处理和硼掺杂处理。
示例性地，使用高温扩散的方式对N型单晶硅片正面进行硼掺杂处理，形成的硼掺杂层的厚度为0μm～5μm且不含0μm，例如0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm或5μm等。
优选地，所述叠层钝化结构为化学钝化和场钝化。
第二方面，本实用新型提供一种TOPCon电池，所述TOPCon电池包括如第一方面所述的叠层钝化结构；
所述硅衬底正面的最外层设置有正面银层；
所述硅衬底背面从里到外依次设置有SiO2层、多晶硅层、氮化硅膜和背面银层。
与已有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
(1)本实用新型的TOPCon电池的叠层钝化结构通过采用氧化铝层、氮化硅膜、并在氧化铝层和氮化硅膜之间设置特定厚度和种类的第二介电钝化层，一是避免了由于氮化硅膜正电荷量较高而影响带负电荷的氧化铝层的场钝化效果，二是对氧化铝层进行辅助钝化，提高电池的效率。
(2)通过对TOPCon电池的叠层钝化结构中各层的组成等进行优化，并设置第四介电钝化层，进一步提升了钝化效果，还改善了陷光效果，提升了电性能。
附图说明
图1为本实用新型实施例1提供的TOPCon电池的结构示意图。
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。
本实用新型实施例中，含有氢的反应气体选自硅烷和/氨气，在等离子体作用下可电离出氢原子和/或氢离子，参与氢化。
实施例1
本实施例提供一种TOPCon电池的叠层钝化结构，所述叠层钝化结构包括硅衬底，所述硅衬底正面从里到外依次设置有第一介电钝化层、第二介电钝化层、第三介电钝化层和第四介电钝化层；
所述第一介电钝化层为氧化铝层，厚度为20nm，
所述第二介电钝化层为氮氧化硅层，该氮氧化硅层中含有氢离子，厚度为2nm，
所述第三介电钝化层为氮化硅膜，该氮化硅膜中含有氢离子，厚度为50nm，
所述第四介电钝化层为氧化硅层，该氧化硅层中含有氢离子和氢原子，厚度为120nm。
本实施例还提供了一种TOPCon电池，所述TOPCon电池包括上述的叠层钝化结构，所述TOPCon电池的制备方法包括以下步骤：
1)对厚度为170μm的N型单晶硅片使用KOH进行制绒，并通过RCA清洗法进行清洗；形成金字塔结构的绒面，绒面反射率12％；
2)通过高温扩散的方式在步骤1)得到的衬底上制备一层扩散层，该层的方阻在100欧姆；
3)通过刻蚀液将边缘多余的扩散层刻蚀干净，刻蚀液为HF溶液(质量分数40％)、HNO3溶液(质量分数68％)和水按照体积比1:27:46混合得到的刻蚀液；
4)通过LPVCD的方式，背面生长SiO2层和多晶硅层，厚度分别为1.5nm和180nm；
5)清洗去除多余的多晶硅层，并经过RCA法清洗；
6)用PECVD的方式，正面沉积氧化铝，厚度为20nm；
7)用PECVD的方式依次生长氮氧化硅层、氮化硅膜和氧化硅层，厚度分别为2nm、50nm和120nm，生长这三层时，PECVD的反应气体中均含有氢原子。
8)用PECVD的方式，背面生长氮化硅；
9)正背面印刷银浆，主栅宽度为0.6mm，主栅数目为9，正面和背面银副栅线宽度均为35μm，正面副栅线数为100，背面副栅线数为110；
10)用IV测试仪，按IEC60904标准在25℃，1000W/m2光强下测试，测试结果见表1。
实施例2
本实施例提供一种TOPCon电池的叠层钝化结构，所述叠层钝化结构包括硅衬底，所述硅衬底正面从里到外依次设置有第一介电钝化层、第二介电钝化层和第三介电钝化层；
所述第一介电钝化层为氧化铝层，厚度为10nm，
所述第二介电钝化层为氮氧化硅层，该氮氧化硅层中含有氢离子，厚度为5nm，
所述第三介电钝化层为氮化硅膜，该氮化硅膜中含有氢离子，厚度为65nm。
本实施例还提供了一种TOPCon电池，所述TOPCon电池包括上述的叠层钝化结构，其结构示意图参见图1；
沿着远离所述N型单晶硅片5的方向，所述N型单晶硅片5的表面设置有第一介电钝化层1，所述第一介电钝化层1的表面设置有第二介电钝化层2，所述第二介电钝化层2的表面设置有第三介电钝化层3，所述第三介电钝化层3的表面设置有第四介电钝化层4，所述第四介电钝化层4的表面设置有正面银层9；
沿着远离所述N型单晶硅片5的方向，所述N型单晶硅片5的背面设置有SiO2层6，所述SiO2层6的表面设置有多晶硅层7，所述多晶硅层7的表面设置有氮化硅膜8，所述氮化硅膜8的表面设置有背面银层10。
本实施例还提供了上述的TOPCon电池的制备方法，包括以下步骤：
1)对厚度为140μm的N型单晶硅片使用KOH进行制绒，并通过RCA清洗法进行清洗；形成金字塔结构的绒面，绒面反射率12％；
2)通过高温扩散的方式在步骤1)得到的衬底上制备一层扩散层，该层的方阻在100欧姆；
3)通过刻蚀液将边缘多余的扩散层刻蚀干净，刻蚀液为HF溶液(质量分数40％)、HNO3溶液(质量分数68％)和水按照体积比1:27:46混合得到的刻蚀液；
4)通过LPVCD的方式，背面生长SiO2层和多晶硅层，厚度分别为1.5nm和170nm；
5)清洗去除多余的多晶硅层，并经过RCA法清洗；
6)用ALD的方式，正面沉积氧化铝，厚度为10nm；
7)用PECVD的方式依次生长氮氧化硅层和氮化硅膜，厚度分别为5nm和65nm，生长这两层时，PECVD的反应气体中均含有氢离子。
8)用PECVD的方式，背面生长氮化硅；
9)正背面印刷银浆，主栅宽度为0.6mm，主栅数目为9，正面和背面银副栅线宽度均为35μm，正面副栅线数为100，背面副栅线数为110；
采用与实施例1相同的方法进行测试，测试结果见表1。
实施例3
本实施例与实施例2的区别在于，步骤7)为：PECVD的方式依次生长氮氧化硅层、氮化硅膜和氧化硅层，厚度分别为5nm、35nm和100nm，生长这三层时，PECVD的反应气体中均含有氢离子。采用与实施例1相同的方法进行测试，测试结果见表1。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，步骤7)用PECVD的方式依次生长氮氧化硅层、第一氧化硅层、氮化硅膜和第二氧化硅层，厚度分别为2nm、3nm、50nm和120nm，生长这四层时，PECVD的反应气体中均含有氢原子。
氮氧化硅层和第一氧化硅层的叠层构成第二介电钝化层，第二介电钝化层总厚度为5nm。
采用与实施例1相同的方法进行测试，测试结果见表1。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于，将第三介电钝化层替换为第一氮化硅、第二氮化硅、氮氧化硅和氧化硅的叠层膜，且沿着远离硅衬底的方向，所述叠层膜中各膜的厚度分别为10nm、20nm、25nm和30nm，所述叠层膜中各膜的折射率分别为2.1、1.99、1.81和1.6。
采用与实施例1相同的方法进行测试，测试结果见表1。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，没有进行步骤7)，本对比例的TOPCon电池的叠层钝化结构中，硅衬底正面从里到外依次设置有厚度为20nm的氧化铝层和厚度为60nm的氮化硅膜。
该对比例的TOPCon电池中，正面从硅衬底开始只有氧化铝膜和氮化硅膜两层，氮化硅薄膜的正电荷量较高，会影响带负电荷的氧化铝薄膜的场钝化效果，同时氮化硅薄膜的沉积功率较氧化铝薄膜较高，沉积过程中会破坏氧化铝薄膜的钝化效果。另外氮化硅薄膜的折射率为2.0左右，两者相差较大，正面陷光较差。本对比例的钝化结构的钝化能力、光学性能以及电性能均有待进一步提高。
采用与实施例1相同的方法进行测试，测试结果见表1。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，未设置第二介电钝化层。
采用与实施例1相同的方法进行测试，测试结果见表1。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，第二介电钝化层(也即氮氧化硅层)的厚度为10nm。
采用与实施例1相同的方法进行测试，测试结果见表1。
表1
通过实施例1与对比例1的对比可知，实施例1在氧化铝层和氮化硅膜之间设置氮氧化硅层，可有效改善正面氧化铝的钝化效果，提升太阳电池的开路电压约2mV，从而提升电池的转换效率，太阳电池的转换效率提升0.08％。另外，对比例2相比对比例1增加的第四介质层氧化硅层，有效增加了太阳电池光吸收，大幅提高了短路电流密度，也带来了明显的效率增益。
通过实施例1与对比例3的对比可知，第二介电钝化层的厚度过高，会造成光学失配降低电流，同时膜层过厚导致接触电阻上升，引起填充因子下降，反而不利于电池效率的提高。
申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细方法，但本实用新型并不局限于上述详细方法，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各层的等效替换、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种TOPCon电池的叠层钝化结构，其特征在于，所述叠层钝化结构包括N型硅衬底，所述N型硅衬底正面从里到外依次设置有第一介电钝化层，第二介电钝化层和第三介电钝化层；
所述第一介电钝化层为氧化铝层，
所述第二介电钝化层为氧化硅层、碳化硅层或氮氧化硅层中的任意一层或至少两种层的叠层，所述第二介电钝化层的厚度小于10nm，
所述第三介电钝化层为氮化硅膜。
2.根据权利要求1所述的TOPCon电池的叠层钝化结构，其特征在于，所述第一介电钝化层的厚度为1nm～30nm。
3.根据权利要求1或2所述的TOPCon电池的叠层钝化结构，其特征在于，所述第二介电钝化层为氢化的氮氧化硅层，第二介电钝化层的厚度为1nm～7nm。
4.根据权利要求1所述的TOPCon电池的叠层钝化结构，其特征在于，所述第三介电钝化层的厚度为1nm～65nm；
所述第三介电钝化层为氢化的氮化硅膜。
5.根据权利要求1所述的TOPCon电池的叠层钝化结构，其特征在于，所述第三介电钝化层的折射率为1.5～2.4，所述第三介电钝化层为不同折射率的膜组成的叠层膜，且沿着远离硅衬底的方向，所述叠层膜中的各膜折射率依次降低。
6.根据权利要求1、2、4、5任一项所述的TOPCon电池的叠层钝化结构，其特征在于，在所述第三介电钝化层远离硅衬底一侧的表面设置第四介电钝化层，所述第四介电钝化层为氢化的氧化硅层、氢化的碳化硅层或氢化的氮氧化硅层中的任意一层，所述第三介电钝化层的厚度为1nm～50nm。
7.根据权利要求6所述的TOPCon电池的叠层钝化结构，其特征在于，所述第四介电钝化层的折射率低于第三介电钝化层的折射率。
8.根据权利要求6所述的TOPCon电池的叠层钝化结构，其特征在于，所述第四介电钝化层的厚度为1nm～200nm。
9.根据权利要求1所述的TOPCon电池的叠层钝化结构，其特征在于，所述硅衬底的厚度为100μm～160μm。
10.一种TOPCon电池，其特征在于，所述TOPCon电池包括如权利要求1、2、4、5、9任一项所述的叠层钝化结构；
所述硅衬底正面的最外层设置有正面银层；
所述硅衬底背面从里到外依次设置有SiO2层、多晶硅层、氮化硅膜和背面银层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122202739.9U CN216528903U (zh) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | 一种TOPCon电池的叠层钝化结构和TOPCon电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122202739.9U CN216528903U (zh) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | 一种TOPCon电池的叠层钝化结构和TOPCon电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN216528903U true CN216528903U (zh) | 2022-05-13 |
Family
ID=81516233
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202122202739.9U Active CN216528903U (zh) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | 一种TOPCon电池的叠层钝化结构和TOPCon电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN216528903U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114497237A (zh) * | 2021-09-13 | 2022-05-13 | 天合光能股份有限公司 | 一种TOPCon电池的叠层钝化结构和TOPCon电池 |
-
2021
- 2021-09-13 CN CN202122202739.9U patent/CN216528903U/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114497237A (zh) * | 2021-09-13 | 2022-05-13 | 天合光能股份有限公司 | 一种TOPCon电池的叠层钝化结构和TOPCon电池 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2023178918A1 (zh) | 一种低成本接触钝化全背电极太阳能电池及其制备方法 | |
| CN111668317A (zh) | 一种光伏组件、太阳能电池及其制备方法 | |
| CN114759097B (zh) | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 | |
| CN116845115A (zh) | 太阳能电池及光伏组件 | |
| CN114497237A (zh) | 一种TOPCon电池的叠层钝化结构和TOPCon电池 | |
| CN114038921A (zh) | 太阳能电池及光伏组件 | |
| CN218788382U (zh) | 一种高效异质结太阳能电池 | |
| CN115176345B (zh) | 一种太阳能电池叠层钝化结构及其制备方法 | |
| CN116314471A (zh) | 一种背面se结构制备方法 | |
| CN216528903U (zh) | 一种TOPCon电池的叠层钝化结构和TOPCon电池 | |
| CN214753785U (zh) | 一种单面钝化接触的太阳能电池 | |
| CN117253933A (zh) | 太阳能电池及其制备方法 | |
| CN218769547U (zh) | 光伏电池及光伏组件 | |
| WO2022156102A1 (zh) | 太阳能电池叠层钝化结构及制备方法 | |
| CN112713216B (zh) | 一种太阳能电池的层叠减反射膜的制备方法 | |
| CN115101622A (zh) | 一种太阳能电池及其制作方法、光伏组件 | |
| CN115188834A (zh) | 太阳能电池及其制备方法、光伏组件 | |
| CN114188422A (zh) | 金属氧化物掺杂层、太阳能电池及其制备方法 | |
| CN218498078U (zh) | 一种太阳能电池叠层钝化结构 | |
| CN115036374B (zh) | 太阳能电池及其制作方法、光伏组件 | |
| CN214753784U (zh) | 一种太阳能电池叠层钝化结构以及太阳能电池 | |
| CN116072741B (zh) | 太阳电池及其制备方法、光伏组件、用电装置 | |
| CN214898453U (zh) | 太阳能电池叠层钝化结构 | |
| JP2020505786A (ja) | シングル型、タンデム型ならびにヘテロ接合型太陽電池装置およびその形成方法 | |
| CN214588873U (zh) | 一种异质结太阳能电池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |