一种适合薄片化的N型PERT双面电池结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种适合薄片化的N型PERT双面电池结构，包括硅片基体；硅片基体的正面形成有n+轻掺杂层及局部n++重掺杂区，在n+轻掺杂层上形成有通过一个工艺步骤得到的第一钝化减反层，在n++重掺杂区引出负电极。基体的背面形成有p+掺杂层及通过一个工艺步骤得到的第二钝化减反层，在p+掺杂层上引出正电极。通过将n+掺杂层转移到电池正面，可以降低金属栅线遮光面积，减少电极接触复合；且形成的n++局部重掺杂区极大地提高电池开路电压和短路电流，同时可以使n+掺杂层的方阻提升的更高，这样有利于提表面钝化效果；第一钝化减反层和第二钝化减反层均通过一个工艺步骤即可制备得到，因而在工艺制作流程上极大进行了优化，提高生产效率，减低了生产成本。

N type PERT double sided battery structure suitable for sheet formation and preparation method thereof

The invention discloses a method for thin slices of N type PERT double cell structure, including silicon substrate; silicon substrate formed with positive n+ lightly doped layer and local n++ heavily doped region has a first passivation process through the steps to get the antireflection layer is formed on the n+ doped layer, n++ in heavily doped region leads to a negative electrode. The back surface of the substrate is formed with a p+ doped layer and a second passivation layer obtained by a process step, and a positive electrode is formed on the p+ doped layer. The n+ doped layer transfer to the battery positive, can reduce the metal gate line shading area, reduce the electrode contact compound; and the formation of the local n++ heavily doped region greatly improve the open circuit voltage and short-circuit current, but also can make the n+ doped layer resistance increase is higher, so that is conducive to improve the surface passivation effect of the first; passivation and anti reflection layer and the second passivation and anti reflection layer through a process step can be prepared, so in the process of the production process is greatly optimized, improve production efficiency, reduce production cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种适合薄片化(硅片厚度170微米及以下)的N型PERT双面电池结构及其制备方法。
技术介绍
太阳能光伏发电因其清洁、安全、便利、高效等特点，已成为世界各国普遍关注和重点发展的新兴产业。因此，深入研究和利用太阳能资源，对缓解资源危机、改善生态环境具有十分重要的意义。N型PERT电池和传统P型电池结构相近，被认为与传统常规产线工艺和设备兼容性最高的N型高效电池，因为其具有N型电池特有的低光致衰减(LID，LightInducesDegradation)、高的体少子寿命、对金属离子污染容忍度高等优势，且转化效率高而且适合制作双玻组件的特点，是当今国际研究和产业化的前沿。以常规N型PERT双面电池为例，如图1所示，N型PERT双面电池的基本结构包括：N型硅片基体100，硅片基体的正表面由内到外依次是p+掺杂层101、氧化硅钝化层102、氮化硅减反射层103及正电极105；硅片基体的背面由内到外依次是n+掺杂层104、氧化硅钝化层102、氮化硅减反射层103及负电极106。常规制作N型PERT双面电池的工艺流程大致为：去损伤层&制绒－硼扩散形成p+层－背面抛光&去BSG－背面离子注入形成n+层－氧化&退火－双面淀积氮化硅－双面印刷共烧－测试&分选。以上是制作N型PERT双面电池的典型工艺步骤，该工艺一般采用190微米左右的N型硅片生产的PERT双面电池目前平均转化效率只有20.5％左右。随着硅片薄片化发展，采用该结构该工艺生产的N型PERT双面电池效率会持续降低。此外，由于正面电极采用银铝浆与p+层形成欧姆接触，银铝浆料电导率比银浆差，所以正面栅线要求宽度大(副栅线烧结后宽度通常在50微米以上)，而且银铝浆在与硅片接触区域会形成严重复合，这些限制了电池效率的进一步提高，影响了N型PERT双面电池的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种适合薄片化的N型PERT双面电池结构及其制备方法，以提高N型PERT双面电池的效率，简化制备工艺。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种适合薄片化的N型PERT双面电池结构，包括：硅片基体；n+轻掺杂层，形成在所述硅片基体的正面；n++重掺杂区，选择性形成在所述n+轻掺杂层中；第一钝化减反层，形成在所述n+轻掺杂层上；负电极，引出于所述n++重掺杂区；p+掺杂层，形成在所述硅片基体的背面；第二钝化减反层，形成在所述p+掺杂层上；正电极，引出于所述p+掺杂层。在本专利技术的一个实施例中，所述硅片基体的厚度小于等于170微米。在本专利技术的一个实施例中，所述第一钝化减反层包括第一钝化层以及位于所述第一钝化层上的第一减反层，所述第一钝化层与所述第一减反层通过热氧化或臭氧紫外氧化与化学沉积方法结合一次性形成，或者通过化学气相淀积方法一次性形成。在本专利技术的一个实施例中，所述第二钝化减反层包括第二钝化层以及位于所述第二钝化层上的第二减反层，所述第二钝化层与所述第二减反层通过化学气相淀积方法一次性形成。在本专利技术的一个实施例中，所述第一钝化减反层为SiO2/SiNx或SiO2/SiNx/SiONx叠层膜。在本专利技术的一个实施例中，所述第二钝化减反层为AlOx/SiNx或SiO2/AlOx/SiNx或SiO2/SiNx/SiNx或AlOx/SiNx/SiONx或SiO2/AlOx/SiNx/SiONx或SiO2/SiNx/SiNx/SiONx叠层膜。在本专利技术的一个实施例中，所述第一钝化减反层为SiO2/Si3N4/SiONx叠层膜，其中SiO2膜的厚度为10nm－40nm，折射率为1.3－1.5；Si3N4膜的厚度为30nm－80nm，折射率为1.8－2.2；SiONx膜的厚度为10nm－50nm，折射率为1.5－2.0。在本专利技术的一个实施例中，所述第二钝化减反层为Al2O3/Si3N4叠层膜，其中Al2O3膜的厚度为10nm－50nm，折射率为1.3－1.7；Si3N4膜的厚度为30nm－150nm，折射率为1.8－2.2。在本专利技术的一个实施例中，所述正电极包括第一主栅线及第一副栅线，所述第一副栅线的宽度为30μm－100μm，所述第一副栅线的数量为60根－150根；所述负电极包括第二主栅线及第二副栅线，所述第二副栅线的宽度为25μm－70μm，所述第二副栅线的数量为80根－150根。一种上述的适合薄片化的N型PERT双面电池结构的制备方法，包括如下步骤：S1：提供N型硅片基体；S2：对所述N型硅片基体进行双面制绒；S3：对所述N型硅片基体的正面进行高温磷扩散掺杂形成n+轻掺杂层；S4：利用N型硅片基体正面高温磷扩散形成的PSG对所述N型硅片基体的正面进行激光局部掺杂形成n++重掺杂区；S5：对N型硅片基体的背面进行抛光并清洗去除扩散形成的PSG；S6：对N型硅片基体的背面进行离子注入形成p+掺杂层；S7：对N型硅片基体进行退火处理；S8：通过CVD方法在N型硅片基体的正面形成第一钝化减反层，通过CVD方法在N型硅片基体的背面形成第二钝化减反层；S9：在N型硅片基体的背面印刷银铝浆形成正电极，并在其正面印刷银浆形成负电极，并进行共烧。在本专利技术的一个实施例中，所述第一钝化减反层为SiO2/Si3N4/SiONx叠层膜，其中SiO2膜的厚度为10nm－40nm，折射率为1.3－1.5，Si3N4膜的厚度为30nm－80nm，折射率为1.8－2.2，SiONx膜的厚度为10nm－50nm，折射率为1.5－2.0；所述第二钝化减反层为Al2O3/Si3N4叠层膜，其中Al2O3膜的厚度为10nm－50nm，折射率为1.3－1.7，Si3N4膜的厚度为30nm－150nm，折射率为1.8－2.2。本专利技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：1)本专利技术提供的适合薄片化的N型PERT双面电池结构，通过将n+掺杂层转移到电池正面，可以降低金属栅线遮光面积，减少电极接触复合；且在电池正面形成n++局部重掺杂区，极大地提高电池开路电压和短路电流，同时可以使n+掺杂层的方阻提升的更高，这样有利于提表面钝化效果；2)通过将p+掺杂层转移到电池背面，降低了p+掺杂层上面银铝电极对电池效率的影响，拓宽了银铝浆图形设计的空间。3)本专利技术提供的结构设计特别适合薄片化(硅片厚度170微米及以下)电池。4)本专利技术提供的适合薄片化的N型PERT双面电池结构的制备方法，通过一个工艺步骤即可制备第一钝化减反层，并且通过一个工艺步骤即可制备第二钝化减反层，相较于现有技术需通过不同的工艺步骤分别形成第一钝化层与第一减反层，且通过不同的工艺步骤分别形成第二钝化层与第二减反层，本专利技术在工艺制作流程上极大进行了优化，提高生产效率，减低生产成本。附图说明图1为现有技术中常规的N型PERT双面电池结构的示意图；图2为本专利技术实施例提供的适合薄片化的N型PERT双面电池结构的示意图。标号说明：100－N型硅片基体，101－p+掺杂层，102－氧化硅钝化层，103－氮化硅减反层，104－n+掺杂层，105－正电极，106－负电极200－N型硅片基体，201－p+掺杂层，202－第一钝化层，204－本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适合薄片化的N型PERT双面电池结构，其特征在于，包括：硅片基体；n+轻掺杂层，形成在所述硅片基体的正面；n++重掺杂区，选择性形成在所述n+轻掺杂层中；第一钝化减反层，形成在所述n+轻掺杂层上；负电极，引出于所述n++重掺杂区；p+掺杂层，形成在所述硅片基体的背面；第二钝化减反层，形成在所述p+掺杂层上；正电极，引出于所述p+掺杂层。

【技术特征摘要】
1.一种适合薄片化的N型PERT双面电池结构，其特征在于，包括：硅片基体；n+轻掺杂层，形成在所述硅片基体的正面；n++重掺杂区，选择性形成在所述n+轻掺杂层中；第一钝化减反层，形成在所述n+轻掺杂层上；负电极，引出于所述n++重掺杂区；p+掺杂层，形成在所述硅片基体的背面；第二钝化减反层，形成在所述p+掺杂层上；正电极，引出于所述p+掺杂层。2.如权利要求1所述的适合薄片化的N型PERT双面电池结构，其特征在于，所述硅片基体的厚度小于等于170微米。3.如权利要求1所述的适合薄片化的N型PERT双面电池结构，其特征在于，所述第一钝化减反层包括第一钝化层以及位于所述第一钝化层上的第一减反层，所述第一钝化层与所述第一减反层通过热氧化或臭氧紫外氧化与化学沉积方法结合一次性形成，或者通过化学气相淀积方法一次性形成。4.如权利要求1或3所述的适合薄片化的N型PERT双面电池结构，其特征在于，所述第二钝化减反层包括第二钝化层以及位于所述第二钝化层上的第二减反层，所述第二钝化层与所述第二减反层通过化学气相淀积方法一次性形成。5.如权利要求1所述的适合薄片化的N型PERT双面电池结构，其特征在于，所述第一钝化减反层为SiO2/SiNx或SiO2/SiNx/SiONx叠层膜。6.如权利要求1或5所述的适合薄片化的N型PERT双面电池结构，其特征在于，所述第二钝化减反层为AlOx/SiNx或SiO2/AlOx/SiNx或SiO2/SiNx/SiNx或AlOx/SiNx/SiONx或SiO2/AlOx/SiNx/SiONx或SiO2/SiNx/SiNx/SiONx叠层膜。7.如权利要求1所述的适合薄片化的N型PERT双面电池结构，其特征在于，所述第一钝化减反层为SiO2/Si3N4/SiONx叠层膜，其中SiO2膜的厚度为10nm－40nm，折射率为1.3－1.5；Si3N4膜的厚度为30nm－80nm，折射率为1.8－2.2；SiONx膜的厚度为10nm－50nm，折射率为1.5－2.0。8.如权利要求1或7所述的适合薄片化...

【专利技术属性】
技术研发人员：董鹏，屈小勇，刘涵，吴翔，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，国家电投集团西安太阳能电力有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61