一种选择性钝化接触晶体硅太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种选择性钝化接触晶体硅太阳能电池的制备方法，包括正面制绒，正面沉积隧穿层、掺杂多晶硅层、减反膜层，正面去膜；正面二次制绒，扩散，刻蚀，背面沉积钝化膜，正面二次沉积减反膜，背面开孔，电极印刷，烧结的步骤。通过本发明专利技术的制备方法制备得到了选择性钝化接触晶体硅太阳能电池。本发明专利技术的制备方法有效确保了钝化隧穿层选择性的掺杂在正电极区域，有效发挥了钝化作用；同时也不遮挡非电极区域，减少了传统掺杂硅层对于太阳能的吸收，提升了太阳能电池的效率。

A selective passivation contact crystal silicon solar cell and its preparation method

The invention discloses a preparation method of selectively passivated contact crystal silicon solar cells, which includes the steps of front velveting, front deposition of tunneling layer, doped polycrystalline silicon layer, anti-reflection film layer and front de-film; front secondary velveting, diffusion, etching, back deposition of passivation film, front secondary deposition of anti-reflection film, back hole, electrode printing and sintering. The selective passivation contact crystal silicon solar cell is prepared by the preparation method of the invention. The preparation method of the invention effectively ensures that the selective doping of the passivation tunneling layer is in the positive electrode region and plays the passivation role effectively; at the same time, it does not block the non-electrode region, reduces the absorption of solar energy by the traditional doped silicon layer, and improves the efficiency of the solar cell.

【技术实现步骤摘要】
一种选择性钝化接触晶体硅太阳能电池及其制备方法
本专利技术涉及晶体硅太阳能电池领域，尤其涉及一种选择性钝化接触晶体硅太阳能电池的制备方法。
技术介绍
由于晶体硅电池硅片厚度的不断降低，且对于一定厚度的电池片而言，当少数载流子的扩散长度大于硅片厚度时，表面的复合速率对太阳能电池的效率影响特别明显。因此现行的技术多是对晶体硅表面进行钝化处理；具体的而言，背钝化技术是在电池背面沉积氮化硅膜，降低背面复合速率，有效改善背面晶体硅与金属的接触复合问题，提高电池的效率，可大大提升晶体硅太阳能电池的效率。背钝化技术的成功给出了一种提高太阳能电池效率的可行方式，即对太阳能电池正面也进行钝化。目前比较主流的钝化技术是在电池正面也沉积氮化硅钝化膜，改善复合问题。一种较为先进的技术是采用隧穿氧化层钝化接触技术(TOPCon)；钝化隧穿技术采用n型硅片作为基底，在硅片正面和背面先沉积一层隧穿层；然后在覆盖一层薄膜硅层；从而形成隧穿氧化层钝化接触。隧穿氧化层钝化技术能在电极与基底之间形成隧穿薄膜，隔绝金属电极与基底接触，减少接触复合损失，并且电子能隧穿薄膜不会影响电流传递，同时钝化能使表面能带弯曲，减少P型硅片的表面复合损失，能有效的改善正面钝化与金属接触问题。然而，在隧穿氧化层上部设置的薄膜硅层一般都具有很强的光吸收能力，其降低了电池的输出效率，进而影响了太阳能电池的效率。因此，如何开发一种钝化接触晶体硅太阳能电池，即能发挥钝化接触技术的优势，又能避免由晶硅薄膜吸收能力而导致电流变低问题，从而充分提高电池转换效率，成为研究者关注的重点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种选择性钝化接触晶体硅太阳能电池的制备方法，其可有效发挥钝化优势，降低表面复合，同时不影响太阳能电池表面光吸收，不降低表面电流。本专利技术还要解决的技术问题在于，提供一种选择性钝化基础晶体硅PERC电池，其转化效率高。为了解决上述技术问题，达到相应的技术效果，本专利技术提供了一种选择性钝化接触晶体硅太阳能电池的制备方法，包括：(1)在硅片正面形成绒面；(2)在硅片正面沉积隧穿层、掺杂多晶硅层；(3)在硅片正面沉积减反膜层；(4)采用激光将硅片正面非电极区隧穿层、掺杂多晶硅层、减反膜层去除；(5)在硅片正面重新形成绒面；(6)在硅片表面进行磷扩散；(7)去除硅片背面、周边PN结以及正面磷硅玻璃；(8)在硅片背面沉积钝化膜；(9)在硅片正面二次沉积减反膜；(10)对硅片背面进行激光开孔；(11)在硅片背面印刷背电极浆料、铝浆；正面印刷正电极浆料并烘干；(12)将步骤(11)得到的硅片进行高温烧成，形成背电极、铝背电场和正电极，得选择性钝化接触晶体硅太阳能电池成品。作为上述技术方案的改进，所述隧穿层为SiO2层，其厚度为1-8nm；所述掺杂多晶硅层厚度为为20-100nm。作为上述技术方案的改进，所述隧穿层厚度为1-3nm；所述掺杂多晶硅层厚度为50-80nm。作为上述技术方案的改进，步骤(2)完成后，所述硅片方阻为40-80Ω/sq。作为上述技术方案的改进，步骤(3)中，采用等离子体化学气相沉积法沉积减反膜层；所述减反膜层为氮化硅膜层；其厚度为10-40nm。作为上述技术方案的改进，所述正电极穿过掺杂多晶硅层与减反膜层并与隧穿层接触。作为上述技术方案的改进，所述硅片为P型单晶硅；所述掺杂多晶硅层为磷掺杂N+型多晶硅层。作为上述技术方案的改进，采用NaOH、Na2SiO3以及异丙醇的混合溶液对硅片表面进行腐蚀，以制备绒面。相应的，本专利技术还公开了一种选择性钝化接触晶体硅太阳能电池，其包括硅片，设于硅片正面的减反膜、正电极；设于硅片背面的钝化膜、背电极和背电场；所述正电极与硅片之间设有隧穿层、掺杂多晶硅层及减反膜层；所述选择性钝化接触晶体硅太阳能电池采用上述的制备方法制备而成。本专利技术通过正面制绒，正面沉积隧穿层、掺杂多晶硅层、减反膜层，正面去膜；正面制绒，扩散，刻蚀，背面沉积钝化膜，正面沉积减反膜，背面开孔，电极印刷，烧结的工艺，制备得到了选择性钝化接触晶体硅太阳能电池；实施本专利技术的有益效果如下：1，本专利技术采用制绒、沉积、激光去除的制备方法；有效确保了钝化隧穿层选择性的掺杂在正电极区域，有效发挥了钝化作用；同时也不遮挡非电极区域，减少了传统掺杂硅层对于太阳能的吸收，提升了太阳能电池的效率。2，本专利技术采用钝化隧穿技术，在硅片与正电极之间沉积了二氧化硅层；其能够使得能带弯曲，阻挡空穴向正面移动；然而多子电子能够隧穿此二氧化硅层；这样就实现了电子与空穴的分离，从而减少了填充因子的损失，提升了太阳能电池的效率。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种选择性钝化接触晶体硅太阳能电池的制备方法，其包括：(1)在硅片正面形成绒面；将硅片进行清洗，去除表面有机物及损伤层；然后进行制绒操作；具体的，采用采用湿法刻蚀技术，在硅片正面形成绒面；优选的，制绒后，硅片减重0.55-0.85g，硅片反射率10.5％-11.5％。控制制绒后硅片的反射率有利于后期控制太阳能电池对于太阳光的反射率，有效增加太阳能电池对太阳光的吸收率，提升太阳能电池转换效率。(2)在硅片正面沉积隧穿层、掺杂多晶硅层；其中，隧穿层为二氧化硅层；隧穿层能够有效地分离电子与空穴，减少表面填充因子的损失，提升太阳能电池的效率。优选的，所述隧穿层厚度为1-8nm；所述掺杂多晶硅层厚度为20-100nm；此厚度范围内的隧穿层与掺杂多晶硅层能够有效保证电子的传输，提升太阳能电池的效率。进一步优选的，所述隧穿层厚度为1-5nm，进一步优选为1-3nm；所述掺杂多晶硅层厚度为50-100nm，进一步优选为50-80nm；此厚度范围内的多晶硅层与隧穿层能够更好的发挥钝化作用，提升太阳能电池的效率，同时，也能降低沉降难度。优选的，所述隧穿层、掺杂多晶硅层采用低压气相沉积法(LPCVD)在硅片表面沉积所述隧穿层与掺杂多晶硅层；低压化学气相沉积法，可在较低温度下通过化学反应在硅片基地上沉积厚度均匀、结合紧密的二氧化硅层；且其反应温度较低，反应温度小于500℃；沉积速度快，节省能量；采用低压气相沉积法能够制备致密的隧穿层与掺杂多晶硅层，保证后期太阳能电池的高效率。优选的，沉积隧穿层与掺杂多晶硅层后，所述硅片表面方阻为40-80Ω/sq；进一步优选的为40-60Ω/sq；在表面沉积隧穿层与掺杂多晶硅层可有效的降低硅片表面方阻，使得正电极与硅片基底的欧姆接触更加充分，提升太阳能电池的转化效率。(3)在硅片正面沉积减反膜层；其中，所述减反膜层为氮化硅材料，氮化硅(SiNx)可有效降低硅片表面对于太阳光的反射，提升太阳光的吸收，从而提升太阳能电池的效率；同时氮化硅膜也能够起到良好的钝化作用。本专利技术采用等离子体化学气相沉积法在硅片正面沉积减反膜层。优选的，所述减反膜的厚度为10-40nm，进一步优选为20-40nm；二氧化硅隧穿层、掺杂多晶硅层与氮化硅层的复合能够使得硅片正面形成良好的钝化作用，同时保证载流子的有效传输，提升太阳能电池的效率。(4)采用激光将硅片正面非电极区隧穿层、掺杂多晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种选择性钝化接触晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：(1)在硅片正面形成绒面；(2)在硅片正面沉积隧穿层、掺杂多晶硅层；(3)在硅片正面沉积减反膜层；(4)采用激光将硅片正面非电极区隧穿层、掺杂多晶硅层、减反膜层去除；(5)在硅片正面重新形成绒面；(6)在硅片表面进行磷扩散；(7)去除硅片背面、周边PN结以及正面磷硅玻璃；(8)在硅片背面沉积钝化膜；(9)在硅片正面二次沉积减反膜；(10)对硅片背面进行激光开孔；(11)在硅片背面印刷背电极浆料、铝浆；正面印刷正电极浆料并烘干；(12)将步骤(11)得到的硅片进行高温烧成，形成背电极、铝背电场和正电极，得选择性钝化接触晶体硅太阳能电池成品。

【技术特征摘要】
1.一种选择性钝化接触晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：(1)在硅片正面形成绒面；(2)在硅片正面沉积隧穿层、掺杂多晶硅层；(3)在硅片正面沉积减反膜层；(4)采用激光将硅片正面非电极区隧穿层、掺杂多晶硅层、减反膜层去除；(5)在硅片正面重新形成绒面；(6)在硅片表面进行磷扩散；(7)去除硅片背面、周边PN结以及正面磷硅玻璃；(8)在硅片背面沉积钝化膜；(9)在硅片正面二次沉积减反膜；(10)对硅片背面进行激光开孔；(11)在硅片背面印刷背电极浆料、铝浆；正面印刷正电极浆料并烘干；(12)将步骤(11)得到的硅片进行高温烧成，形成背电极、铝背电场和正电极，得选择性钝化接触晶体硅太阳能电池成品。2.如权利要求1所述的选择性钝化接触晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述隧穿层为SiO2层，其厚度为1-8nm；所述掺杂多晶硅层厚度为为20-100nm。3.如权利要求2所述的选择性钝化接触晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述隧穿层厚度为1-3nm；所述掺杂多晶硅层厚度为50-80nm。4.如权利要求2所述的选择性钝化接触晶体硅太阳能电池的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴慧敏，张小明，方结彬，林纲正，陈刚，
申请(专利权)人：浙江爱旭太阳能科技有限公司，广东爱旭科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33