基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池及其制备方法，其中，该晶硅电池包括p型硅基体、位于p型硅基体背面的隧穿氧化层、位于隧穿氧化层背面的n型多晶硅层，隧穿氧化层与n型多晶硅层构成浮动结，浮动结的预设位置处设置有开孔，还包括：位于n型多晶硅层背面且通过开孔与裸露出来的p型硅基体相接触的金属电极；设置在n型多晶硅层与金属电极之间、及开孔内的第一介质层。本申请公开的上述技术方案，由于隧穿氧化层和n型多晶硅均可承受制备金属电极时的高温而不发生变化，且不会因高温而遭到破坏，因此，则可以减少高温烧结过程对浮动结所带来的影响，从而可以提高浮动结对晶硅电池的钝化效果。

Floating junction back passivated crystalline silicon battery based on passivation contact and its preparation method

The invention discloses a floating junction back passivation crystalline silicon battery based on passivation contact and a preparation method thereof. The crystal silicon battery comprises a p-type silicon substrate, a tunneling oxide layer on the back of the p-type silicon substrate, an n-type polycrystalline silicon layer on the back of the tunneling oxide layer, a floating junction formed by the tunneling oxide layer and the n-type polycrystalline silicon layer, and an opening is arranged at the preset position of the floating junction, and also comprises: The metal electrode located on the back of the n-type polysilicon layer and contacted with the bare p-type silicon matrix through the opening; the first dielectric layer between the n-type polysilicon layer and the metal electrode, and in the opening. As the tunneling oxide layer and n-type polycrystalline silicon can withstand the high temperature of preparing metal electrodes without changing and will not be damaged by the high temperature, the above-mentioned technical scheme disclosed in this application can reduce the influence of high temperature sintering process on floating crystals, thereby improving the passivation effect of floating crystals on crystalline silicon batteries.

【技术实现步骤摘要】
基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池及其制备方法
本专利技术涉及太阳能电池钝化
，更具体地说，涉及一种基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池及其制备方法。
技术介绍
光伏发电因具有可再生性、清洁性、易获取等特点而得到广泛的应用，其中，作为光伏发电核心器件的太阳能电池也随之成为人们研究的热点。目前，太阳能电池仍以晶硅电池为主流。为了提高晶硅电池的光电转换效率，常需要对其进行处理，其中，背面钝化是提升晶硅电池光电转换效率的重要方法之一。根据新南威尔士大学报道的一种采用浮动结进行背面钝化的晶硅电池可知，PERF(PassivatedEmitter,RearFloatingp-njunction)电池因采用浮动结而具有优异的钝化性能，其开路电压可达720mV。目前，现有的部分晶硅电池采用基于非晶硅/晶硅异质结的浮动结来进行背面的钝化，但是，由于非晶硅的热处理温度一般不能高于300℃，而晶硅电池在利用丝网印刷工艺制备金属电极时所需要的烧结温度一般在780℃左右，因此，当采用基于非晶硅/晶硅异质结的浮动结来进行背面钝化时，高温烧结过程则会对非晶硅造成一定的破坏，而这则会对浮动结的钝化效果产生一定的影响。综上所述，如何减少高温烧结过程对浮动结所造成的影响，以提高浮动结对晶硅电池的钝化效果，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池及其制备方法，以减少高温烧结过程对浮动结所造成的影响，从而提高浮动结对晶硅电池的钝化效果。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池，包括p型硅基体、位于所述p型硅基体背面的隧穿氧化层、位于所述隧穿氧化层背面的n型多晶硅层，所述隧穿氧化层与所述n型多晶硅层构成浮动结，所述浮动结的预设位置处设置有开孔，还包括：位于所述n型多晶硅层背面且通过所述开孔与裸露出来的所述p型硅基体相接触的金属电极；设置在所述n型多晶硅层与所述金属电极之间、及所述开孔内的第一介质层。优选的，还包括：设置在所述第一介质层与所述金属电极之间的第二介质层。优选的，所述金属电极为铝电极。优选的，所述第二介质层为氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层中的任意一种，厚度为50-200nm。优选的，所述隧穿氧化层为氧化硅层，厚度为0.1-3nm。优选的，所述n型多晶硅层的厚度为5-50nm。优选的，所述第一介质层为氧化硅层，厚度为2-20nm。一种基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池的制备方法，包括：在p型硅基体的背面制备隧穿氧化层，并在所述隧穿氧化层的背面沉积n型多晶硅层，其中，所述隧穿氧化层与所述n型多晶硅层构成浮动结；在所述浮动结的预设位置处设置开孔，以将所述预设位置处的所述p型硅基体裸露出来；在所述浮动结的背面、及所述开孔的内部沉积第一介质层，并去除所述开孔底部的所述第一介质层；通过丝网印刷工艺印刷浆料，并对所述浆料进行烧结，以得到金属电极。优选的，在所述隧穿氧化层的背面沉积n型多晶硅层，包括：利用PECVD法或LPCVD法在所述隧穿氧化层的背面沉积n型非晶硅层，并对所述n型非晶硅层进行热处理，以使所述n型非晶硅层结晶成为所述n型多晶硅层。优选的，在去除所述开孔底部的所述第一介质层之前，还包括：在所述第一介质层的背面沉积第二介质层。本专利技术提供了一种基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池及其制备方法，其中，该晶硅电池包括p型硅基体、位于p型硅基体背面的隧穿氧化层、位于隧穿氧化层背面的n型多晶硅层，隧穿氧化层与n型多晶硅层构成浮动结，浮动结的预设位置处设置有开孔，还包括：位于n型多晶硅层背面且通过开孔与裸露出来的p型硅基体相接触的金属电极；设置在n型多晶硅层与金属电极之间、及开孔内的第一介质层。本申请公开的上述技术方案，利用位于p型硅基体背面的隧穿氧化层及位于隧穿氧化层背面的n型多晶硅构成浮动结，并在浮动结的预设位置处设置开孔，以便于所制备的金属电极可以与开孔处所裸露出来的p型硅基体相接触，且在n型多晶硅与金属电极之间、以及开孔内设置第一介质层，以利用第一介质层对n型多晶硅起到钝化的作用，并避免金属电极与n型多晶硅接触而产生漏电，由于隧穿氧化层和n型多晶硅均可承受制备金属电极时的高温而不发生变化，且不会因高温而遭到破坏，因此，则可以减少高温烧结过程对浮动结所带来的影响，从而可以提高浮动结对晶硅电池的钝化效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池的制备方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见图1，其示出了本专利技术实施例提供的一种基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池的结构示意图，可以包括p型硅基体1、位于p型硅基体1背面的隧穿氧化层5、位于隧穿氧化层5背面的n型多晶硅层6，隧穿氧化层5与n型多晶硅层6构成浮动结，浮动结的预设位置处设置有开孔，还可以包括：位于n型多晶硅层6背面且通过开孔与裸露出来的p型硅基体1相接触的金属电极7；设置在n型多晶硅层6与金属电极7之间、及开孔内的第一介质层8。基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池以掺杂硼或者镓的p型硅基体1作为基区，并以位于p型硅基体1正面且掺杂磷元素的n+型硅2作为发射区，从而形成pn结。n+型硅2的正面为介质层3，该介质层3的厚度可以在50-100nm之间，其具体可以为氮化硅等，以起到减反射和钝化的双重作用。n+型硅2的正面还设置有与n+型硅2形成欧姆接触的正面电极4，该正面电极4具体可以为银等。需要说明的是，p型硅基体1、及n+型硅2可以为多晶硅，也可以为单晶硅。p型硅基体1的背面设置有隧穿氧化层5，隧穿氧化层5的背面设置有n型多晶硅层6，其中，隧穿氧化层5和n型多晶硅层6构成基于钝化接触的浮动结，以实现对p型硅基体1的背面钝化，而且由于隧穿氧化层5和n型多晶硅层6可以耐受高温的影响，因此，则可以减少电极制备过程给浮动结所带来的影响，从而可以提高浮动结的背面钝化效果。浮动结背面的预设位置处设置有开孔，该开孔可以将该位置处的p型硅基体1裸露出来，以使位于n型多晶硅层6背面的金属电极7通过所设置的开孔与所裸露出来的p型硅基体1形成欧姆接触，从而利用金属电极7将晶硅电池内部所产生的电流引导出来。n型多晶硅层6与金属电极7之间、以及开孔内均设置有第一介质层8，其中，第一介质层8具有绝缘性，其不仅可以对n型多晶硅层6起到钝化的作用，而且还可以防止n型多晶硅层6与金属电极7因接触而产生漏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池，其特征在于，包括p型硅基体、位于所述p型硅基体背面的隧穿氧化层、位于所述隧穿氧化层背面的n型多晶硅层，所述隧穿氧化层与所述n型多晶硅层构成浮动结，所述浮动结的预设位置处设置有开孔，还包括：位于所述n型多晶硅层背面且通过所述开孔与裸露出来的所述p型硅基体相接触的金属电极；设置在所述n型多晶硅层与所述金属电极之间、及所述开孔内的第一介质层。

【技术特征摘要】
1.一种基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池，其特征在于，包括p型硅基体、位于所述p型硅基体背面的隧穿氧化层、位于所述隧穿氧化层背面的n型多晶硅层，所述隧穿氧化层与所述n型多晶硅层构成浮动结，所述浮动结的预设位置处设置有开孔，还包括：位于所述n型多晶硅层背面且通过所述开孔与裸露出来的所述p型硅基体相接触的金属电极；设置在所述n型多晶硅层与所述金属电极之间、及所述开孔内的第一介质层。2.根据权利要求1所述的基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池，其特征在于，还包括：设置在所述第一介质层与所述金属电极之间的第二介质层。3.根据权利要求2所述的基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池，其特征在于，所述金属电极为铝电极。4.根据权利要求2所述的基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池，其特征在于，所述第二介质层为氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层中的任意一种，厚度为50-200nm。5.根据权利要求1所述的基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池，其特征在于，所述隧穿氧化层为氧化硅层，厚度为0.1-3nm。6.根据权利要求5所述的基于钝化接触的浮动结背面钝化晶硅电池，其特征在于，所述n型多晶硅层的厚度为5-50n...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树德，魏青竹，倪志春，钱洪强，连维飞，胡党平，王泽辉，
申请(专利权)人：苏州腾晖光伏技术有限公司，南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32