一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池及其制备方法技术

本发明专利技术的目的在于公开一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池及其制备方法，它包括N型单晶硅基体，在所述N型单晶硅基体的正面依次设置有前表面N+掺杂层和减反射层，在所述N型单晶硅基体的背面设置有二氧化硅隧穿层，所述二氧化硅隧穿层的背面分别设置有N型多晶硅掺杂层和P型多晶硅掺杂层，所述N型多晶硅掺杂层背面连接有负电极，所述P型多晶硅掺杂层背面连接有正电极；通过在背面采用超薄二氧化硅层和掺杂多晶硅层形成Topcon钝化结构，增加背面P型发射极的宽度比例，在加宽的P型发射极基础上设计多条细栅线，降低电池背面少子复合率，提升开路电压；减小发射极中少子被电极收集路径中的串联电阻和复合率，进一步提升电池转换效率。

A Topcon passivated multi-grid IBC battery and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池及其制备方法
本专利技术涉及一种IBC电池及其制备方法，特别涉及一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池及其制备方法。
技术介绍
随着煤、石油等化石能源的逐渐枯竭、环境保护意识的日益高涨，人们愈加认识到发展可再生能源的重要性。太阳能作为一种清洁的可再生能源，取之不尽，用之不竭。开发和利用太阳能，能极大降低对环境的污染，同时为人类提供充足的能量，相对于风能、地热能和潮汐能等其它新能源，太阳能以可利用率高、资源分布广泛和使用安全可靠等优点，成为最具有发展前景的能源之一。叉指型背接触(IBC)太阳电池是目前转换效率最高的产业化太阳电池之一，该电池以n型单晶硅为衬底，p-n结和金属电极全部以叉指形状置于电池背面，正面没有电极遮光，并且通过表面制绒和增加减反射层来提高电池对光的吸收，获得了非常高的短路电流和光电转换效率。现有IBC电池的技术方案为：首先对硅片进行清洗制绒，然后对电池前表面进行减反射和钝化处理，其次在电池背面通过掩膜技术分别形成P型发射极和N型背表面场(BSF)，最后在电池背面丝网印刷正极和负极，经过高温烧结最终制成电池片。其中，电池背面的钝化采用氮化硅或二氧化硅来实现，钝化效果一般，暗饱和电流较大。同时，现有IBC电池结构中的背面发射极和N型背表面场(BSF)尺寸比一般为800:200，在实际过程中，发射极所占的比例可以更高，获得最高转换效率的尺寸比为1400:200，发射极宽度的增加可以增大少子空穴的收集概率，但同时也增大了少子被正电极收集横向传输过程中的串联电阻。因此，特别需要一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池及其制备方法，以解决上述现有存在的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池及其制备方法，针对现有技术的不足，解决电池背面钝化性能较差导致的开路电压较低问题以及少子被收集路径中串联电阻较大的问题，增加了少子收集概率，降低了传输过程中的串联电阻。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：第一方面，本专利技术提供一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池，其特征在于，它包括N型单晶硅基体，在所述N型单晶硅基体的正面依次设置有前表面N+掺杂层和减反射层，在所述N型单晶硅基体的背面设置有二氧化硅隧穿层，所述二氧化硅隧穿层的背面分别设置有N型多晶硅掺杂层和P型多晶硅掺杂层，所述N型多晶硅掺杂层背面连接有负电极，所述P型多晶硅掺杂层背面连接有正电极。在本专利技术的一个实施例中，所述前表面N+掺杂层的厚度为0.1-0.5μm。在本专利技术的一个实施例中，所述减反射层的厚度为60-80nm，折射率为1.8-2.5。在本专利技术的一个实施例中，所述二氧化硅隧穿层的厚度为1-3nm。在本专利技术的一个实施例中，所述N型多晶硅掺杂层的掺杂浓度为1×1020cm-3-1×1021cm-3，厚度为20-100nm，宽度为100-600μm。在本专利技术的一个实施例中，所述P型多晶硅掺杂层的掺杂浓度为1×1020cm-3-1×1021cm-3，厚度为20-100nm，宽度为700-1600μm。第二方面，本专利技术提供一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：S1、选择N型单晶硅片作为基体，并进行双面制绒处理；S2、使用低压高温扩散炉对N型单晶硅基体正面进行磷扩散；S3、在700-1000℃温度下退火，同时热生长生成一层二氧化硅隧穿层；S4、使用LPCVD设备在N型单晶硅基体背面沉积掺硼的多晶硅层；S5、使用PECVD设备在N型单晶硅基体正反面沉积氮化硅膜；S6、使用激光开槽设备对N型区的氮化硅层进行激光开槽；S7、使用LPCVD设备在N型单晶硅基体背面沉积掺磷的多晶硅层；S8、在700-1000℃温度下退火激活掺杂的硼和磷；S9、对N型单晶硅基体进行丝网印刷银浆和铝浆，形成正电极和负电极；S10、将电池片放入烧结炉进行烧结，烧结温度为700-1000℃，最终得到IBC电池。在本专利技术的一个实施例中，所述N型单晶硅基体的厚度为140-180μm，电阻率为1-10Ω/□。在本专利技术的一个实施例中，在步骤S2中，扩散温度为800-1100℃，扩散时间为10-50分钟，扩散后N+掺杂层的方块电阻为100-160Ω/□，结深为0.1-0.5μm。在本专利技术的一个实施例中，在步骤S5中，膜厚为40-80nm；折射率为1.8-2.5。本专利技术的Topcon钝化结构的多细栅IBC电池及其制备方法，与现有技术相比，通过在背面采用超薄二氧化硅层和掺杂多晶硅层形成Topcon钝化结构，增加背面P型发射极的宽度比例，在加宽的P型发射极基础上设计多条细栅线，降低电池背面少子复合率，提升开路电压；减小发射极中少子被电极收集路径中的串联电阻和复合率，进一步提升电池转换效率，实现本专利技术的目的。本专利技术的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。附图说明图1为本专利技术的Topcon钝化结构的多细栅IBC电池的结构示意图；图2为本专利技术的Topcon钝化结构的多细栅IBC电池制备方法的示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。实施例如图1所示，本专利技术的Topcon钝化结构的多细栅IBC电池，它包括N型单晶硅基体1，在N型单晶硅基体1的正面依次设置有前表面N+掺杂层2和减反射层3，在N型单晶硅基体1的背面设置有二氧化硅隧穿层4，二氧化硅隧穿层4的背面分别设置有N型多晶硅掺杂层5和P型多晶硅掺杂层6，N型多晶硅掺杂层5背面连接有负电极8，P型多晶硅掺杂层6背面连接有正电极7。在本实施例中，前表面N+掺杂层2的厚度为0.1-0.5μm。在本实施例中，减反射层3的厚度为60-80nm，折射率为1.8-2.5。在本实施例中，二氧化硅隧穿层4的厚度为1-3nm。在本实施例中，N型多晶硅掺杂层5的掺杂浓度为1×1020cm-3-1×1021cm-3，厚度为20-100nm，宽度为100-600μm；P型多晶硅掺杂层6的掺杂浓度为1×1020cm-3-1×1021cm-3，厚度为20-100nm，宽度为700-1600μm。如图2所示，本专利技术的Topcon钝化结构的多细栅IBC电池的制备方法，它包括如下步骤：S1、选择N型单晶硅片作为基体，并进行双面制绒处理，N型单晶硅基体的厚度为140-180μm，电阻率为1-10Ω/□；S2、使用低压高温扩散炉对N型单晶硅基体正面进行磷扩散，扩散温度为800-1100℃，扩散时间为10-50分钟，扩散后N+掺杂层的方块电阻为100-160Ω/□，结深为0.1-0.5μm；S3、在700-1000℃温度下退火，同时热生长生成一层二氧化硅隧穿层；S4、使用LPCVD设备在N型单晶硅基体背面沉积掺硼的多晶硅层；S5、使用PECVD设备在N型单晶硅基体正反面沉积氮化硅膜，膜厚为40-80nm；折射率为1.8-2.5；S6、使用激光开槽设备对N型区的氮化硅层进行激光开槽；S7、使用LPCVD设备在N型单晶硅基体背面沉积掺磷的多晶硅层；S8、在700-1000℃温度下退火激活掺杂的硼和磷；S9、对N型单晶硅基体进行丝网印刷银浆和铝浆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池，其特征在于，它包括N型单晶硅基体，在所述N型单晶硅基体的正面依次设置有前表面N+掺杂层和减反射层，在所述N型单晶硅基体的背面设置有二氧化硅隧穿层，所述二氧化硅隧穿层的背面分别设置有N型多晶硅掺杂层和P型多晶硅掺杂层，所述N型多晶硅掺杂层背面连接有负电极，所述P型多晶硅掺杂层背面连接有正电极。

【技术特征摘要】
1.一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池，其特征在于，它包括N型单晶硅基体，在所述N型单晶硅基体的正面依次设置有前表面N+掺杂层和减反射层，在所述N型单晶硅基体的背面设置有二氧化硅隧穿层，所述二氧化硅隧穿层的背面分别设置有N型多晶硅掺杂层和P型多晶硅掺杂层，所述N型多晶硅掺杂层背面连接有负电极，所述P型多晶硅掺杂层背面连接有正电极。2.如权利要求1所述的Topcon钝化结构的多细栅IBC电池，其特征在于，所述前表面N+掺杂层的厚度为0.1-0.5μm。3.如权利要求1所述的Topcon钝化结构的多细栅IBC电池，其特征在于，所述减反射层的厚度为60-80nm，折射率为1.8-2.5。4.如权利要求1所述的Topcon钝化结构的多细栅IBC电池，其特征在于，所述二氧化硅隧穿层的厚度为1-3nm。5.如权利要求1所述的Topcon钝化结构的多细栅IBC电池，其特征在于，所述N型多晶硅掺杂层的掺杂浓度为1×1020cm-3-1×1021cm-3，厚度为20-100nm，宽度为100-600μm。6.如权利要求1所述的Topcon钝化结构的多细栅IBC电池，其特征在于，所述P型多晶硅掺杂层的掺杂浓度为1×1020cm-3-1×1021cm-3，厚度为20-100nm，宽度为700-1600μm。7.一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：高嘉庆，
申请(专利权)人：国家电投集团西安太阳能电力有限公司，国家电投集团西安太阳能电力有限公司西宁分公司，青海黄河上游水电开发有限责任公司，国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61