一种TBC太阳能电池结构及其制备方法技术

本发明专利技术的目的在于公开一种TBC太阳能电池结构及其制备方法，与现有技术相比，用P型掺杂的TOPCon结构、N型掺杂的TOPCon结构分别替代IBC电池的P型晶硅掺杂层和N型晶硅掺杂层，提高对N型基体背表面的钝化效果，并降低背面正负副栅线电极金属接触区域的金属复合和接触电阻，有效提高电池光电转换效率；P型掺杂的TOPCon结构与N型掺杂的TOPCon结构之间采用本征TOPCon结构做隔离，有效降低P型掺杂的TOPCon结构与N型掺杂的TOPCon结构之间的反向饱和暗电流，提高电池开路电压，有效控制生产成本，提高生产效率，实现本发明专利技术的目的。

A TBC Solar Cell Structure and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种TBC太阳能电池结构及其制备方法
本专利技术涉及一种太阳能电池结构，特别涉及一种基于TOPCon钝化结构的TBC太阳能电池结构及其制备方法。
技术介绍
光伏发电是当前利用太阳能的主要方式之一，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。IBC电池因为正面零遮挡、电池正负电极均位于电池背面的特殊结构，电池外观大方美观、电池转化效率高，是行业研究热点和未来发展方向。但IBC电池受正负极栅线浆料限制，电极金属接触区域接触电阻大、金属接触复合高限制了常规IBC太阳能电池效率的进一步推高。因此，特别需要一种TBC太阳能电池结构及其制备方法，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TBC太阳能电池结构及其制备方法，针对现有技术的不足，降低电极金属接触部分的复合，并进一步降低金属接触电阻，提高太阳能电池光电转化效率，降低生产成本。。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TBC太阳能电池结构，其特征在于，它包括硅片基体，所述硅片基体的前表面依次设置前表面场和前表面钝化减反射层，所述硅片基体的背面依次设置有隧穿氧化层和背面钝化层，所述隧穿氧化层和所述背面钝化层之间设置有N+掺杂的多晶硅/非晶硅、本征多晶硅/非晶硅和P+掺杂的多晶硅/非晶硅，所述背面钝化层的背面分别设置有正电极副栅线和负电极副栅线。在本专利技术的一个实施例中，所述硅片基体的前表面为绒面，所述硅片基体的背面为抛光面或绒面。在本专利技术的一个实施例中，所述硅片基体为N型硅片基体，所述前表面场为N+轻掺杂层或N+轻掺杂的TOPCon结构，所述前表面钝化减反射层为SiOx、SiNx或SiOx/SiNx、SiOx/SiONx、SiOx/SiNx/SiONx叠层结构。在本专利技术的一个实施例中，所述硅片基体为P型硅片基体，所述前表面场为P+轻掺杂层或P+轻掺杂的TOPCon结构，所述前表面钝化减反射层为AlOx、SiOx、SiNx或SiOx/SiNx、SiOx/AlOx/SiNx、SiOx/AlOx/SiOx、AlOx/SiOx、AlOx/SiNx、AlOx/SiNx/SiONx叠层结构。在本专利技术的一个实施例中，所述隧穿氧化层的厚度为0-5nm。进一步，所述隧穿氧化层的厚度为1-2nm。在本专利技术的一个实施例中，所述TOPCon结构的多晶硅层或非晶硅层的厚度为5-5000nm。在本专利技术的一个实施例中，所述硅片基体背面的多晶硅层或非晶硅层的厚度为100-200nm。在本专利技术的一个实施例中，所述硅片基体背面的N+掺杂的多晶硅/非晶硅与P+掺杂的多晶硅/非晶硅之间的本征多晶硅/非晶硅的宽度为1-500μm。在本专利技术的一个实施例中，所述硅片基体正面的多晶硅层或非晶硅层的厚度为1-100nm。第二方面，本专利技术还提供一种TBC太阳能电池结构的制备方法，包括如下步骤：a)将硅片基体放入质量百分比为1％-20％的NaOH或KOH溶液进行去损伤层并进行双面抛光；b)在硅片基体背面形成本征TOPCon结构；c)在硅片基体背面本征TOPCon结构上沉积一层SiC、SiOx、SiNx或热生长一层SiOx作为掩膜，掩膜的厚度为5-500nm；d)放入质量百分比为1％-5％的NaOH或KOH溶液进行正面制绒；e)在硅片基体背面用激光开槽、印刷腐蚀浆料或光刻的方法开槽形成N+区窗口；f)在硅片基体背面用热扩散或离子注入以及退火方法进行双面N+掺杂；g)清洗去除掺杂形成的PSG层及掩膜层；h)采用印刷、喷涂或CVD方法在背面沉积一层P型掺杂源；i)用激光对P+区进行掺杂；j)清洗去除背面P型掺杂源；k)在硅片基体正面通过CVD方式生长SiOx、SiNx或SiOx/SiNx、SiOx/SiONx、SiOx/SiNx/SiONx叠层结构作为钝化减反射层，钝化减反射层的厚度在50-300nm；在硅片基体背面通过CVD方式生长AlOx、SiOx、SiNx或SiOx/SiNx、SiOx/AlOx/SiNx、SiOx/AlOx/SiOx、AlOx/SiOx、AlOx/SiNx、AlOx/SiONx/SiNx叠层结构作为钝化层，钝化层的厚度在50-500nm；l)在硅片基体背面P+区和N+区一次印刷同种浆料或分两次分别印刷两种不同浆料形成副栅线，然后进行烧结。在本专利技术的一个实施例中，所述N+区窗口的宽度为0.1-3mm。在本专利技术的一个实施例中，所述N+掺杂层方阻为60-2000Ω/sq。在本专利技术的一个实施例中，所述P+掺杂方阻为50-500Ω/sq，掺杂宽度在0.1-3mm，P+掺杂区距离N+掺杂区的距为1-500μm。在本专利技术的一个实施例中，所述副栅线的宽度在10-300μm，副栅线的根数在10-1000根。本专利技术的TBC太阳能电池结构及其制备方法，与现有技术相比，用P型掺杂的TOPCon结构、N型掺杂的TOPCon结构分别替代IBC电池的P型晶硅掺杂层和N型晶硅掺杂层，提高对N型基体背表面的钝化效果，并降低背面正负副栅线电极金属接触区域的金属复合和接触电阻，有效提高电池光电转换效率；P型掺杂的TOPCon结构与N型掺杂的TOPCon结构之间采用本征TOPCon结构做隔离，有效降低P型掺杂的TOPCon结构与N型掺杂的TOPCon结构之间的反向饱和暗电流，提高电池开路电压，有效控制生产成本，提高生产效率，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TBC太阳能电池结构的结构示意图。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TBC太阳能电池结构，它包括硅片基体100，硅片基体100的前表面依次设置前表面场101和前表面钝化减反射层102，硅片基体100的背面依次设置有隧穿氧化层201和背面钝化层205，隧穿氧化层201和背面钝化层205之间设置有N+掺杂的多晶硅/非晶硅202、本征多晶硅/非晶硅203和P+掺杂的多晶硅/非晶硅204，背面钝化层205的背面分别设置有正电极副栅线206和负电极副栅线207。在本实施例中，硅片基体100的前表面为绒面，硅片基体100的背面为抛光面或绒面。在本实施例中，硅片基体100可以为N型也可以为P型，硅片基体100为N型硅片基体，前表面场101为N+轻掺杂层或N+轻掺杂的TOPCon结构，前表面钝化减反射层102为SiOx、SiNx或SiOx/SiNx、SiOx/SiONx、SiOx/SiNx/SiONx叠层结构。硅片基体100为P型硅片基体，前表面场101为P+轻掺杂层或P+轻掺杂的TOPCon结构，前表面钝化减反射层102为AlOx、SiOx、SiNx或SiOx/SiNx、SiOx/AlOx/SiNx、SiOx/AlOx/SiOx、AlOx/SiOx、AlOx/SiNx、AlOx/SiNx/SiONx叠层结构。背面钝化层205为AlOx、SiOx、SiNx或SiOx/SiNx、SiOx/AlOx/SiNx、SiOx/AlOx/S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TBC太阳能电池结构及其制备方法，其特征在于，它包括硅片基体，所述硅片基体的前表面依次设置前表面场和前表面钝化减反射层，所述硅片基体的背面依次设置有隧穿氧化层和背面钝化层，所述隧穿氧化层和所述背面钝化层之间设置有N+掺杂的多晶硅/非晶硅、本征多晶硅/非晶硅和P+掺杂的多晶硅/非晶硅，所述背面钝化层的背面分别设置有正电极副栅线和负电极副栅线。

【技术特征摘要】
1.一种TBC太阳能电池结构及其制备方法，其特征在于，它包括硅片基体，所述硅片基体的前表面依次设置前表面场和前表面钝化减反射层，所述硅片基体的背面依次设置有隧穿氧化层和背面钝化层，所述隧穿氧化层和所述背面钝化层之间设置有N+掺杂的多晶硅/非晶硅、本征多晶硅/非晶硅和P+掺杂的多晶硅/非晶硅，所述背面钝化层的背面分别设置有正电极副栅线和负电极副栅线。2.如权利要求1所述的TBC太阳能电池结构，其特征在于，所述硅片基体的前表面为绒面，所述硅片基体的背面为抛光面或绒面。3.如权利要求1所述的TBC太阳能电池结构，其特征在于，所述硅片基体为N型硅片基体，所述前表面场为N+轻掺杂层或N+轻掺杂的TOPCon结构，所述前表面钝化减反射层为SiOx、SiNx或SiOx/SiNx、SiOx/SiONx、SiOx/SiNx/SiONx叠层结构。4.如权利要求1所述的TBC太阳能电池结构，其特征在于，所述硅片基体为P型硅片基体，所述前表面场为P+轻掺杂层或P+轻掺杂的TOPCon结构，所述前表面钝化减反射层为AlOx、SiOx、SiNx或SiOx/SiNx、SiOx/AlOx/SiNx、SiOx/AlOx/SiOx、AlOx/SiOx、AlOx/SiNx、AlOx/SiNx/SiONx叠层结构。5.如权利要求1所述的TBC太阳能电池结构，其特征在于，所述隧穿氧化层的厚度为0-5nm。6.如权利要求5所述的TBC太阳能电池结构，其特征在于，所述隧穿氧化层的厚度为1-2nm。7.如权利要求1所述的TBC太阳能电池结构，其特征在于，所述TOPCon结构的多晶硅层或非晶硅层的厚度为5-5000nm。8.如权利要求1所述的TBC太阳能电池结构，其特征在于，所述硅片基体背面的多晶硅层或非晶硅层的厚度为100-200nm。9.如权利要求1所述的TBC太阳能电池结构，其特征在于，所述硅片基体背面的N+掺杂的多晶硅/非晶硅与P+掺杂的多晶硅/非晶硅之间的本征多晶硅/非晶硅的宽度为1-500μm。10.如权利要求1所述的TBC太阳能电池结构，其特征在于，所述硅片基体正面的多晶硅层或非晶硅层的厚度为1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈小勇，高嘉庆，郭永刚，
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