一种增强正面钝化的PERC太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种增强正面钝化的PERC太阳能电池，它包括从下至上依次设置的背银电极、全铝背场或铝栅线、背面钝化膜、P型硅、N型发射极、正面钝化膜和正银电极，在所述背面钝化膜上开有贯通背面钝化膜的开槽，全铝背场或铝栅线通过开槽与P型硅相连，所述N型发射极包括掺杂磷源的多晶硅薄膜或碳化硅薄膜。本实用新型专利技术以掺杂磷源的多晶硅薄膜或碳化硅薄膜取代常规的扩散磷源N型硅，可以实现电池正面钝化，显著降低电极接触区域复合速度，提高钝化效果，提升电池的光电转换效率。另外，本实用新型专利技术制备工艺简单，设备投入成本低，与现有生产线兼容性好，对现有生产线进行简单改造后即可使用，适于广泛推广和适用。

A PERC Solar Cell with Enhanced Frontal Passivation

【技术实现步骤摘要】
一种增强正面钝化的PERC太阳能电池
本技术涉及一种PERC太阳能电池，尤其涉及一种增强正面钝化的PERC太阳能电池。
技术介绍
晶硅太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件。当太阳光照射在半导体P-N结上时，会形成新的空穴-电子对，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后形成电流。PERC太阳能电池一般采用常规的正面钝化技术，在硅片的正面使用PECVD方式沉积一层氮化硅，降低少子在前表面的复合速率，可以提升晶硅太阳能电池的开路电压和短路电流，从而提升晶硅太阳电池的光电转换效率。随着当前对晶硅太阳能电池光电转换效率的要求越来越高，如何进一步提高PERC太阳能电池的光电转换效率成为目前业界亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够提高电池的光电转换效率、成本低、制备工艺简单的增强正面钝化的PERC太阳能电池。本技术的目的通过以下的技术措施来实现：一种增强正面钝化的PERC太阳能电池，它包括从下至上依次设置的背银电极、全铝背场或铝栅线、背面钝化膜、P型硅、N型发射极、正面钝化膜和正银电极，在所述背面钝化膜上开有贯通背面钝化膜的开槽，全铝背场或铝栅线通过开槽与P型硅相连，其特征在于：所述N型发射极包括磷掺杂多晶硅薄膜或碳化硅薄膜。本技术以磷掺杂多晶硅薄膜或碳化硅薄膜取代常规的扩散磷源N型硅，磷掺杂多晶硅薄膜或碳化硅薄膜兼具N型发射极和钝化的作用，多子可以穿透该钝化层，而少子则被阻挡，如果在其上再沉积金属，就可以获得无需开孔的钝化接触。因此可以实现电池正面钝化，显著降低电极接触区域复合速度，提高钝化效果，提升电池的光电转换效率。另外，本技术制备工艺简单，设备投入成本低，与现有生产线兼容性好，对现有生产线进行简单改造后即可使用，适于广泛推广和适用。作为本技术的一种改进，所述N型发射极还包括隧道氧化层，所述隧道氧化层位于所述P型硅和磷掺杂多晶硅薄膜或碳化硅薄膜之间。隧道氧化层能够中和P型硅表面的悬挂键，因此可进一步增强钝化效果，从而进一步提升光电转换效率。本技术所述隧道氧化层采用热氧化工艺、热硝酸氧化工艺或臭氧氧化工艺制备而成；所述隧道氧化层的厚度是5～10nm；所述隧道氧化层为二氧化硅。本技术所述磷掺杂多晶硅薄膜或碳化硅薄膜的厚度是5～50nm；所述磷掺杂多晶硅薄膜或碳化硅薄膜采用低压化学气相沉积法或等离子增强化学气相沉积法制备而成。本技术所述正面钝化膜采用氮化硅膜。与现有技术相比，本技术具有以下显著的优点：⑴本技术以磷掺杂多晶硅薄膜或碳化硅薄膜取代常规的扩散磷源N型硅，可提高钝化效果，从而提升PERC太阳能电池的光电转换效率。⑵本技术增设隧道氧化层，可进一步提高钝化效果，从而进一步提升PERC太阳能电池的光电转换效率。⑶本技术制备工艺简单，设备投入成本低，与现有生产线兼容性好，对现有生产线进行简单改造后即可使用，适于广泛推广和适用。附图说明以下结合附图对本技术作进一步的详细说明。图1是本技术实施例1的结构示意图。具体实施方式实施例1如图1所示，是本技术一种增强正面钝化的PERC太阳能电池，它包括从下至上依次设置的背银电极1、全铝背场2、背面钝化膜3、P型硅5、N型发射极6、正面钝化膜和正银电极8，正面钝化膜采用氮化硅膜7，在背面钝化膜3上开有贯通背面钝化膜3的开槽9，全铝背场2通过开槽9与P型硅5相连，背面钝化膜3包括背面氮化硅膜和氧化铝膜，氧化铝膜位于背面氮化硅膜的上表面上。N型发射极6包括隧道氧化层和磷掺杂多晶硅薄膜，隧道氧化层位于P型硅5和磷掺杂多晶硅薄膜之间，隧道氧化层为二氧化硅，磷掺杂多晶硅薄膜的厚度为15nm，隧道氧化层的厚度为5nm。本实施例的制备工艺包括以下步骤：⑴对P型硅5进行制绒；⑵在P型硅5正面扩散磷源形成N型硅；⑶在步骤⑵所得产品的正面采用热氧化工艺、热硝酸氧化工艺或臭氧氧化工艺制备形成隧道氧化层，隧道氧化层为二氧化硅；⑷采用PECVD(等离子增强化学气相沉积法)或LPCVD(低压化学气相沉积法)在隧道氧化层上沉积磷掺杂多晶硅薄膜，工艺气体为PH3、SiH4或PH3、SiH4、CH4；⑸对步骤⑷所得产品的正面进行激光掺杂；⑹刻蚀、去除在多晶硅薄膜沉积过程中形成的周边PN结；⑺对步骤⑹所得产品进行退火；⑻在由步骤⑺所得产品的正面沉积正面钝化膜，再在背面沉积背面钝化膜3；或者在由步骤⑺所得产品的背面沉积背面钝化膜3，再在正面沉积正面钝化膜；⑼在由步骤⑻所得产品的背面上激光开槽贯通背面钝化膜，使P型硅5露于开槽9中；⑽在由步骤⑼所得产品的背面印刷背电极浆料并烘干；⑾在由步骤⑽所得产品的背面印刷铝浆并烘干；⑿在由步骤⑾所得产品的正面激光掺杂区域印刷正电极浆料并烘干；⒀对由步骤⑿所得产品进行高温烧结，形成背银电极1、全铝背场2和正银电极8，全铝背场2通过开槽9与P型硅5相连；⒁对由步骤⒀所得产品进行抗LID退火即得。实施例2本实施例的一种增强正面钝化的PERC太阳能电池，它包括从下至上依次设置的背银电极、铝栅线、背面钝化膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极，在背面钝化膜上开有贯通背面钝化膜的开槽，铝栅线通过开槽与P型硅相连，背面钝化膜包括背面氮化硅膜和氧化铝膜，氧化铝膜位于背面氮化硅膜的上表面上。N型发射极包括隧道氧化层和磷掺杂碳化硅薄膜，隧道氧化层位于P型硅和磷掺杂碳化硅薄膜之间。磷掺杂碳化硅薄膜的厚度为30nm，隧道氧化层的厚度为10nm。本实施例的制备工艺包括以下步骤：⑴对P型硅进行制绒；⑵在P型硅正面扩散磷源形成N型硅；⑶在步骤⑵所得产品的正面采用热氧化工艺、热硝酸氧化工艺或臭氧氧化工艺制备形成隧道氧化层，隧道氧化层为二氧化硅；⑷采用PECVD(等离子增强化学气相沉积法)或LPCVD(低压化学气相沉积法)在隧道氧化层上沉积磷掺杂碳化硅薄膜，工艺气体为PH3、SiH4或PH3、SiH4、CH4；⑸对步骤⑷所得产品的正面进行激光掺杂；⑹刻蚀、去除在碳化硅薄膜沉积过程中形成的周边PN结；⑺对步骤⑹所得产品进行退火；⑻在由步骤⑺所得产品的正面沉积正面钝化膜，再在背面沉积背面钝化膜；或者在由步骤⑺所得产品的背面沉积背面钝化膜，再在正面沉积正面钝化膜；⑼在由步骤⑻所得产品的背面上激光开槽贯通背面钝化膜，使P型硅露于开槽中；⑽在由步骤⑼所得产品的背面印刷背电极浆料并烘干；⑾在由步骤⑽所得产品的背面印刷铝浆并烘干；⑿在由步骤⑾所得产品的正面激光掺杂区域印刷正电极浆料并烘干；⒀对由步骤⑿所得产品进行高温烧结，形成背银电极、铝栅线和正银电极，铝栅线通过开槽与P型硅相连；⒁对由步骤⒀所得产品进行抗LID退火即得。本技术的机理是：磷掺杂多晶硅薄膜或碳化硅薄膜兼具N型发射极和钝化的作用，由于隧道氧化层较薄，薄膜层有掺杂，使得多子可以穿透这两层钝化层，少子则被阻挡，如果在其上再沉积金属，就可以得到无需开孔的钝化接触，因此，可以实现电池正面钝化，显著降低电极接触区域复合速度，提高钝化效果，提升电池的光电转换效率。而且，隧道氧化层可以中和P型硅表面的悬挂键，从而进一步增强钝化效果。本技术的实施方式不限于此，根据本技术的上述内容，按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强正面钝化的PERC太阳能电池，它包括从下至上依次设置的背银电极、全铝背场或铝栅线、背面钝化膜、P型硅、N型发射极、正面钝化膜和正银电极，在所述背面钝化膜上开有贯通背面钝化膜的开槽，全铝背场或铝栅线通过开槽与P型硅相连，其特征在于：所述N型发射极包括磷掺杂多晶硅薄膜或磷掺杂碳化硅薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种增强正面钝化的PERC太阳能电池，它包括从下至上依次设置的背银电极、全铝背场或铝栅线、背面钝化膜、P型硅、N型发射极、正面钝化膜和正银电极，在所述背面钝化膜上开有贯通背面钝化膜的开槽，全铝背场或铝栅线通过开槽与P型硅相连，其特征在于：所述N型发射极包括磷掺杂多晶硅薄膜或磷掺杂碳化硅薄膜。2.根据权利要求1所述的增强正面钝化的PERC太阳能电池，其特征在于：所述N型发射极还包括隧道氧化层，所述隧道氧化层位于所述P型硅和所述磷掺杂多晶硅薄膜或磷掺杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：林纲正，方结彬，陈刚，
申请(专利权)人：天津爱旭太阳能科技有限公司，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：新型
国别省市：天津,12