正面局域钝化接触的晶硅太阳电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种正面局域钝化接触的晶硅太阳电池及其制备方法。该晶硅太阳电池包括正面电极、正面钝化层、N型硅掺杂层、P型硅基体、背面钝化层及背面电极，背面钝化层形成于P型硅基体背面，背面电极形成于背面钝化层上且局部穿过背面钝化层而和P型硅基体形成欧姆接触，N型硅掺杂层形成于P型硅基体的正面，N型硅掺杂层上形成有图形化的氧化硅薄层，氧化硅薄层上覆盖形成有N

Crystal silicon solar cell with positive local passivation contact and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
正面局域钝化接触的晶硅太阳电池及其制备方法
本专利技术属于晶硅太阳能电池领域，涉及一种正面局域钝化接触的晶硅太阳电池及其制备方法。
技术介绍
PERC(PassivatedEmitterandRearCell)晶硅太阳电池采用介质层作为背面钝化层，能够大幅减小背表面复合速率，提高电池光电转换效率。相比传统铝背场电池，PERC电池能够获得1％-1.5％的效率提升。在背表面复合得到有效抑制后，正表面复合成为电池效率提升的瓶颈，因此很多光伏企业开始在PERC电池上引入选择性发射极技术，以减小正表面复合速率，进一步提高电池效率。选择性发射极技术将发射极分为非金属接触区域和金属接触区域两部分，非金属接触区域掺杂浓度低，减小复合速率，金属接触区域掺杂浓度高，减小电极接触电阻。也就是说，选择性发射极技术只能减小非金属接触区域的复合速率，但并不能减小金属接触区域的复合速率。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术旨在提供一种正面局域钝化接触的晶硅太阳电池，在减小非金属接触区域复合速率的同时，进一步减小金属接触区域的复合速率。本专利技术还提供一种正面局域钝化接触的晶硅太阳电池的制备方法，其制备的晶硅太阳电池金属接触区域的复合速率较小。为达到上述目的，本专利技术采用的一种技术方案如下：一种正面局域钝化接触的晶硅太阳电池，包括正面电极、正面钝化层、N型硅掺杂层、P型硅基体、背面钝化层及背面电极，所述背面钝化层形成于所述P型硅基体背面，所述背面电极形成于所述背面钝化层上且局部穿过所述背面钝化层而和所述P型硅基体形成欧姆接触，所述N型硅掺杂层形成于所述P型硅基体的正面，所述N型硅掺杂层上形成有图形化的氧化硅薄层，所述氧化硅薄层上覆盖形成有N+型多晶硅层，所述正面钝化层层叠形成在所述N+型多晶硅层及所述N型硅掺杂层的其他区域上，所述正面电极透过所述正面钝化层并形成在所述N+型多晶硅层的上表面上，以和所述N+型多晶硅层形成欧姆接触。优选地，所述N型硅掺杂层具有平面局域和绒面区域，所述氧化硅薄层形成在所述N型硅掺杂层接触的平面区域上，所述N型硅掺杂层的绒面区域上覆盖有所述正面钝化层。更优选地，所述P型硅基体的正面局部制绒形成绒面，所述N型掺杂层层叠于所述P型硅基体的正面上而具有所述平面区域和所述绒面区域。优选地，所述N型硅掺杂层和所述N+型多晶硅层中均掺杂有磷元素。更优选地，所述N型硅掺杂层中磷元素的掺杂浓度小于所述N+型多晶硅层中磷元素的掺杂浓度。优选地，所述N+型多晶硅层的厚度为10～200nm。优选地，所述氧化硅薄层的厚度为0.1～2nm。优选地，所述背面钝化层上开设有槽，所述P型硅基体具有对应所述槽处的P+型硅部位，所述背面电极的局部穿过所述槽并和所述P+型硅部位形成欧姆接触。本专利技术采用的另一种技术方案如下：一种如上所述的晶硅太阳电池的制备方法，包括如下步骤：A、对P型硅片表面进行抛光；B、在硅片正面沉积图形化的第一掩膜；C、对硅片进行制绒，然后去除第一掩膜；D、对硅片的正面进行磷掺杂，形成N型硅掺杂层；E、在N型硅掺杂层上生长氧化硅薄层，在氧化硅薄层上形成N+型多晶硅层；F、在N+型多晶硅层上沉积图形化的第二掩膜，所述第二掩膜的图形与所述第一掩膜的图形相同或相似；G、去除第二掩膜区域以外的N+型多晶硅层；H、去除氧化硅薄层和第二掩膜；I、硅片背面沉积背面钝化膜，正面沉积正面钝化膜；J、硅片背面开槽，露出P型硅基体；K、硅片背面和正面分别印刷浆料，烧结。优选地，所述步骤E中，通过热氧化或湿化学氧化形成所述氧化硅薄层，厚度为0.1～2nm。优选地，所述步骤E中，在所述氧化硅薄层上原位掺杂形成所述N+型多晶硅层；或，先在所述氧化硅薄层上形成多晶硅层，再通过扩散或离子注入进行掺杂形成所述N+型多晶硅层。优选地，所述第一掩膜和所述第二掩膜为氮化硅；所述步骤C中，采用氢氟酸去除所述第一掩膜；所述步骤G中，采用碱溶液刻蚀除第二掩膜区域以外的N+型多晶硅层，采用硝酸和氢氟酸的混合溶液对硅片的边缘进行刻蚀，对硅片的背面进行抛光；所述步骤H中，采用氢氟酸去除所述氧化硅薄层和所述第二掩膜。本专利技术采用以上方案，相比现有技术具有如下优点：本专利技术的正面局域钝化接触的晶硅太阳电池中，正面金属接触区域的硅表面为平面，表面缺陷态密度低，在正面金属接触区域将平面结构与钝化接触结构进行结合，能够进一步提高钝化接触结构的钝化效果，减小金属接触区域的复合速率，提高电池转换效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一种晶硅太阳电池的结构示意图。其中，1、正面电极；2、N+型多晶硅层；3、氧化硅薄层；4、正面钝化层；5、N型硅掺杂层；6、P型硅基体；7、P+型硅部位；8、背面钝化层；9、背面电极。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。本实施例提供一种正面局域钝化接触的晶硅太阳电池，是一种PERC电池。参照图1所示，该晶硅太阳电池包括正面电极1、N+型多晶硅层2、氧化硅薄层3、正面钝化层4、N型硅掺杂层5、P型硅基体6、背面钝化层8及背面电极9。其中，P型硅基体6为硼掺杂或镓掺杂的P型硅基体。N型硅掺杂层5掺杂有磷元素且磷掺杂浓度较低，其形成于P型硅基体6的正面，与P型硅基体构成PN结。氧化硅薄层3和N+型多晶硅层2均为图形化的层状结构，二者的图形一致，且二者相层叠形成钝化接触结构；氧化硅薄层3形成在N型硅掺杂层5的部分上表面上，N+型多晶硅层2覆盖形成的氧化硅薄层3的上表面上。正面钝化层4层叠在N+型多晶硅层2上以及N型硅掺杂层5的未被氧化硅薄层3覆盖的其他上表面上。正面电极1也为图形化的结构，且其图形和N+型多晶硅层2的图形一致或相似，正面电极1位于N+型多晶硅层2的正上方，且穿透正面钝化层4而形成在N+型多晶硅层2的上表面上，从而和N+型多晶硅层2形成欧姆接触。背面钝化层8形成于P型硅基体6背面，背面电极9形成于背面钝化层8上且局部穿过背面钝化层8而和P型硅基体6形成欧姆接触。具体地，P型硅基体6的正面局部制绒形成绒面，从而具有平面区域和绒面区域，其中绒面区域凹凸起伏，具有金字塔形结构。其中，平面区域为金属接触区域，绒面区域为非金属接触区域。N型掺杂层5层叠于P型硅基体6的正面上而具有相应的平面区域和绒面区域。氧化硅薄层3形成在N型硅掺杂层5的平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正面局域钝化接触的晶硅太阳电池，包括正面电极、正面钝化层、N型硅掺杂层、P型硅基体、背面钝化层及背面电极，所述背面钝化层形成于所述P型硅基体背面，所述背面电极形成于所述背面钝化层上且局部穿过所述背面钝化层而和所述P型硅基体形成欧姆接触，所述N型硅掺杂层形成于所述P型硅基体的正面，其特征在于：所述N型硅掺杂层上形成有图形化的氧化硅薄层，所述氧化硅薄层上覆盖形成有N

【技术特征摘要】
1.一种正面局域钝化接触的晶硅太阳电池，包括正面电极、正面钝化层、N型硅掺杂层、P型硅基体、背面钝化层及背面电极，所述背面钝化层形成于所述P型硅基体背面，所述背面电极形成于所述背面钝化层上且局部穿过所述背面钝化层而和所述P型硅基体形成欧姆接触，所述N型硅掺杂层形成于所述P型硅基体的正面，其特征在于：所述N型硅掺杂层上形成有图形化的氧化硅薄层，所述氧化硅薄层上覆盖形成有N+型多晶硅层，所述正面钝化层层叠形成在所述N+型多晶硅层及所述N型硅掺杂层的其他区域上，所述正面电极透过所述正面钝化层并形成在所述N+型多晶硅层的上表面上，以和所述N+型多晶硅层形成欧姆接触。


2.根据权利要求1所述的晶硅太阳电池，其特征在于：所述N型硅掺杂层具有平面局域和绒面区域，所述氧化硅薄层形成在所述N型硅掺杂层接触的平面区域上，所述N型硅掺杂层的绒面区域上覆盖有所述正面钝化层。


3.根据权利要求2所述的晶硅太阳电池，其特征在于：所述P型硅基体的正面局部制绒形成绒面，所述N型掺杂层层叠于所述P型硅基体的正面上而具有所述平面区域和所述绒面区域。


4.根据权利要求1所述的晶硅太阳电池，其特征在于：所述N型硅掺杂层和所述N+型多晶硅层中均掺杂有磷元素，所述N型硅掺杂层中磷元素的掺杂浓度小于所述N+型多晶硅层中磷元素的掺杂浓度。


5.根据权利要求1所述的晶硅太阳电池，其特征在于：所述N+型多晶硅层的厚度为10～200nm，所述氧化硅薄层的厚度为0.1～2nm。


6.根据权利要求1所述的晶硅太阳电池，其特征在于：所述背面钝化层上开设有槽，所述P型硅基体具有对应所述槽处的P+型硅部位，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树德，魏青竹，钱洪强，李跃，连维飞，倪志春，刘玉申，杨希峰，
申请(专利权)人：苏州腾晖光伏技术有限公司，常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32