PERC电池及其制备方法技术

本申请提供一种PERC电池及其制备方法，属于光伏电池技术领域。制备方法包括制绒、扩散、刻蚀、背面抛光、退火、背面镀膜及正面镀膜。背面镀膜步骤包括：向装有退火后的硅片的设备中通入臭氧气体进行氧化处理，使硅片的背面形成背面二氧化硅层。然后在同一设备中继续通入臭氧作为氧源，并加入铝源，在背面二氧化硅层上沉积背面氧化铝层。在背面氧化铝层上沉积背面氮化硅层。此制备方法通过通入臭氧形成了背面氧化硅层，且以臭氧为氧源，在通入臭氧的设备中可以继续沉积背面氧化铝层，可以在同一设备中形成背面二氧化硅层和背面氧化铝层，不需要增加臭氧氧化设备，保持了膜层接触界面的洁净度，可以提高PERC电池的PID性能。

Perc battery and its preparation

【技术实现步骤摘要】
PERC电池及其制备方法
本申请涉及光伏电池
，具体而言，涉及一种PERC电池及其制备方法。
技术介绍
PERC电池(PassivatedEmitterandRearCell)由于转化效率较高，得到了业界的广泛关注。该技术的核心是在硅片的背面用氧化铝或者氧化硅薄膜覆盖，以起到钝化背表面、提高长波响应的作用，从而提升电池的转换效率。硅片的背面镀一层氧化铝薄膜覆盖，以对硅进行钝化。但背面氧化铝薄膜和硅的匹配性不好，通过氧化铝薄膜钝化以后，背面依然会有较大的缺陷，钝化效果一般。为了增强硅片背面的化学钝化效果，CN106992229A公开了一种PERC电池背面钝化工艺，通过臭氧机在硅片的背面形成二氧化硅层，再通过ALD设备在二氧化硅层上沉积氧化铝薄膜，然后通过等离子增强化学气相沉积法在氧化铝薄膜上沉积氮化硅层。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种PERC电池及其制备方法，工艺兼容性更强，降低电池生产成本，且能够提高电池的转化效率，提升电池可靠性。本申请实施例提供一种PERC电池的制备方法，包括制绒、扩散、刻蚀、背面抛光、退火、背面镀膜及正面镀膜。背面镀膜步骤包括：向装有退火后的硅片的设备中通入臭氧气体进行氧化处理，使硅片的背面形成背面二氧化硅层。然后在同一设备中继续通入臭氧作为氧源，并加入铝源，在背面二氧化硅层上沉积背面氧化铝层。在背面氧化铝层上沉积背面氮化硅层。专利技术人发现，CN106992229A公开了一种PERC电池背面钝化工艺得到的PERC电池的PID性能不佳。所以，专利技术人进行了仔细研究，发现形成二氧化硅层是在臭氧机中进行，沉积氧化铝薄膜是在ALD设备中进行，两个工艺需要在两个设备中进行，在将硅片从臭氧机转移至ALD设备中的过程中，膜层接触界面的洁净度会受到影响。且现有技术中，在制备背面氧化铝层的时候，ALD设备均通入的氧气作为氧源，所以，CN106992229A中才将制备背面二氧化硅层和背面氧化铝层分在两个设备中进行。本申请实施例提供的PERC电池的制备方法的有益效果包括：通过向设备中通入臭氧，以沉积背面二氧化硅层，可以使得到的二氧化硅层更加致密。然后再在同一设备中以臭氧作为氧源，继续沉积背面氧化铝层，可以在同一设备中进行两个工艺，不需要增加臭氧氧化设备，且能够保持膜层接触界面的洁净度，提升电池的可靠性以及转化效率。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图也属于本申请的保护范围。图1为本申请实施例提供的单面PERC电池的结构示意图；图2为本申请实施例提供的双面PERC电池的结构示意图；图标：10-P型硅基体；20-N+发射结层；30-N++硅层；40-正面二氧化硅层；50-背面二氧化硅层；60-背面氧化铝层；70-背面氮化硅层；80-正面减反射层；90-正面电极；91-铝背场；92-铝栅线。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。图1为本申请实施例提供的单面PERC电池的结构示意图；图2为本申请实施例提供的双面PERC电池的结构示意图。请参阅图1和图2，本申请实施例中，PERC电池的制备方法，包括如下步骤：S10，制绒：对硅片进行清洗和制绒，去除硅片表面的损伤层，同时在硅片的正面进行制绒，形成0.5-5μm高的金字塔绒面。可选地，绒面的高度为0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm或5μm。可选地，本申请实施例提供硅片为单晶硅片，使用碱液(例如：强碱，NaOH或KOH)进行制绒。在其他实施例中，硅片为多晶硅片，使用酸液(例如：强酸，硝酸或/和氢氟酸)进行制绒。S20，扩散：在制绒后的硅片上掺杂磷形成磷掺杂的N+发射结层20。可选地，将硅片置于扩散炉中，在扩散温度为750-850℃的条件下扩散30-60min，使硅片的正面沉积掺杂源并进行热扩散以制备磷掺杂的N+发射结20，从而形成PN结。其中，掺杂源为三氯氧磷(POCl3)溶液，扩散温度可以为750℃、780℃、800℃、820℃或850℃；扩散时间可以为30min、40min、50min或60min。形成的磷掺杂的N+发射结层20的厚度为0.2-0.4μm。例如：磷掺杂的N+发射结层20的厚度可以为0.2μm、0.3μm或0.4μm。S30，重掺杂：在磷掺杂的N+发射结层20上进行局部区域的掺杂扩散，使N+发射结层20与硅片(也就是P型硅基体10)之间形成磷掺杂的N++硅层30。在金属栅线与硅片接触部位及其附近进行高浓度掺杂(磷掺杂的N++硅层30)，在正面电极90以外的区域进行低浓度掺杂(磷掺杂的N+发射结层20)，既降低了硅片和电极之间的接触电阻，又降低了表面的复合，提高了少子寿命。从而可以降低串联电阻，提高填充因子；减少载流子复合，提高表面钝化效果；增强电池短波光谱响应，提高短路电流和开路电压。可选地，采用激光掺杂形成磷掺杂的N++硅层30(重掺杂硅层)。在激光掺杂工艺中，利用激光的热效应，熔融硅片表面，覆盖在发射极顶部的磷硅玻璃中的磷原子进入硅片表层，进行局部区域的掺杂扩散，磷原子在液态硅中的扩散系数要比在固态硅中高，固化后掺杂磷原子取代硅原子的位置，形成重掺杂硅层。其中，激光功率为20-40W。例如：激光功率可以为20W、25W、30W、35W或40W。S40，刻蚀和背面抛光：对激光掺杂后的硅片进行清洗和背面抛光。由于扩散工艺以后，硅片的正面、背面以及边缘均形成有N型层，且表面具有磷硅玻璃，所以，通过湿法刻蚀的工艺去除硅片的边缘和背面的N型层腐蚀去除，并将正面的磷硅玻璃去除，并对硅片的背面进行抛光处理。其中，湿法刻蚀时所使用的蚀刻液为HNO3和HF的混合溶液。S50，退火：将硅片放入退火炉中，退火时通入一定量的氧气，可以在磷掺杂的N+发射结层上生长正面二氧化硅层40(SiO2)。其中，退火的温度为750-850℃。例如：退火的温度为750℃、770℃、790℃、810℃、830℃或850℃。形成的正面二氧化硅层40的厚度为2-5nm。例如：正面二氧化硅层40的厚度为2nm、3nm、4nm或5nm。S60，背面镀膜：在硅片的背面依次沉积背面二氧化硅层50(SiO2)、背面氧化铝层60(AlOx)和背面氮化硅层70(SiNx)。可选地，背面二氧化硅层50和背面氧化铝层60在同一设备的腔室中进行，例如：均在ALD设备的腔室中进行的。将退火后的硅片置于ALD设备的腔室中，向ALD设备的腔室中通入臭氧气体进行氧化处理，使抛光后的硅片的背面形成背面二氧化硅层50。然后继续在ALD设备中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种PERC电池的制备方法，包括制绒、扩散、刻蚀、背面抛光、退火、背面镀膜及正面镀膜，其特征在于，/n所述背面镀膜步骤包括：/n向装有退火后的硅片的设备中通入臭氧气体进行氧化处理，使硅片的背面形成背面二氧化硅层；/n然后在所述设备中继续通入臭氧作为氧源，并加入铝源，在所述背面二氧化硅层上沉积背面氧化铝层；/n在所述背面氧化铝层上沉积背面氮化硅层。/n

【技术特征摘要】
1.一种PERC电池的制备方法，包括制绒、扩散、刻蚀、背面抛光、退火、背面镀膜及正面镀膜，其特征在于，
所述背面镀膜步骤包括：
向装有退火后的硅片的设备中通入臭氧气体进行氧化处理，使硅片的背面形成背面二氧化硅层；
然后在所述设备中继续通入臭氧作为氧源，并加入铝源，在所述背面二氧化硅层上沉积背面氧化铝层；
在所述背面氧化铝层上沉积背面氮化硅层。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述向装有退火后的硅片的设备中通入臭氧气体进行氧化处理的条件包括：臭氧流量为5-150sccm，氧化时间为1-10min，氧化温度为150-300℃。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述背面二氧化硅层上沉积背面氧化铝层的步骤中，沉积温度为150-300℃。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述设备为ALD设备。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述扩散包括：在制绒后的硅片上掺杂磷形成磷掺杂的N+发射结层；
所述制备方法还包括：在所述磷掺杂的N+发射结层上进行局部区域的掺杂扩散，使所述N+发射结层与所述硅片之间形成磷掺杂的N++硅层。


6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，形成所述磷掺杂的N++硅层的方法是激光掺杂。

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，张忠文，王永谦，尹丙伟，王岚，王璞，丁蕾，眭山，
申请(专利权)人：通威太阳能眉山有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51