N型分片太阳能电池结构及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种N型分片太阳能电池结构及其制作方法。该制作方法包括：提供n型太阳能电池基体，并至少在所述基体一侧表面加工形成用于裂片的切槽；至少在所述基体的一侧表面形成连续的钝化层，并使所述切槽的切槽壁被钝化层覆盖；沿所述的切槽对所述基体进行裂片，形成分片电池，且使所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区上形成自然氧化层；以氢等离子体对所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区及所述自然氧化层进行钝化处理。本发明专利技术在切片后形成在分片电池边缘形成有第一钝化结构和第二钝化结构，该第一钝化结构覆盖暴露的空间电荷区，该第二钝化结构覆盖准中性区，进而获得具有边缘全面积钝化结构的分片电池。

Structure and fabrication of n-type solar cell

【技术实现步骤摘要】
N型分片太阳能电池结构及其制作方法
本专利技术涉及一种太阳能电池的制作方法，特别涉及一种N型分片太阳能电池结构及其制作方法，属于太阳能电池

技术介绍
N型太阳电池被认为是继P型PERC电池之后，更高效效率的太阳电池技术，其中，N型异质结电池和N型TOPCON电池是最有希望实现低成本高效率的两种电池技术，N型异质结电池具有双面钝化接触结构，有钝化效果好、工艺温度低、双面发电等优点。N型异质结电池的基本结构如图1所示，n型单晶硅表面沉积本征氢化非晶硅薄膜(i-a-Si:H)/p型氢化非晶硅薄膜(p-a-Si:H)叠层和本征氢化非晶硅薄膜(i-a-Si:H)/n型氢化非晶硅薄膜(n-a-Si:H)叠层，钝化硅表面，p-a-Si:H和n型单晶硅构成异质p-n结，p-a-Si:H和n-a-Si:H薄膜之上沉积透明导电薄膜(TCO)，以利于载流子的收集和传输，也是非晶硅薄膜的保护层；最后在电池两面形成金属电极。N型异质结太阳电池是对称结构，掺杂非晶硅层的位置可以互换，既可以是p-a-Si:H在入光面，也可以是n-a-Si:H在入光面。N型TOPCON电池基本结构见图2a，n型单晶硅正面扩散或离子注入硼，形成同质p-n结，Al2O3/SiNx为钝化层；背面生长超薄SiOx和n型多晶硅或微晶硅薄膜(poly-Si(n+))叠层，形成钝化接触结构；最后在电池两面形成金属电极。因其只有背面是TOPCON(tunnelingoxidepassivatedcontact)钝化接触结构，这种电池可称为单面TOPCON电池；未来单面TOPCON电池也可能升级为双面TOPCON电池，其基本结构如图2b所示，n型单晶硅正一面生长超薄SiOx层和p型多晶硅或微晶硅薄膜(poly-Si(p+))叠层；另一面生长超薄SiOx层和n型多晶硅薄膜(poly-Si(n+))叠层，钝化硅表面。poly-Si(p+)和n型单晶硅构成异质p-n结，poly-Si(p+)和poly-Si(n+)薄膜之上沉积SiNx或透明导电薄膜(TCO)，作为保护层和(或)载流子收集传输层。最后在电池两面形成金属电极，采用SiNx为保护层时，金属电极需要烧穿SiNx和poly-Si(p+)或poly-Si(n+)薄膜接触形成欧姆接触；采用TCO为保护层时，金属电极不需要烧穿TCO，双面TOPCON电池也是对称结构，掺杂多晶硅层的位置可以互换，既可以是poly-Si(p+)在入光面，也可以是poly-Si(n+)在入光面。N型TOPCON电池能使用P型PERC产线部分设备，与N型PERT产线兼容性更高。另一方面，随着太阳能电池技术的发展，将整片电池分割成若干分片电池，如二分片、三分片、四分片、五分片或六分片等等；以分片电池制备太阳能组件，既可以降低组件的电阻损失，也可以提高组件封装电池的密度(如叠瓦组件)，进而提高太阳能组件的效率。目前分片电池的制备方法主要有两种，都是先按常规工艺制备出成品电池片(即整片)，再将电池片整片分割为分片。一种方法为激光划片、机械裂片(laserscribeandmechanicalcleave)，如CN109449252A公开了一种半片多晶太阳能电池片的制作工艺：首先通过激光划片机对整片电池进行切割，形成切槽；再通过裂片机施加机械应力，使电池沿切槽裂解形成分片电池。另一种方法为激光热裂解(Thermallaserseparation)，即先用用一束激光在成品电池某一端做短距离划刻诱发裂纹，再用另一束激光扫描沿划刻方向扫描以局部加热电池片，同时跟随该激光束引入水流或空气流以局部冷却电池片，由此产生的热应力诱导电池片最初的裂纹沿激光扫描的方向增长、裂片，形成分片电池。使用N型异质结和TOPCON分片电池制备的高效率、高密度太阳能组件，将来可能成为光伏市场的一大类甚至是主导产品。然而，用上述方法将成品整片电池制备为分片电池后，分片边缘(即整片的断裂截面)的晶格直接暴露，暴露的表面悬挂键形成的表面缺陷是有效的载流子复合中心，使分片电池产生边缘复合而降低电池的性能。如图3，边缘复合包括载流子在暴露的空间电荷区和准中性区的复合，在空间电荷区中，电子和空穴的浓度相近，使得电子空穴具有较大的复合速率)。边缘复合在电池边缘产生理想因子(idealityfactor)为2的暗电流(J02,edge)，导致分片边缘区域少子寿命降低，分片电池的填充因子(FF)、开路电压(VOC)和短路电流(JSC)均下降，尤其是FF和VOC的损失最为显著。由于上述分片边缘复合的影响，各种电池制备的分片电池其效率均会有所下降。总的趋势是表面钝化越好的电池，其对边缘复合的影响越敏感，分片后效率的降低程度也越大；例如，半片P型PERC电池的效率下降通常可控制在0.1％abs内，而半片N型异质结和TOPCON电池的效率下降通常在0.2-0.5％abs；另外，对于同一种电池，分片电池的分片边缘周长对电池面积的比越大，分片电池的效率下降也越大；例如，N型异质结电池的效率下降可达约1％abs。综上可见，需要有效的方法，抑制解决N型异质结和TOPCON分片电池的边缘复合问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种N型分片太阳能电池结构及其制作方法，以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种N型分片太阳能电池结构的制作方法，其包括：提供n型太阳能电池基体，并至少在所述基体一侧表面加工形成用于裂片的切槽；至少在所述基体的一侧表面形成连续的钝化层，并使所述切槽的切槽壁被钝化层覆盖；沿所述的切槽对所述基体进行裂片，形成分片电池，且使所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区上形成自然氧化层；以氢等离子体对所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区及所述自然氧化层进行钝化处理。在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法具体包括：在所述基体的第一表面加工出所述的切槽，在所述基体的第一表面形成连续的第一钝化层、在所述第二基体的第二表面形成连续的第二钝化层，并使所述切槽的槽壁也被所述第一钝化层覆盖，所述第一钝化层与所述基体构成异质p-n结。进一步的，所述钝化层包括叠层设置的化学钝化层和场钝化层。在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法具体包括：采用n型单晶硅片作为所述的基体，在所述基体的第一表面沉积本征氢化非晶硅薄膜与p型氢化非晶硅薄膜的叠层作为第一钝化层，在所述基体的第二表面沉积本征氢化非晶硅薄膜与n型氢化非晶硅薄膜的叠层作为第二钝化层，所述p型氢化非晶硅薄膜与所述基体构成异质p-n结，从而形成N型异质结电池。优选的，所述本征氢化非晶硅薄膜的厚度为1-10nm。优选的，所述p型氢化非晶硅薄膜的厚度为1-15nm；在一些较为具体的实施方案中，所述的制作方法具体包括：采用n型单晶硅片作为所述的基体，在所述基体的第一表面扩散或离子注入硼形成同质p-n结，再沉积第一钝化层，以及在所述基体的第二表面生长超薄氧化硅膜和n型多晶硅或微晶硅薄膜的叠层，形成钝化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种N型分片太阳能电池结构的制作方法，其特征在于包括：/n提供n型太阳能电池基体，并至少在所述基体一侧表面加工形成用于裂片的切槽；/n至少在所述基体的一侧表面形成连续的钝化层，并使所述切槽的切槽壁被钝化层覆盖；/n沿所述的切槽对所述基体进行裂片，形成分片电池，且使所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区上形成自然氧化层；/n以氢等离子体对所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区及所述自然氧化层进行钝化处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种N型分片太阳能电池结构的制作方法，其特征在于包括：
提供n型太阳能电池基体，并至少在所述基体一侧表面加工形成用于裂片的切槽；
至少在所述基体的一侧表面形成连续的钝化层，并使所述切槽的切槽壁被钝化层覆盖；
沿所述的切槽对所述基体进行裂片，形成分片电池，且使所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区上形成自然氧化层；
以氢等离子体对所述分片电池边缘未被所述钝化层覆盖的准中性区及所述自然氧化层进行钝化处理。


2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于具体包括：在所述基体的第一表面加工出所述的切槽，在所述基体的第一表面形成连续的第一钝化层、在所述第二基体的第二表面形成连续的第二钝化层，并使所述切槽的槽壁也被所述第一钝化层覆盖，所述第一钝化层与所述基体构成异质p-n结，其中，所述第一表面和第二表面背对设置；和/或，所述钝化层包括叠层设置的化学钝化层和场钝化层。


3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于具体包括：采用n型单晶硅片作为所述的基体，在所述基体的第一表面沉积本征氢化非晶硅薄膜与p型氢化非晶硅薄膜的叠层作为第一钝化层，在所述基体的第二表面沉积本征氢化非晶硅薄膜与n型氢化非晶硅薄膜的叠层作为第二钝化层，所述p型氢化非晶硅薄膜与所述基体构成异质p-n结，从而形成N型异质结电池；优选的，所述本征氢化非晶硅薄膜的厚度为1-10nm；优选的，所述p型氢化非晶硅薄膜的厚度为1-15nm。


4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于具体包括：采用n型单晶硅片作为所述的基体，在所述基体的第一表面扩散或离子注入硼形成同质p-n结，再沉积第一钝化层，以及在所述基体的第二表面生长超薄氧化硅膜和n型多晶硅或微晶硅薄膜的叠层，形成钝化接触结构作为第二钝化层，从而形成单面N型TOPCON电池；优选的，所述超薄氧化硅膜的厚度为0.1-2nm；优选的，所述n型多晶硅或...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨黎飞，杨青松，李杏兵，张闻斌，
申请(专利权)人：苏州光汇新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32