制造晶硅太阳能电池片的方法以及晶硅太阳能电池片技术

技术编号:25444502 阅读:27 留言:0更新日期:2020-08-28 22:31
本发明专利技术涉及一种制备晶硅太阳能电池片的方法和晶硅太阳能电池片。该方法包括如下步骤:设置N型硅片;在N型硅片的顶表面上进行硼扩散生成P型掺杂层;在P型掺杂层的顶表面上进行链式氧化从而生成二氧化硅保护层;在N型硅片的底表面上设置二氧化硅隧穿层;在二氧化硅隧穿层的底表面上通入磷源生成N型钝化层,N型钝化层为多晶硅钝化层或掺杂多晶硅钝化层。根据本发明专利技术,在制备N型钝化层之前先在硅片的顶表面上设置一层二氧化硅保护层,避免在制备N型钝化层时磷绕镀到顶表面,即能够保证电池片的PN结不被破坏,不容易产生电池短路或失效的问题。其中,通入硅源形成的二氧化硅保护层结构致密,能够起到优异的保护作用。

【技术实现步骤摘要】
制造晶硅太阳能电池片的方法以及晶硅太阳能电池片
本专利技术涉及能源领域,尤其涉及一种晶硅太阳能电池片及其制造方法。
技术介绍
随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快,生态环境不断恶化,特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化,人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源发展战略,以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿性、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一,有望成为未来全球电力供应的主要支柱。在新一轮能源变革过程中,我国光伏产业已成长为具有国际竞争优势的战略新兴产业。然而,光伏产业发展仍面临诸多问题与挑战,转换效率与可靠性是制约光伏产业发展的最大技术障碍,而成本控制与规模化又在经济上形成制约。近几年,各种新型晶硅技术层出不穷。目前市场上以PERC太阳能电池为主,主流量产效率可以超过22%,然而PERC太阳能电池转换效率再往上提升会受到较多限制。目前一种新型的钝化接触结构可以在现有PERC技术基础上通过叠加2-3道工序降电池转换效率提升至23%以上。钝化接触技术由于与现有的PERC技术兼容性强,越来越受到市场和各研究机构的青睐。现有的用于晶硅太阳能电池片的钝化接触技术是在N型晶硅背面制备N型掺杂的多晶硅薄膜,但是掺杂过程中会把磷绕镀到硅片正面,由于磷的扩散系数比硼大,会破坏正面的P型薄层以及PN结,从而导致太阳能电池效率偏低甚至是失效。因而需要提供一种制造晶硅太阳能电池片的方法以及晶硅太阳能电池片,以至少部分地解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,提供一种制造晶硅太阳能电池片的方法和晶硅太阳能电池片,其在制造过程中在制备N型钝化层之前先在硅片的顶表面上设置一层二氧化硅保护层,避免在制备N型钝化层时磷绕镀到顶表面,即能够保证电池片的PN结不被破坏,不容易产生电池短路或失效的问题。其中,通入硅源形成的二氧化硅保护层结构致密,能够起到优异的保护作用。并且,本专利技术采用较高的微波频率来制备N型钝化层,在高频电场下,反应气体激活程度更强,离子浓度高,能电离出更多的高能电子和正负离子从而增加薄膜的沉积速率,可以减少绕镀到硅片顶表面的几率。进一步地,本专利技术还在该高频制备的步骤之前设置通入氨气和氧化二氮的混合气体、对N型硅片的底表面进行富氢等离子体处理的步骤,从而使N型硅片的底表面钝化,降低高频功率对电池片的损伤。根据本专利技术的一个方面,提供了一种制造晶硅太阳能电池片的方法,方法包括设置基体片的步骤以及在基体片的顶表面、底表面上施加栅线的步骤,设置基体片的步骤包括按照如下顺序依次进行的如下多个步骤:设置N型硅片;在N型硅片的顶表面上进行硼扩散从而生成P型掺杂层;在P型掺杂层的顶表面上通入硅源以进行链式氧化从而生成二氧化硅保护层;在N型硅片的底表面上设置二氧化硅隧穿层;在二氧化硅隧穿层的底表面上通入磷源从而生成N型钝化层,N型钝化层为多晶硅钝化层或掺杂多晶硅钝化层。在一种实施方式中,设置N型钝化层时采用60KHz以上的微波频率。在一种实施方式中,设置N型钝化层的步骤包括:采用80kHz-100kHz的微波频率;将容纳太阳能电池片的制备炉的炉内温度控制为400℃-600℃,并将制备炉的炉内压强控制为1kPa-13kPa。在一种实施方式中,所述方法还包括在设置N型钝化层之前的如下步骤:通入氨气和氧化二氮的混合气体、对N型硅片的底表面进行富氢等离子体处理,从而使N型硅片的底表面钝化。在一种实施方式中,所述方法还包括在生成二氧化硅保护层的步骤和设置N型钝化层的步骤之间、并按照如下顺序进行的如下步骤:对N型硅片的边缘和底表面刻蚀处理。在一种实施方式中,所述方法还包括设置N型钝化层的步骤之后、并按照如下顺序进行的如下步骤:清除二氧化硅保护层;对N型硅片的边缘和二氧化硅保护层的顶表面刻蚀处理;在P型掺杂层的顶表面上设置氧化铝钝化膜;在氧化铝钝化膜的顶表面和N型钝化层的底表面上设置减反膜。在一种实施方式中,刻蚀的步骤由化学湿法和/或干法刻蚀方法实现。在一种实施方式中,减反膜为氮化硅减反膜、氮氧化硅减反膜或碳化硅减反膜。在一种实施方式中,设置减反膜的步骤包括:采用PECVD的方法设置减反膜,并使减反膜的厚度形成为70nm-200nm。在一种实施方式中,设置二氧化硅隧穿层的步骤包括:利用热氧化、臭氧、湿法氧化和ALD方法中的至少一种制备二氧化硅隧穿层,使二氧化硅隧穿层的厚度为0.5nm-5nm。在一种实施方式中,硼扩散的步骤通过热扩散或离子注入的方法实现,使得P型掺杂层的表面方阻为40Ω/□-300Ω/□。在一种实施方式中,在设置二氧化硅保护层的步骤中所通入的硅源包括硅酸钠、硅酸甲脂、多聚硅氧烷、硅醇盐中的至少一种。在一种实施方式中,设置二氧化硅保护层的步骤包括:控制通入硅源的量和时间以使得生成的二氧化硅保护层的厚度为3nm-1μm。根据本专利技术的另一个方面,提供了一种根据上述方案中任意一项的方法制造成的晶硅太阳能电池片,晶硅太阳能电池片包括:N型硅片;配置在N型硅片的顶表面的P型掺杂层;配置在N型硅片底表面的二氧化硅隧穿层;在P型掺杂层的顶表面配置二氧化硅保护层之后配置的N型钝化层,N型钝化层为多晶硅钝化层或掺杂多晶硅钝化层,N型钝化层设置在二氧化硅隧穿层的底表面上。在一种实施方式中,N型钝化层为采用60KHz以上的微波频率制备生成的整体层状结构。在一种实施方式中,N型钝化层为采用80kHz-100kHz的微波频率制备、并在温度为400℃-600℃、压强为1kPa-13kPa的制备生成的整体层状结构。在一种实施方式中,N型钝化层为在通入氨气和氧化二氮的混合气体、对N型硅片的底表面进行富氢等离子体处理之后而制备生成的整体层状结构。在一种实施方式中,太阳能电池片还包括设置在P型掺杂层的顶表面上的氧化铝钝化层。在一种实施方式中,还包括在氧化铝钝化层的顶表面上和N型钝化层的底表面上的减反膜,减反膜为氮化硅减反膜、氮氧化硅减反膜或碳化硅减反膜。在一种实施方式中,二氧化硅隧穿层的厚度为0.5nm-5nm。在一种实施方式中,减反膜的厚度为70nm-200nm。根据本专利技术所提供的方案,在制备N型钝化层之前先在硅片的顶表面上设置一层致密的二氧化硅保护层,避免在制备N型钝化层时磷绕镀到顶表面,即能够保证电池片的PN结不被破坏,不容易产生电池短路或失效的问题。其中,硅片表面通入硅源采用链式氧化形成的二氧化硅保护层结构致密,能够起到优异的保护作用。并且,本专利技术采用较高的微波频率来制备N型钝化层,在高频电场下,反应气体激活程度更强,离子浓度高,能电离出更多的高能电子和正负离子从而增加薄膜的沉积速率,减少绕镀到硅片顶表面的几率。进一步地,本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种制造晶硅太阳能电池片的方法,方法包括设置基体片的步骤以及在基体片的顶表面、底表面上施加栅线的步骤,其特征在于,设置基体片的步骤包括按照如下顺序进行的如下多个步骤:/n设置N型硅片;/n在N型硅片的顶表面上进行硼扩散从而生成P型掺杂层;/n在P型掺杂层的顶表面上通入硅源以进行链式氧化从而生成二氧化硅保护层;/n在N型硅片的底表面上设置二氧化硅隧穿层;/n在二氧化硅隧穿层的底表面上通入磷源从而生成N型钝化层,N型钝化层为多晶硅钝化层或掺杂多晶硅钝化层。/n

【技术特征摘要】
1.一种制造晶硅太阳能电池片的方法,方法包括设置基体片的步骤以及在基体片的顶表面、底表面上施加栅线的步骤,其特征在于,设置基体片的步骤包括按照如下顺序进行的如下多个步骤:
设置N型硅片;
在N型硅片的顶表面上进行硼扩散从而生成P型掺杂层;
在P型掺杂层的顶表面上通入硅源以进行链式氧化从而生成二氧化硅保护层;
在N型硅片的底表面上设置二氧化硅隧穿层;
在二氧化硅隧穿层的底表面上通入磷源从而生成N型钝化层,N型钝化层为多晶硅钝化层或掺杂多晶硅钝化层。


2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,设置N型钝化层时采用60KHz以上的微波频率。


3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,设置N型钝化层的步骤包括:
采用80kHz-100kHz的微波频率;
将容纳太阳能电池片的制备炉的炉内温度控制为400℃-600℃,并将制备炉的炉内压强控制为1kPa-13kPa。


4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征在于,制备N型钝化层的步骤还包括在通入磷源之前的如下步骤:通入氨气和氧化二氮的混合气体、对N型硅片的底表面进行富氢等离子体处理,从而使N型硅片的底表面钝化。


5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括在生成二氧化硅保护层的步骤和设置N型钝化层的步骤之间的如下步骤:对N型硅片的边缘和底表面刻蚀处理;
以及在设置N型钝化层的步骤之后、按照如下顺序进行的如下步骤:
清除二氧化硅保护层;
对N型硅片的边缘和P型掺杂层的顶表面刻蚀处理;
在P型掺杂层的顶表面上设置氧化铝钝化膜;
在氧化铝钝化膜的顶表面和N型钝化层的底表面上设置减反膜。


6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,减反膜包括氮化硅减反膜、氮氧化硅减反膜、碳化硅减反膜、氧化硅减反膜中的至少一者。


7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,设置二氧化硅隧穿层的步骤包括:利用热氧化、臭...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚骞常青张家峰马列王秀鹏
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

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