一种N型晶体硅太阳能电池的制作方法及其背面钝化接触结构的制作方法技术

本发明专利技术涉及太阳能电池技术领域，具体公开一种N型晶体硅太阳能电池的制作方法及其背面钝化接触结构的制作方法。所述钝化接触结构的制作方法，包括如下步骤：在氮气气氛下抽真空并在氮气气氛下升温至预设温度，在N型晶体硅基体背面生长隧穿氧化层；利用炉管内部的预留腔，使硅烷气体在所述隧穿氧化层上制备多晶硅层，然后进行掺杂处理，得到钝化接触结构。本发明专利技术提供的钝化接触结构的制作方法，能够有效避免硅基体表面不良氧化层的产生，保障隧穿氧化层的质量，并在在隧穿氧化层上制备厚度均匀的多晶硅层，进而得到质量良好的钝化接触结构。

【技术实现步骤摘要】
一种N型晶体硅太阳能电池的制作方法及其背面钝化接触结构的制作方法
本专利技术涉及太阳能电池
，尤其涉及一种N型晶体硅太阳能电池的制作方法及其背面钝化接触结构的制作方法。
技术介绍
Topcon是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触(TunnelOxidePassivatedContact)太阳能电池技术，其电池结构为N型硅衬底电池，关键技术为电池背面制备一层超薄的隧穿氧化层和一层高掺杂的多晶硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构。该结构为硅片的背面提供了良好的表面钝化，有效降低表面复合和金属接触复合，提升了电池的开路电压和短路电流。目前，Topcon的钝化接触结构中超薄的隧穿氧化层可以通过高温热氧化、化学腐蚀等方式形成；高掺杂的多晶硅薄层多采用LPCVD制备。然而，在超薄的隧穿氧化层制备过程，由于在抽真空升温步骤中不能瞬间将炉管内压力抽到绝对真空条件，炉管中残存的空气可能会在高温下与硅片表面反应，生成质量非常差的氧化层，影响整个隧穿氧化层钝化层的质量。同时，现有的硅烷进气管路为炉口一根进气管和炉尾一根进气管，这种进气方式，使硅烷很难在短时间内均匀分布在整个炉管内，而硅烷在高温下反应速率又很快，很容易造成硅片表面多晶硅薄层的不均匀。
技术实现思路
针对现有N型Topcon电池制备过程中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种N型晶体硅太阳能电池的制作方法及其背面钝化接触结构的制作方法。为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：一种钝化接触结构的制作方法，采用炉管生长，所述炉管内部设有与自身轴线平行的隔板，所述隔板将所述炉管的内部分割为预留腔和反应腔，所述隔板上均匀开设有若干个具有开闭功能的排气孔，所述制作方法包括如下步骤：S1：将N型晶体硅基体送入炉管的反应腔，向反应腔内通入氮气并第一次抽真空，停止抽真空继续通入氮气，升温至预设温度，第二次抽真空，通入氧气，在N型晶体硅基体背面生长隧穿氧化层；S2：所述隧穿氧化层制备完毕后，抽真空，并用氮气吹扫去除氧气，将硅烷气体通过进气管输送至炉管内部的预留腔中，当预留腔内的压强达到预设值时排气孔开启，硅烷气体进入反应腔，在所述隧穿氧化层上生长多晶硅层，然后进行掺杂处理，得到钝化接触结构。相对于现有技术，本专利技术提供的钝化接触结构的制作方法，在氧化反应前，先通入氮气，边通氮气边抽真空，将炉管内残存的空气置换完全后，继续通入氮气达到大气压条件，使N型晶体硅基体处于氮气氛围的保护下，然后再进行升温至预设温度，在N型晶体硅基体背面生长隧穿氧化层，有效避免了硅基体表面不良氧化层的产生，能有效保障隧穿氧化层的质量。同时，通过对炉管的优化改进，使硅烷气体先进入由炉管内壁与隔板围成的预留腔内，当预留腔内的压强达到预设值时，经过隔板上均匀开设的若干个具有开闭功能的排气孔在反应炉管内均匀分布，并与N型晶体硅基体接触，在隧穿氧化层上制备多晶硅层，有效保证了多晶硅层的均匀性，进而得到质量良好的钝化接触结构。进一步地，步骤S1中，第一次抽真空前氮气通入流量为20～50slm，第一次抽真空时间为10～30min，用氮气置换炉管内的空气。进一步地，步骤S1中，停止抽真空后，先以20～50slm的流量通入氮气5～10min，使反应腔内气压达到0.5～0.7个大气压，再以1～5slm的流量通入氮气10～20min，并同时进行升温至预设温度580℃～650℃。保证炉管内为氮气氛围，在氮气氛围下升温，避免硅片表面不良氧化层的产生。进一步地，步骤S1中，所述氧气的通入流量为5～40slm，通入时间为2～20min。进一步地，步骤S2中，所述硅烷气体的通入流量为200～1000sccm，通入时间为15～50min。进一步地，所述进气管具有若干个，分别对应设置在炉管的炉口和炉管的炉尾，保证迅速地将硅烷气体输送至炉管内部的预留腔中，使预留腔内的压强达到预设值后，在反应炉管内均匀分布。进一步地，所述预留腔包括第一预留腔和第二预留腔，所述第一预留腔由炉管的一侧内壁与第一隔板围成，所述第二预留腔由炉管的另一侧内壁与第二隔板围成，通过炉管两侧的预留腔更快的实现硅烷气体在反应炉管内的均匀分布。进一步地，所述具有开闭功能的排气孔包括排气孔和排气装置，所述排气装置用于在预留腔内的气压低于预设值时使排气孔处于关闭状态，在预留腔内的气压达到预设值时使排气孔处于开启状态，保证硅烷气体在反应炉管内的均匀分布。进一步地，所述排气装置包括堵帽和挡块，所述堵帽固连于所述隔板的表面并位于所述排气孔的出气侧，且所述堵帽上设有侧向孔和弹簧；所述挡块滑动设置在所述堵帽内，且所述挡块借助所述弹簧靠近并切断所述排气孔和侧向孔的连通。在预留腔内的气压低于预设值时，所述挡块借助所述弹簧靠近并切断所述排气孔和侧向孔的连通，使排气孔处于关闭状态，在预留腔内的气压达到预设值时，所述挡块借助气体压力压缩所述弹簧远离并连接所述排气孔和侧向孔的连通，使排气孔处于开启状态，使硅烷气体在反应炉管内均匀分布。本专利技术还提供一种N型晶体硅太阳能电池制作方法，包括上述的钝化接触结构的制作方法。采用本专利技术提供的钝化接触结构的制作方法，N型硅衬底电池背面制备一层质量优异的超薄隧穿氧化层，然后再沉积一层均匀的掺杂多晶硅层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合，并在此基础上得到N型TOPCon电池，改善太阳能电池电池转换效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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是本专利技术实施例提供的炉管的结构示意图；图2是本专利技术实施例中炉管内隔板的结构示意图；图3是本专利技术实施例中炉管内隔板上的排气孔和排气装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例与对比例中硅片的寿命测试结果图；图5是本专利技术实施例与对比例中硅片的饱和电流密度测试结果图；图6是本专利技术实施例与对比例中硅片的开路电压测试结果图；图7是本专利技术实施例与对比例中硅片的多晶硅层均匀性测试结果图；图中，10、进气管；20、隔板；21、第一隔板；22、第二隔板；30、预留腔；31、第一预留腔；32、第二预留腔；40、反应腔；50、排气孔；60、排气装置；61、堵帽；62、侧向孔；63、弹簧；64、挡块。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种钝化接触结构的制作方法，采用炉管生长，所述炉管内部设有与自身轴线平行的隔板，所述隔板将所述炉管的内部分割为预留腔和反应腔，所述隔板上均匀开设有若干个具有开闭功能的排气孔，所述制作方法包括如下步骤：S1：将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钝化接触结构的制作方法，其特征在于：采用炉管生长，所述炉管内部设有与自身轴线平行的隔板，所述隔板将所述炉管的内部分割为预留腔和反应腔，所述隔板上均匀开设有若干个具有开闭功能的排气孔，所述制作方法包括如下步骤：/nS1：将N型晶体硅基体送入炉管的反应腔，向反应腔内通入氮气并第一次抽真空，停止抽真空继续通入氮气，升温至预设温度，第二次抽真空，通入氧气，在N型晶体硅基体背面生长隧穿氧化层；/nS2：所述隧穿氧化层制备完毕后，抽真空，并用氮气吹扫去除氧气，将硅烷气体通过进气管输送至炉管内部的预留腔中，当预留腔内的压强达到预设值时排气孔开启，硅烷气体进入反应腔，在所述隧穿氧化层上生长多晶硅层，然后进行掺杂处理，得到钝化接触结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种钝化接触结构的制作方法，其特征在于：采用炉管生长，所述炉管内部设有与自身轴线平行的隔板，所述隔板将所述炉管的内部分割为预留腔和反应腔，所述隔板上均匀开设有若干个具有开闭功能的排气孔，所述制作方法包括如下步骤：
S1：将N型晶体硅基体送入炉管的反应腔，向反应腔内通入氮气并第一次抽真空，停止抽真空继续通入氮气，升温至预设温度，第二次抽真空，通入氧气，在N型晶体硅基体背面生长隧穿氧化层；
S2：所述隧穿氧化层制备完毕后，抽真空，并用氮气吹扫去除氧气，将硅烷气体通过进气管输送至炉管内部的预留腔中，当预留腔内的压强达到预设值时排气孔开启，硅烷气体进入反应腔，在所述隧穿氧化层上生长多晶硅层，然后进行掺杂处理，得到钝化接触结构。


2.如权利要求1所述的钝化接触结构的制作方法，其特征在于：步骤S1中，第一次抽真空前氮气通入流量为20～50slm，第一次抽真空时间为10～30min。


3.如权利要求1所述的钝化接触结构的制作方法，其特征在于：步骤S1中，停止抽真空后，先以20～50slm的流量通入氮气5～10min，再以1～5slm的流量通入氮气10～20min，并同时进行升温至预设温度580℃～650℃。


4.如权利要求1所述的钝化接触结构的制作方法，其特征在于：步骤S1中，所述氧气的通入流量为5～40slm，通入时间为2～...

【专利技术属性】
技术研发人员：马红娜，李锋，史金超，张伟，刘少华，李雪涛，宋连胜，尚琪，陈志军，
申请(专利权)人：英利能源中国有限公司，河北省凤凰谷零碳发展研究院，
类型：发明
国别省市：河北;13