太阳能电池及磷、氢掺杂单晶硅的制备方法技术

本申请提供太阳能电池及磷、氢掺杂单晶硅的制备方法，太阳能电池包括半导体衬底、位于半导体衬底正面的掺杂层、位于掺杂层上表面的正面钝化层和/或减反层、位于正面钝化层和/或减反层上表面的正面电极、位于半导体衬底背面的隧穿氧化层、位于隧穿氧化层背面的掺杂多晶硅层、位于掺杂多晶硅层背面的背面钝化层以及位于背面钝化层背面的背面电极，其中，半导体衬底包括磷、氢掺杂单晶硅，磷、氢掺杂单晶硅中的氢掺杂浓度为1×10

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池及磷、氢掺杂单晶硅的制备方法
本申请涉及光伏电池
，具体地讲，涉及太阳能电池及磷、氢掺杂单晶硅的制备方法。
技术介绍
目前，作为太阳能光电利用中发展最快的领域之一，晶体硅电池的技术发展颇受瞩目，提高太阳能电池的转换效率是目前亟需解决的问题。在现有的单晶硅生产过程中，直拉单晶硅容易出现中点缺陷、位错缺陷及金属缺陷等，这些缺陷的存在容易降低单晶硅的少子寿命，降低太阳能电池的转换效率。
技术实现思路
鉴于此，本申请实施例提供了太阳能电池及磷、氢掺杂单晶硅的制备方法，可以有效提升单晶硅中的少子寿命，有利于提升电池钝化效果，提高太阳能电池的转换效率。本申请提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括半导体衬底、位于所述半导体衬底正面的掺杂层、位于所述掺杂层上表面的正面钝化层和/或减反层、位于所述正面钝化层和/或减反层上表面的正面电极、位于所述半导体衬底背面的隧穿氧化层、位于所述隧穿氧化层背面的掺杂多晶硅层、位于所述掺杂多晶硅层背面的背面钝化层以及位于所述背面钝化层背面的背面电极，其中，所述半导体衬底包括磷、氢掺杂单晶硅，所述磷、氢掺杂单晶硅中的氢掺杂浓度为1×105～1×1016atoms/cm3，磷掺杂浓度为1×1015～5×1017atoms/cm3；所述磷、氢掺杂单晶硅的电阻率为0.1～10Ω·cm。在一种可行的实施方式中，所述半导体衬底的中心区域的氢含量大于边缘区域的氢含量。本申请还提供一种上述的磷、氢掺杂单晶硅的制备方法，包括以下步骤：将多晶硅原料以及磷掺杂剂放入石英坩埚中；将所述石英坩埚置于单晶炉抽真空，并在惰性气体保护下熔化多晶硅原料，得到硅熔体；当所述硅熔体温度稳定后，往所述单晶炉内加入氢源，将晶种浸入所述硅熔体中开始引晶；引晶结束后，开始放肩，使得晶体的直径逐步增大至预设宽度，再进行等径生长；等径生长完成后，进入收尾阶段，使得所述晶体的直径逐步缩小直至与所述硅熔体分离；生长完成的所述晶体冷却至室温后取出，得到所述磷、氢掺杂单晶硅。在一种可行的实施方式中，在引晶过程中，往远离所述硅熔体表面方向提升水冷热屏，使得所述水冷热屏底部与所述硅熔体表面之间的距离调整至第一预设距离；在等径生长过程中，往靠近所述硅熔体表面方向下降所述水冷热屏，使得所述水冷热屏底部与所述硅熔体表面之间的距离调整至第二预设距离；所述第一预设距离与所述第二预设距离之间的高度差为15～50mm。在一种可行的实施方式中，所述氢源为含氢气体，所述往所述单晶炉内加入氢源的具体步骤包括：将所述含氢气体与所述惰性气体混合形成混合气体，并将所述混合气体通入所述单晶炉内，其中，所述含氢气体在所述混合气体中的体积占比为0.1％～10％。在一种可行的实施方式中，所述含氢气体包括氢气、硅烷、氨气中的至少一种；所述惰性气体包括氮气、氩气、氦气中的至少一种。在一种可行的实施方式中，所述混合气体的流量为50slpm～200slpm。在一种可行的实施方式中，所述氢源为富含氢的多晶硅原料，所述往所述单晶炉内加入氢源的具体步骤包括：将所述富含氢的多晶硅原料加入所述硅熔体中。在一种可行的实施方式中，所述富含氢的多晶硅原料中的氢含量大于6×1016atoms/cm3。在一种可行的实施方式中，所述磷掺杂剂包括掺磷母合金、磷、磷的氧化物中的至少一种。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：本申请提供的太阳能电池，半导体衬底采用磷、氢掺杂单晶硅，氢原子能够和硅中的其他杂质、点缺陷形成复合体或沉淀，去除杂质的电活性，起到钝化作用，从而可以大幅降低半导体衬底的点缺陷、位错缺陷以及金属缺陷的活性，从而有效提高少子寿命，提高太阳能电池的转换效率。在制备磷、氢掺杂单晶硅时，加入适量的磷掺杂剂及氢源，使得微量氢原子融入硅熔体中，来实现氢、磷元素掺杂，制备方法简单，制备得到的磷、氢掺杂单晶硅可以有效提高少子寿命，提高太阳能电池的转换效率。附图说明为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本实施例提供的一种太阳能电池的结构示意图。图2a为本实施例提供的一种单晶炉的一种结构示意图；图2b为本实施例提供的一种单晶炉的另一种结构示意图；图3为本实施例提供的一种磷、氢掺杂单晶硅的制备方法的流程示意图。具体实施方式为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请的实施例提供一种太阳能电池，所述太阳能电池包括半导体衬底、位于所述半导体衬底正面的掺杂层、位于所述掺杂层上表面的正面钝化层和/或减反层、位于所述正面钝化层和/或减反层上表面的正面电极、位于所述半导体衬底背面的隧穿氧化层、位于所述隧穿氧化层背面的掺杂多晶硅层、位于所述掺杂多晶硅层背面的背面钝化层以及位于所述背面钝化层背面的背面电极。图1为本申请实施例提供的太阳能电池的结构示意图，如图1所示，太阳能电池为具有Topcon结构的太阳能电池，其结构包括：半导体衬底100，半导体衬底100包括磷、氢掺杂单晶硅，其中，所述磷、氢掺杂单晶硅中的氢掺杂浓度为1×105～1×1016atoms/cm3，磷掺杂浓度为1×1015～5×1017atoms/cm3，所述磷、氢掺杂单晶硅的电阻率为0.1～10Ω·cm。在具体实施例中，所述磷、氢掺杂单晶硅中的氢掺杂浓度例如可以是1×105atoms/cm3、1×106atoms/cm3、1×107atoms/cm3、1×108atoms/cm3、1×109atoms/cm3、1×1010atoms/cm3、1×1012atoms/cm3、1×1013atoms/cm3、1×1014atoms/cm3、1×1015atoms/cm3或1×1016atoms/cm3等，当然也可以是此范围内的其它数值，在此不做限定。所述磷、氢掺杂单晶硅中的磷掺杂浓度例如可以是1×10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括半导体衬底、位于所述半导体衬底正面的掺杂层、位于所述掺杂层上表面的正面钝化层和/或减反层、位于所述正面钝化层和/或减反层上表面的正面电极、位于所述半导体衬底背面的隧穿氧化层、位于所述隧穿氧化层背面的掺杂多晶硅层、位于所述掺杂多晶硅层背面的背面钝化层以及位于所述背面钝化层背面的背面电极，/n其中，所述半导体衬底包括磷、氢掺杂单晶硅，所述磷、氢掺杂单晶硅中的氢掺杂浓度为1×10

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括半导体衬底、位于所述半导体衬底正面的掺杂层、位于所述掺杂层上表面的正面钝化层和/或减反层、位于所述正面钝化层和/或减反层上表面的正面电极、位于所述半导体衬底背面的隧穿氧化层、位于所述隧穿氧化层背面的掺杂多晶硅层、位于所述掺杂多晶硅层背面的背面钝化层以及位于所述背面钝化层背面的背面电极，
其中，所述半导体衬底包括磷、氢掺杂单晶硅，所述磷、氢掺杂单晶硅中的氢掺杂浓度为1×105～1×1016atoms/cm3，磷掺杂浓度为1×1015～5×1017atoms/cm3；所述磷、氢掺杂单晶硅的电阻率为0.1～10Ω·cm。


2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述半导体衬底的中心区域的氢含量大于边缘区域的氢含量。


3.一种如权利要求1所述的磷、氢掺杂单晶硅的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将多晶硅原料以及磷掺杂剂放入石英坩埚中；
将所述石英坩埚置于单晶炉抽真空，并在惰性气体保护下熔化多晶硅原料，得到硅熔体；
当所述硅熔体温度稳定后，往所述单晶炉内加入氢源，将晶种浸入所述硅熔体中开始引晶；
引晶结束后，开始放肩，使得晶体的直径逐步增大至预设宽度，再进行等径生长；
等径生长完成后，进入收尾阶段，使得所述晶体的直径逐步缩小直至与所述硅熔体分离；
生长完成的所述晶体冷却至室温后取出，得到所述磷、氢掺杂单晶硅。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖贵云，白枭龙，尚伟泽，
申请(专利权)人：新疆晶科能源有限公司，晶科能源有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65