一种铸锭单晶或多晶非晶硅异质结太阳电池的制作方法技术

本发明专利技术涉及一种以铸锭单晶或多晶为衬底的非晶硅异质结太阳电池片的制作方法，它包括以下步骤：1)将铸锭单晶(或多晶)硅片进行单面抛光制绒；2)在制绒面上形成第一钝化层；3)在第一钝化层上形成本征多晶硅层；4)硅片两面进行磷扩散处理；5)去除扩散层；6)在去除扩散层后的一面形成第二钝化层；7)在硅片两面沉积透明导电膜层；8)在硅片的正反面上形成金属电极。本发明专利技术中用薄氧化层叠加多晶掺磷层取代传统的非晶硅本征层和掺磷层，用多晶硅薄膜取代非晶硅薄膜，降低材料的吸光系数，同时提高背电场的导电性，有利于提高电池的短路电流和填充因子。充因子。充因子。

【技术实现步骤摘要】
一种铸锭单晶或多晶非晶硅异质结太阳电池的制作方法


[0001]本专利技术属于太阳电池领域，具体涉及一种以铸锭单晶或多晶为衬底的非晶硅异质结太阳电池片的制作方法。

技术介绍

[0002]近年来，太阳能作为取之不尽，用之不竭的清洁能源，越来越受各国的青睐。太阳电池的研发与制作，主要围绕着降本增效方向展开，提高太阳电池的转换效率是发展太阳能事业的根本，降低太阳电池的制作成本是壮大太阳能事业的基础，是满足大规模生产的先决条件。
[0003]硅片是生产硅基太阳电池片所用的载体，一般分为单晶硅片、类单晶硅片和多晶硅片。采用低成本的硅片材料是降低太阳电池制造成本的有效方式之一。在高效异质结太阳电池制作中，采用以铸锭单晶或多晶为衬底太阳能硅片来取代传统单晶硅片，有利降低生产生产，提高企业竞争力。
[0004]铸锭单是近年来新开发的定向铸造技术，其利用置于坩埚底部的仔晶进行定向生长，铸造出类似于单晶的硅锭。相对于传统的单晶硅片，类单晶硅具有制造成本低，铸锭硅片尺寸灵活，电阻率分布窄，氧含量低等优势。
[0005]然而铸锭单晶，由于铸造工艺的特点，在同一硅片表面上既存在单晶区域也存在多晶区域，因此硅片内部一般存在着位错、小角度晶界、缺陷密度大等缺点，这给太阳电池的钝化带来了一定的难度，按照常规异质结太阳电池的制备方法，即使施加了高质量的表面清洁和表面钝化，总体少子寿命依旧不高，以致影响最终电池的转换效率。
[0006]因此，为了解决上述存在的技术问题，需要寻找一种适合铸锭单晶或多晶类硅片有效钝化方式，来减少硅片体内和表面的缺陷密度，减少载流子的复合，提升钝化水平和载流子的传输水平，使得类单晶硅片能按照传统的高效电池片制作流程进行，获得高效的电池转换效率。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种铸锭单晶或多晶非晶硅异质结太阳电池的制作方法。其能够解决现有技术中，太阳电池开路电压低，转换效率不高，产品没有竞争力等问题。
[0008]本专利技术的目的通过如下技术方案实现：
[0009]一种铸锭单晶或多晶非晶硅异质结太阳电池的制作方法，它包括以下步骤：
[0010]1)将铸锭单晶(或多晶)硅片进行单面抛光、制绒，织构化表面纹理；
[0011]此步骤将铸锭单晶(或多晶)片单面进行抛光、制绒，织构化表面纹理，而另一面保持原有的硅片切割的机械损伤层状态；
[0012]2)在铸锭单晶(或多晶)硅片的制绒面上，通过氧化形成以氧化硅为主要成分的第一钝化层；
[0013]3)在所述第一钝化层上形成本征多晶硅层；
[0014]4)将铸锭单晶(或多晶)硅片的两面进行磷扩散处理；其中，第一钝化层上的本征多晶硅层，在磷扩散处理过程中形成N型多晶硅层；
[0015]5)去除所述N型多晶硅层的铸锭单晶(或多晶)硅片的另一面的PSG层及磷在体硅中的扩散层；即将铸锭单晶或多晶硅片最初未钝化的一面(即保持原有的硅片切割的机械损伤层状态的一面)所形成的PSG层及磷在体硅中的扩散层除去。
[0016]6)在去除所述扩散层后的一面形成第二钝化层，并在所述第二钝化层上形成P型非晶硅或者微晶层；
[0017]所述第二钝化层实质上包含本征的非晶硅、或者掺杂剂浓度比所述p型非晶硅层低的非晶硅。
[0018]7)在经步骤6)后的铸锭单晶(或多晶)硅片两面沉积透明导电膜层；
[0019]8)在经步骤7)后的铸锭单晶(或多晶)硅片的正反面上形成金属电极，铸锭单晶或多晶非晶硅异质结太阳电池制作完成。
[0020]其中，步骤2)中形成的第一钝化层的厚度控制在
[0021]步骤3)中形成的本征多晶硅层的厚度控制在
[0022]步骤3)中本征多晶硅层通过PECVD(等离子增强化学气相沉积)或LPCVD(低压化学气相沉积)形成，优选地用LPCVD沉积；即多晶硅沉积所用的设备可以用PECVD(等离子增强化学气相沉积)、LPCVD(低压化学气相沉积)，优选地用LPCVD沉积；
[0023]步骤4)进行磷扩散处理时，在高温扩散过程中通入气体POCl3、O2以及N2，在退火过程中通入O2和N2；其中，扩散温度控制为700-1100℃之间，炉管的压力扩散时控制为50-300mbar之间、扩散时间控制在5-30min。
[0024]步骤4)将硅片进行双面磷扩散处理，磷扩散一方面是对多晶硅进行N型掺杂，另一方面磷原子从非多晶面渗透到体硅中进行磷扩散吸杂。
[0025]步骤5)中扩散层的去除厚度为10-20um。步骤5)中去除另一面的PSG层及磷在体硅中的扩散层，一般去除扩散层的厚度为10-20um，优选地15um左右。
[0026]步骤6)中第二钝化层通过PECVD、Hot wire CVD或LPCVD形成。即所述第二钝化层薄膜的形成，沉积方式可以用PECVD、Hot wire CVD(热丝化学气相沉积)、LPCVD等CVD设备，优选地用PECVD设备。优选地用PECVD设备沉积第二钝化层薄膜，工艺气体包含硅烷、氢气的全部或组合；
[0027]步骤7)中对铸锭单晶(或多晶)硅片两面沉积透明导电膜层时，N型多晶硅层上形成的透明导电膜比第二钝化层上的P型非晶硅或微晶层上的透明导电膜薄薄5-20％。
[0028]步骤7)中沉积的透明导电膜层为含一种或多种不同金属掺杂的氧化铟膜层或氧化锌膜层。如所述透明导电膜层可以是含一种或多种不同金属掺杂(如锡、钨、钛等)的氧化铟膜层，如ITO、IWO、ITiO等；或者含一种或多种不同金属掺杂(如铝、铟、镓等)的氧化锌膜层，如AZO、GZO、IZO等。优选地用ITO(即含锡掺杂的氧化铟膜层)。
[0029]步骤8)中采用印刷银浆或电镀铜的方式形成金属电极。所述金属电极可以是栅线电极，即栅线电极的形成，可以是印刷银浆，也可以是电镀铜方式；
[0030]本专利技术所述步骤2)在硅片制绒面上形成以氧化硅为主要成分的第一钝化层、步骤3)形成本征多晶硅层以及步骤4)进行磷扩散处理，这些工艺的组合实质上用薄氧化层叠加多晶掺磷层取代传统的非晶硅本征层和掺磷层，形成了异质结电池的背电场；
[0031]与此同时，多晶硅在磷扩散时，铸造单晶硅片另一面因没钝化层和多晶硅层覆盖，磷原子更容易通过原始硅片的表面扩散至体硅内，特别是铸造单晶(或多晶)存在晶界、位错缺陷等，磷扩散的速度更快，与金属杂质结合，达到PSG辅助吸杂钝化的作用。
[0032]在上述技术方案中，构造异质结背电场与PSG辅助钝化同步进行，有利于简化流程，缩短工艺时间。
[0033]较之现有技术而言，本专利技术的优点在于：
[0034]1.本专利技术中用薄氧化层叠加多晶掺磷层取代传统的非晶硅本征层和掺磷层，用多晶硅薄膜取代非晶硅薄膜，降低材料的吸光系数，同时提高背电场的导电性，有利于提高电池的短路电流和填充因子。
[0035]2.铸造单晶硅片在形成背电场的过程中，即多晶硅在磷扩散的过程中，同时处理体硅电池片中的金属杂质和位错本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸锭单晶或多晶非晶硅异质结太阳电池的制作方法，其特征在于：它包括以下步骤：1)将铸锭单晶或多晶硅片进行单面抛光、制绒，织构化表面纹理；2)在铸锭单晶或多晶硅片的制绒面上，通过氧化形成第一钝化层；3)在所述第一钝化层上形成本征多晶硅层；4)将铸锭单晶或多晶硅片的两面进行磷扩散处理；其中，第一钝化层上的本征多晶硅层，在磷扩散处理过程中形成N型多晶硅层；5)去除带有N型多晶硅层的铸锭单晶或多晶硅片的另一面的PSG层及磷在体硅中的扩散层；6)在去除所述扩散层后的一面形成第二钝化层，并在所述第二钝化层上形成P型非晶硅或者微晶层；7)在经步骤6)后的铸锭单晶或多晶硅片两面沉积透明导电膜层；8)在经步骤7)后的铸锭单晶或多晶硅片的正反面上形成金属电极，即完成铸锭单晶或多晶非晶硅异质结太阳电池的制作。2.根据权利要求1所述的铸锭单晶或多晶非晶硅异质结太阳电池的制作方法，其特征在于：步骤2)中形成的第一钝化层的厚度控制在3.根据权利要求1所述的铸锭单晶或多晶非晶硅异质结太阳电池的制作方法，其特征在于：步骤3)中形成的本征多晶硅层的厚度控制在4.根据权利要求1所述的铸锭单晶或多晶非晶硅异质结太阳电池的制作方法，其特征在于：步骤3)中本征多晶硅层通过PECVD或LPCVD形成。5.根据权利要求1所述的铸...

【专利技术属性】
技术研发人员：许志，
申请(专利权)人：福建新峰二维材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：