一种N型单晶硅HBC太阳电池结构及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种N型单晶硅HBC太阳电池结构及其制备方法，该电池结构包括单晶硅衬底、正面结构以及背面结构，所述正面结构包括自上而下设置的氮化硅层、氧化硅层和n+型晶体硅层，所述背面结构包括左右相互交替排列的两种单元结构，一种单元结构包括自上而下设置的p+型晶体硅层、TCO导电膜和金属电极，另一种单元结构包括自上而下设置的本征非晶硅层、n+非晶硅层、TCO导电膜和金属电极，所述p+型晶体硅层的厚度等于本征非晶硅层和n+非晶硅层的厚度之和，该两种单元结构的TCO导电膜等厚且平齐设置，TCO导电膜之间留有间隙。该电池结构能够提高正面的钝化效果和减反射效果。本发明专利技术同时公开了该电池结构的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种N型单晶硅HBC太阳电池结构及其制备方法
本专利技术涉及硅片及其制备方法，具体是指一种N型单晶硅HBC太阳电池结构及其制备方法。
技术介绍
能源是现代社会发展的基石，随着全球经济社会的不断发展，能源消费也持续增长，随着时间的变迁，化石能源越来越来稀缺，在化石能源紧张的背景下，大规模的开发和专利技术可再生资源已成为未来能源的重要战略，太阳能是最洁净的清洁能源，可再生能源。太阳能电池是太阳能发电的核心部分，现有HBC电池结构正面采用a-Si+SiNx膜层结构，缺少掺杂层进行场钝化；背面叉指状p-n结结构的制作需要反复多次制作掩膜再去除掩膜，而且需要多次沉积非晶硅薄膜，制作工艺难度高，生产成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种N型单晶硅HBC太阳电池结构，该电池结构能够提高正面的钝化效果和减反射效果。本专利技术的这一目的通过如下技术方案来实现的：一种N型单晶硅HBC太阳电池结构，包括单晶硅衬底、位于单晶硅衬底正面的正面结构以及位于单晶硅衬底背面的背面结构，其特征在于：所述正面结构包括自上而下设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种N型单晶硅HBC太阳电池结构，包括单晶硅衬底(4)、位于单晶硅衬底(4)正面的正面结构以及位于单晶硅衬底(4)背面的背面结构，其特征在于：所述正面结构包括自上而下设置的氮化硅层(1)、氧化硅层(2)和n+型晶体硅层(3)，所述背面结构包括左右相互交替排列的两种单元结构，一种单元结构包括自上而下设置的p+型晶体硅层(5)、TCO导电膜(8)和金属电极(9)，另一种单元结构包括自上而下设置的本征非晶硅层(6)、n+非晶硅层(7)、TCO导电膜(8)和金属电极(9)，所述p+型晶体硅层(5)的厚度等于本征非晶硅层(6)和n+非晶硅层(7)的厚度之和，该两种单元结构的TCO导电膜(8)等厚且平...

【技术特征摘要】
1.一种N型单晶硅HBC太阳电池结构，包括单晶硅衬底(4)、位于单晶硅衬底(4)正面的正面结构以及位于单晶硅衬底(4)背面的背面结构，其特征在于：所述正面结构包括自上而下设置的氮化硅层(1)、氧化硅层(2)和n+型晶体硅层(3)，所述背面结构包括左右相互交替排列的两种单元结构，一种单元结构包括自上而下设置的p+型晶体硅层(5)、TCO导电膜(8)和金属电极(9)，另一种单元结构包括自上而下设置的本征非晶硅层(6)、n+非晶硅层(7)、TCO导电膜(8)和金属电极(9)，所述p+型晶体硅层(5)的厚度等于本征非晶硅层(6)和n+非晶硅层(7)的厚度之和，该两种单元结构的TCO导电膜(8)等厚且平齐设置，并且该两种单元结构的TCO导电膜(8)之间留有间隙(10)。


2.根据权利要求1所述的N型单晶硅HBC太阳电池结构，其特征在于：所述氧化硅层(2)的厚度范围为2nm-20nm，优选是2nm，所述氮化硅层(1)的厚度范围为60nm-150nm，优选是80nm，所述本征非晶硅层(6)的厚度范围为1-10nm，优选是1nm，所述n+非晶硅层(7)的厚度范围为1-50nm，优选是5nm，所述TCO导电膜(8)的厚度范围为40-150nm，优选是50nm，所述间隙(10)为1-50um，优选是2um。


3.制备权利要求1或2所述的N型单晶硅HBC太阳电池结构的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤(1)：选取N型单晶硅片，将其正面制绒，背面抛光；
步骤(2)：将步骤(1)获得的硅片背面进行硼掺杂，形成p+型晶体硅层；
步骤(3)：将步骤(2)获得的硅片正面进行磷掺杂，形成n+型晶体硅层；
步骤(4)：将步骤(3)获得的硅片背面印刷掩膜并烘干，对硅片背面进行单面刻蚀切断，刻蚀切断后的p+型晶体硅层呈等间距间隔分布；
步骤(5)：使用碱液去除步骤(4)中的掩膜，然后使用酸液清洗中和残留的碱液，同时去除硅片上的PSG和BSG；
步骤(6)：将步骤(5)获得的硅片双面生长SiO2层，正面的SiO2层铺设在n+型晶体硅层上，背面的SiO2层铺设在p+型晶体硅层上以及p+型晶体硅层之间的间隙上；
步骤(7)：将步骤(6)获得的硅片正面生长SiNx薄膜，得到SiNx层；
步骤(8)：将步骤(7)获得的硅片背面印刷掩膜并烘干，去除背面位于p+型晶体硅层之间的间隙上的SiO2层，然后使用碱液去除掩膜；
步骤(9)：在步骤(8)获得的硅片背面生长本征非晶硅层和n+非晶硅层，本征非晶硅层和n+非晶硅层的厚度之和与p+型晶体硅层的厚度相等；
步骤(10)：去除硅片背面铺设在p+型晶体硅层上的SiO2层以及该SiO2层下方的本征非晶硅层和n+非晶硅层；
步骤(11)：在步骤(10)获得的硅片背面生长TCO导电膜；
然后先切断n+非晶硅层和p+型晶体硅层之间的TCO导电膜、再在硅片背面TCO导电膜上印刷金属电极，烘干固化形成最终电池；
或者先在硅片背面TCO导电膜上制作金属电极、再切断n+非晶硅层和p+型晶体硅层之间的TCO导电膜，形成最终电池。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，使用HF+HNO3混合液对硅片背面进行单面刻蚀切断，HF+HNO3混合液为体积比为20％的HF、体积比为60％的HNO3、其余为水的混合溶液；溶液温度是30℃；
所述步骤(5)和步骤(8)中，使用的碱液相同，均为体积比为10％的氨水溶液，溶液温度是60℃，时间为5min，去除掩膜；所述酸液为体积比为5％的HF水溶液。


5.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：解观超，田得雨，张小明，盛健，林纲正，陈刚，
申请(专利权)人：浙江爱旭太阳能科技有限公司，广东爱旭科技有限公司，天津爱旭太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33