一种硼掺杂选择性发射极电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及太阳能电池技术领域，针对现有技术B扩散重扩区结深、表面浓度与轻扩散区差异不明显的问题，公开了提供一种硼掺杂选择性发射极电池及其制备方法，包括N型晶硅、设于所述N型晶硅正面的两个正电极和设于所述N型晶硅背面的两个负电极，所述N型晶硅的背面设有SiO2层，所述SiO2层上设有P掺杂多晶硅层。本发明专利技术为提升太阳能电池效率，采用SE结构来降低复合速率，本发明专利技术采用硼浆印刷+激光推进的方式制备选择性硼SE结构，实现重掺杂区深结、表面浓度高，轻掺杂区浅结、表面浓度低的特点，且工艺简便、操作方便，大大推进硼SE的产业化进程。大大推进硼SE的产业化进程。大大推进硼SE的产业化进程。

【技术实现步骤摘要】
一种硼掺杂选择性发射极电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，尤其是涉及一种硼掺杂选择性发射极电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]TOPCon太阳能电池(隧穿氧化层钝化接触，Tunnel Oxide Passivated Contact)是一种使用超薄氧化层作为钝化层结构的太阳电池。在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，超薄氧化层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层同时阻挡少子空穴复合，进而电子在多晶硅层横向传输被金属收集，从而极大地降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流。
[0003]目前商品化的N型太阳能电池，其发射极通常采用均匀结，扩散方阻为80
‑
110Ω/sq.，其金属接触复合、短波响应及复合速率等往往并非最优。对于N型电池，采用激光掺杂技术实现B扩散SE结构，其受BSG中B源浓度等条件限制，其重扩区结深、表面浓度等与轻扩散区差异不明显，且激光也会引入额外损伤。因此，关于TOPCon电池端的提效及缓解效复合速率的问题亟需解决。
[0004]专利号CN201910578339.2，专利名称为“一种激光硼掺杂选择性发射极TOPCon结构电池及其制备方法”，本专利技术公开了一种激光硼掺杂选择性发射极TOPCon结构电池及其制备方法，方法包括以下步骤：对N型硅片进行清洗制绒；在硼扩散中，推进形成高硼表面浓度的P++层，不进行氧化过程；采用激光对栅线区域进行掺杂推进；经过清洗，放回扩散炉进行氧化形成选择性发射极；去除背面的BSG和P+层，在背面制备隧穿氧化层和掺杂薄膜硅层；去掉正面绕镀产生的多晶硅和步骤Ⅱ得到的BSG，双面沉积钝化层和SiNx减反膜；丝网印刷双面电极。本专利技术的制备方法不仅可以提高电池的开路电压，而且可以提高电池的填充因子，最终提高TOPCon太阳电池的转换效率。
[0005]其不足之处在于，重扩区结深、表面浓度与轻扩散区差异不明显，其复合速率高。

技术实现思路

[0006]本专利技术是为了克服B扩散重扩区结深、表面浓度与轻扩散区差异不明显的问题，提供一种硼掺杂选择性发射极电池及其制备方法，本专利技术为提升太阳能电池效率，采用SE结构来降低复合速率，本专利技术采用硼浆印刷+激光推进的方式制备选择性硼SE结构，实现重掺杂区深结、表面浓度高，轻掺杂区浅结、表面浓度低的特点，且工艺简便、操作方便，大大推进硼SE的产业化进程。
[0007]1)SE结构中轻扩区方阻高，结浅，复合速率较低，短波响应好；2)重扩区方阻低，结深，金属
‑
半导体接触电阻低。
[0008]3)开路电压、短路电流、填充因子提高，有利电池效率提升。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
一种硼掺杂选择性发射极电池，包括N型晶硅、设于所述N型晶硅正面的两个正电极和设于所述N型晶硅背面的两个负电极，所述N型晶硅的背面设有SiO2层，所述SiO2层上设有P掺杂多晶硅层。
[0010]采用本专利方法制备的选择性结构硼发射极N型双面电池，较均匀结电池，开路电压可提升达到0.72％，电池效率增益达到1.47％。
[0011]作为优选，所述N型晶硅的正面由内向外依次设有P+层、AlO
x
层及SiN
x
层；所述正电极穿过SiN
x
层、AlO
x
层及P+层。
[0012]作为优选，所述正电极与N型晶硅之间的接触区域设有P++层。
[0013]作为优选，所述N型晶硅的背面由内向外依次设有SiO2层、P掺杂多晶硅层及SiN
x
层；所述负电极依次穿过所述SiN
x
层及部分厚度的P掺杂多晶硅层，所述负电极与所述P掺杂多晶硅层相接触。
[0014]作为优选，所述负电极插入P掺杂多晶硅层的深度占入P掺杂多晶硅层总厚度的60
‑
80％。
[0015]采用负电极插入P掺杂多晶硅层总厚度的60
‑
80％，是为了保证正电极与P++层充分接触的同时不烧穿多晶硅层，既保证了电流收集效率，也保证了电池钝化效果。
[0016]作为优选，所述正电极为Ag
‑
Al浆；所述负电极为Ag浆。
[0017]一种所述的硼掺杂选择性发射极电池的制备方法，包括如下制备步骤：1)采用N型制绒后的硅片，采用扩散等方式制备硼掺杂P
‑
N结；2)采用链式单面刻蚀去除背面BSG及扩散结，保留正面BSG；3)采用LPCVD设备制备隧穿氧化层、P掺杂多晶硅等，并经碱刻蚀去除绕镀多晶硅，保留正面BSG层及背面PSG层，得到半成品电池；4)在片源正表面金属栅线对应位置处印刷硼浆并烘干，其中硼浆印刷线宽100
‑
200um；5)采用激光对硼浆区域进行激光掺杂；6)采用湿化学清洗去除硼浆、BSG及PSG等，得到洁净表面的半成品电池；7)正面沉积AlO
x
、氮化硅叠层钝化膜，背面沉积氮化硅钝化膜；8)正面印刷Ag
‑
Al浆，背面印刷Ag浆，经烧结后即可得到成品电池。
[0018]作为优选，步骤1)中，硼掺杂P
‑
N结的方阻为100
‑
200Ω/sq.，结深0.3
‑
0.6um，表面浓度＜2E19/cm3。
[0019]作为优选，步骤5)中，激光掺杂后方阻为50
‑
80Ω/sq.，结深0.7
‑
1.2um，表面浓度＞4E19/cm3。
[0020]作为优选，步骤5)中，激光掺杂的参数：激光线宽60
‑
120um，能量15
‑
35W，扫描速度2
‑
10m/s。
[0021]前常规制备方法为硼扩散后采用激光掺杂的方式制备P++层，因BSG中硼源浓度有限，导致激光后P++层中浓度不高；且需要相对较高的激光能量轰击，导致金字塔被烧蚀。关键性为制备工艺流程及BSG上硼浆印刷再激光掺杂，可以使得P+层及P++层表面浓度及方阻可调，影响电池短波响应、金属
‑
半导体接触及钝化性能等，提升太阳能电池的短路电流及开路电压。
[0022]因此，本专利技术具有如下有益效果：
(1)在BSG上印刷硼浆，解决了激光掺杂BSG中B含量不足的问题，有利于提升激光掺杂硼源浓度，有益表面浓度增加；(2)采用激光掺杂，重掺杂与轻扩区方阻、结深及表面浓度可调，相互影响小。
[0023](3)采用去绕镀后印刷硼浆及激光掺杂，避免激光区域受绕镀碱液腐蚀，利于对SE区域的保护，也避免高温对SE区的影响；(4)在BSG上印刷硼浆，可减缓激光能量对P
‑
N结损伤，复合速率的降低有利开路电压提升。
附图说明
[0024]图1是本专利技术的结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硼掺杂选择性发射极电池，其特征是，包括N型晶硅（1）、设于所述N型晶硅（1）正面的两个正电极（2）和设于所述N型晶硅（1）背面的两个负电极（3），所述N型晶硅（1）的背面设有SiO2层（4），所述SiO2层（4）上设有P掺杂多晶硅层（5）。2.根据权利要求1所述的一种硼掺杂选择性发射极电池，其特征是，所述N型晶硅（1）的正面由内向外依次设有P+层（7）、AlO
x
层（8）及SiN
x
层（6）；所述正电极（2）穿过SiNx层（6）、AlOx层（8）及P+层（7）。3.根据权利要求2所述的一种硼掺杂选择性发射极电池，其特征是，所述正电极（2）与N型晶硅（1）之间的接触区域设有P++层（9）。4.根据权利要求1或2所述的一种硼掺杂选择性发射极电池，其特征是， 所述N型晶硅（1）的背面由内向外依次设有SiO2层（4）、P掺杂多晶硅层（5）及SiN
x
层（6）；所述负电极（3）依次穿过所述SiN
x
层（6）及部分厚度的P掺杂多晶硅层（5），所述负电极（3）与所述P掺杂多晶硅层（5）相接触。5.根据权利要求3所述的一种硼掺杂选择性发射极电池，其特征是，所述负电极（3）插入P掺杂多晶硅层（5）的深度占入P掺杂多晶硅层（5）总厚度的60
‑
80%。6.根据权利要求1所述的一种硼掺杂选择性发射极电池，其特征是，所述正电极（2）为Ag
‑
Al浆；所述负电极（3）为Ag浆。7.一种如权利要求1
‑
6任一所述的硼掺杂选择性发射极电池的制备方法，其特征是，包括如下制备步...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖晖，赵迎财，马玉超，陈彭，单伟，何胜，徐伟智，
申请(专利权)人：海宁正泰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：