硅基太阳能电池单元及其制造方法技术

提供硅基太阳能电池单元及其制造方法。该电池单元包括：p型硅基底，其具有第一表面和与第二表面；第一掺杂层，其完全覆盖硅基底的第一表面并且掺杂有p型的掺杂粒子；第一钝化层，其设在第一掺杂层的背向硅基底的表面；钝化介质层，其完全覆盖硅基底的第二表面；选择性载流子传输层，其设在钝化介质层的背向硅基底的表面并且掺杂有n型的掺杂粒子；以及第二钝化层，其设在选择性载流子传输层的背向硅基底的表面。钝化介质层和选择性载流子传输层组成钝化接触结构。由于钝化接触结构完全覆盖第二表面，该电池单元的结构可以具有简化的制造工艺。此外，由于该硅基底为p型硅基底，硅基底的成本被降低，从而电池单元的成本被降低。从而电池单元的成本被降低。从而电池单元的成本被降低。

【技术实现步骤摘要】
硅基太阳能电池单元及其制造方法


[0001]本公开的实施例涉及一种硅基太阳能电池单元的制造方法和一种硅基太阳能电池单元的制造方法。

技术介绍

[0002]人类的生存和发展离不开能源。太阳能是可在生、量大的、清洁的能源之一。硅基太阳能电池是一类把光能直接转化为电能的半导体器件。PERC(Passivated Emitter and Rear Cell，钝化发射极背面接触电池)电池结构由于其高的光电转换效率而成为现今硅基太阳能电池技术发展的主流方向。PERC电池结构相比于常规的铝背场电池结构，还设置有背面钝化层，从而降低了少数载流子复合。例如，已经提出了一种具有PERC结构的硅基太阳能电池，其将p
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n结置于电池片的背面，从而大大减小了非晶硅薄膜对于光线的吸收，有效提高了电池的光电转换效率。然而，这样的硅基太阳能电池制造步骤复杂且成本高。希望硅基太阳能电池单元具有简化的制造步骤和较低的成本。

技术实现思路

[0003]本公开的实施例提供一种硅基太阳能电池单元，包括：p型硅基底，所述硅基底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；第一掺杂层，其完全覆盖所述硅基底的第一表面，所述第一掺杂层掺杂有p型的掺杂粒子；第一钝化层，其设在所述第一掺杂层的背向所述硅基底的表面；钝化介质层，其完全覆盖所述硅基底的第二表面；选择性载流子传输层，其设在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面，所述选择性载流子传输层掺杂有n型的掺杂粒子；以及第二钝化层，其设在所述选择性载流子传输层的背向所述硅基底的表面。
>[0004]钝化介质层和选择性载流子传输层组成钝化接触结构。由于第一掺杂层完全覆盖第一表面，钝化接触结构也是完全覆盖第二表面，与形成局部掺杂或局部钝化接触结构的电池单元相比，该电池单元的结构可以具有简化的制造工艺。此外，由于该硅基底为p型硅基底，硅基底的成本被降低，从而电池单元的成本被降低。
[0005]例如，在一些实施例中，所述硅基底和所述第一掺杂层为单晶硅或多晶硅。
[0006]例如，在一些实施例中，所述选择性载流子传输层包括微晶硅、非晶硅和多晶硅中的一种或多种。
[0007]例如，在一些实施例中，所述第一钝化层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、硅层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。
[0008]例如，在一些实施例中，所述第二钝化层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、硅层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。
[0009]例如，在一些实施例中，所述钝化介质层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。
[0010]例如，在一些实施例中，所述钝化介质层的厚度在0.1nm
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10.0nm的范围内。
[0011]例如，在一些实施例中，所述电池单元还包括：多个第一接触电极，所述多个第一
接触电极穿过所述第一钝化层与所述第一掺杂层欧姆接触；以及多个第二接触电极，所述多个第二接触电极穿过所述第二钝化层与所述选择性载流子传输层欧姆接触。
[0012]本公开的实施例还提供一种制造硅基太阳能电池单元的方法，其中，所述方法包括：提供p型硅基底，所述硅基底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；在所述硅基底的第一表面中形成第一掺杂层，其完全覆盖所述硅基底的第一表面并且掺杂有p型的掺杂粒子；在所述第一掺杂层的背向所述硅基底的表面形成第一钝化层；在所述硅基底的第一表面上形成钝化介质层，其完全覆盖所述硅基底的第二表面；在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成选择性载流子传输层，所述选择性载流子传输层掺杂有n型的掺杂粒子；以及在所述选择性载流子传输层的背向所述硅基底的表面形成第二钝化层。
[0013]例如，在一些实施例中，在所述硅基底的第一表面中形成第一掺杂层包括：在所述硅基底的第一表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层；以及对形成所述第一掺杂源层的所述硅基底进行高温退火处理，激活p型的掺杂粒子以在所述硅基底的所述第一表面中形成第一掺杂层。
[0014]例如，在一些实施例中，通过物理气相沉积在所述硅基底的第一表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层。
[0015]例如，在一些实施例中，在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成选择性载流子传输层包括：在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成：具有n型的掺杂粒子的选择性载流子传输前置层，或者本征的选择性载流子传输前置层和具有n型的掺杂粒子的第二掺杂源层的叠层；以及对形成所述选择性载流子传输前置层的所述硅基底进行高温退火处理，激活n型的掺杂粒子并使选择性载流子传输前置层晶化以形成所述选择性载流子传输层。
[0016]例如，在一些实施例中，通过物理气相沉积在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成具有n型的掺杂粒子的选择性载流子传输前置层，或者本征的选择性载流子传输前置层和具有n型的掺杂粒子的第二掺杂源层的叠层。
[0017]例如，在一些实施例中，对形成所述第一掺杂源层和所述选择性载流子传输前置层的所述硅基底进行高温退火处理，激活p型的掺杂粒子以在所述硅基底的所述第一表面中形成第一掺杂层，同时激活n型的掺杂粒子并使选择性载流子传输前置层晶化以形成所述选择性载流子传输层。
[0018]例如，在一些实施例中，在同一设备中，通过物理气相沉积在所述硅基底的第一表面上形成具有p型的掺杂粒子的第一掺杂源层，并且通过物理气相沉积在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面形成具有n型的掺杂粒子的选择性载流子传输前置层，或者本征的选择性载流子传输前置层和具有n型的掺杂粒子的第二掺杂源层的叠层。
[0019]例如，在一些实施例中，通过以下中的任一种形成所述钝化介质层：低温炉管氧化工艺、硝酸氧化工艺、臭氧氧化工艺、原子层沉积工艺、化学气相沉积工艺、物理气相沉积工艺和快速等离子体沉积工艺。
[0020]例如，在一些实施例中，通过管式等离子体增强化学气相沉积或原子层沉积形成所述第一钝化层和第二钝化层。
[0021]例如，在一些实施例中，所述方法还包括：通过丝网印刷分别在所述第一钝化层和所述第二钝化层的背向所述硅基底的表面上印刷金属接触浆料，再通过烧结得到凝固的所
述第一接触电极和所述第二接触电极。所述多个第一接触电极穿过所述第一钝化层与所述第一掺杂层欧姆接触，所述多个第二接触电极穿过所述第二钝化层与所述选择性载流子传输层欧姆接触。
[0022]例如，在一些实施例中，通过以下中的任一种形成所述第一掺杂源层：离子注入、印刷为浆料的第一掺杂源层、化学气相沉积和物理气相沉积。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，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，还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅基太阳能电池单元，包括：p型硅基底，所述硅基底具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；第一掺杂层，其完全覆盖所述硅基底的第一表面，所述第一掺杂层掺杂有p型的掺杂粒子；第一钝化层，其设在所述第一掺杂层的背向所述硅基底的表面；钝化介质层，其完全覆盖所述硅基底的第二表面；选择性载流子传输层，其设在所述钝化介质层的背向所述硅基底的表面，所述选择性载流子传输层掺杂有n型的掺杂粒子；以及第二钝化层，其设在所述选择性载流子传输层的背向所述硅基底的表面。2.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述硅基底和所述第一掺杂层为单晶硅或多晶硅。3.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述选择性载流子传输层包括微晶硅、非晶硅和多晶硅中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述第一钝化层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、硅层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。5.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述第二钝化层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、硅层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。6.根据权利要求1所述的电池单元，其中，所述钝化介质层包括氧化硅层、氧化铝层、氧化镓层、氧化钛层、氮氧化硅层、氮氧化铝层、碳化硅层中的一种或多种的单层或叠层。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊兵，蒋秀林，尹海鹏，单伟，
申请(专利权)人：晶澳扬州太阳能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：