一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池技术

本发明专利技术公开了一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池。该太阳能电池的制备方法包括：在P型硅衬底正面局部形成隧穿氧化硅层和N型掺杂多晶硅层，其中，N型掺杂多晶硅层层叠在隧穿氧化硅层之上；将正面局部形成隧穿氧化硅层和N型掺杂多晶硅层的P型硅衬底浸入电镀溶液中，并在P型硅衬底正面施加设定时长的光照，以在N型掺杂多晶硅层上生长正面金属电极，并刻蚀去除P型硅衬底正面上残留的金属，其中，正面金属电极宽度与N型掺杂多晶硅层宽度一致。该制备方法可免去金属电极制备过程的对准操作，从而有效地降低了局部钝化接触发射极制备工艺难度。艺难度。艺难度。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池


[0001]本专利技术涉及一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池。

技术介绍

[0002]TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact)是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触太阳能电池技术。其在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合。然而，由于掺杂硅薄层主要为多晶硅，该多晶硅的光学吸收系数相对于晶体硅更大，因此目前该钝化接触结构一般应用于太阳能电池背面。如果将TOPCon应用到太阳能电池正面，会导致照射到晶体硅太阳能电池正面的光在这层多晶硅薄膜中被过多地吸收，从而显著降低了吸收层晶体硅衬底的光吸收。
[0003]在将TOPCon应用到太阳能电池正面时，为了消除光的寄生吸收，通常会采用局部钝化接触/发射极结构，即仅在金属栅线区域沉积隧穿氧化硅和多晶硅薄膜，而在其他区域则不沉积。目前制备局部钝化接触/发射极结构主要通过掩膜方式在硅衬底表面设置局部的隧穿氧化钝化层和多晶硅层，并通过丝网印刷技术在隧穿氧化钝化层和多晶硅层所在区域制备正面金属电极。在通过丝网印刷技术制备正面金属电极过程中，需要与局部的隧穿氧化钝化层和多晶硅层进行对准。但是，由于掩膜方式设置的局部的隧穿氧化钝化层和多晶硅层存在结构误差，丝网印刷很难实现精确对准，导致局部钝化接触发射极制备工艺难度比较大。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池，可以免去金属电极制备过程的对准操作，从而有效地降低了局部钝化接触发射极制备工艺难度。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种局部钝化接触发射极制备方法，包括：
[0007]步骤101，在P型硅衬底正面局部形成隧穿氧化硅层和N型掺杂多晶硅层，其中，所述N型掺杂多晶硅层层叠在所述隧穿氧化硅层之上；
[0008]步骤102，将正面局部形成所述隧穿氧化硅层和所述N型掺杂多晶硅层的所述P型硅衬底浸入电镀溶液中，并在所述P型硅衬底正面施加设定时长的光照，以在所述N型掺杂多晶硅层上生长正面金属电极，并刻蚀去除所述P型硅衬底正面上残留的金属，其中，所述正面金属电极宽度与所述N型掺杂多晶硅层宽度一致。
[0009]第二方面，本专利技术实施例提供一种太阳能电池，该太阳能电池采用根据上述第一方面提供的制备方法制备。
[0010]上述专利技术的第一方面的技术方案具有如下优点或有益效果：本专利技术实施例提供的太阳能电池的制备方法，通过将正面局部形成隧穿氧化硅层和N型掺杂多晶硅层的P型硅衬
底浸入电镀溶液中，并在P型硅衬底正面施加设定时长的光照，在N型掺杂多晶硅层上生长正面金属电极，即采用光诱导电镀方法在正面N型掺杂多晶硅层上生长正面金属电极，可以在正面N型掺杂多晶硅层生长出金属电极，这是因为，在将P型衬底形成PN结的太阳能电池片放置于电镀溶液中，当在发射区正面N型掺杂多晶硅层上施加光照时，由于太阳能电池片的光生伏特效应，光生载流子在内建电场的作用下被分离开，其中电子聚集到N型掺杂多晶硅层上，并扩散到表面，并将电子传递给电镀溶液中的金属离子，金属离子在N型掺杂多晶硅层上被还原，从而在N型掺杂多晶硅层上镀一层金属，形成金属电极，即N型掺杂多晶硅层结合通过光诱导电镀方法在正面N型掺杂多晶硅层上生长正面金属电极，可以使正面金属电极在生长过程中实现电子化。而在未被隧穿氧化硅层和N型掺杂多晶硅层遮盖的P型硅衬底生长的微量的金属，可以采用回蚀技术去除，使得制备正面金属电极过程可以无需对局部形成隧穿氧化硅层和N型掺杂多晶硅层进行校准，从而有效地降低了局部钝化接触发射极制备工艺难度。
[0011]另外，由于N型掺杂多晶硅层结合通过光诱导电镀方法在正面N型掺杂多晶硅层上生长正面金属电极，可以使正面金属电极在生长过程中实现电子化，而无需外加电场，也无需额外制作金属电极种子层，进一步降低了工艺难度，且该制备方法步骤简单、易于实施。
[0012]另外，该隧穿氧化硅层和N型掺杂多晶硅层结合通过光诱导电镀方法在正面N型掺杂多晶硅层上生长正面金属电极，可以使正面金属电极宽度与N型掺杂多晶硅层宽度一致，可有效规避短路电流Isc损失，提升开路电压Voc，因此，本专利技术实施例提供的太阳能电池可有效地提高太阳能电池效率。
[0013]另外，采用光诱导电镀方法在正面N型掺杂多晶硅层上生长的正面金属与N型掺杂多晶硅层宽度一致，可以降低其所在太阳能电池的串联电阻，并提高太阳能电池的填充因子，从而进一步提升太阳能电池效率。
附图说明
[0014]图1是根据本专利技术的太阳能电池的制备方法的流程示意图；
[0015]图2是根据本专利技术的P型硅衬底正面生长隧穿氧化硅层的结构示意图；
[0016]图3是根据本专利技术的在隧穿氧化硅层上形成N型掺杂多晶硅层的结构示意图；
[0017]图4是根据本专利技术的图案化的掩模覆盖于N型掺杂多晶硅层上的结构示意图；
[0018]图5是根据本专利技术的图案化的掩模的平面示意图；
[0019]图6是根据本专利技术的去除无掩膜覆盖区域的N型掺杂多晶硅层后的结构示意图；
[0020]图7是根据本专利技术的去除无掩膜覆盖区域的隧穿氧化硅层以及掩膜后的结构示意图；
[0021]图8是根据本专利技术的局部钝化接触发射极金属化结构的示意图；
[0022]图9是根据本专利技术的局部钝化接触发射极金属化结构为铜电极的示意图；
[0023]图10是根据本专利技术的局部钝化接触发射极金属化结构为银电极的示意图；
[0024]图11是根据本专利技术的在正面N型掺杂多晶硅层上生长正面金属电极的流程示意图；
[0025]图12是根据本专利技术的局部钝化接触发射极金属化结构为镍电极和铜电极的示意图；
[0026]图13是根据本专利技术的局部钝化接触发射极金属化结构为镍电极和银电极的示意图；
[0027]图14是根据本专利技术的在正面N型掺杂多晶硅层上生长正面金属电极的流程示意图；
[0028]图15是根据本专利技术的局部钝化接触发射极金属化结构为镍电极、铜电极和银电极的示意图；
[0029]图16是根据本专利技术图8所示的结构在背面形成P+型掺杂层的结构的示意图；
[0030]图17是根据本专利技术图9所示的结构在背面形成P+型掺杂层的结构的示意图；
[0031]图18是根据本专利技术图10所示的结构在背面形成P+型掺杂层的结构的示意图；
[0032]图19是根据本专利技术图12所示的结构在背面形成P+型掺杂层的结构的示意图；
[0033]图20是根据本专利技术图13所示的结构在背面形成P+型掺杂层的结构的示意图；
[0034]图21是根据本专利技术图15所示的结构在背面形成P+型掺杂层的结构的示意图；
[0035]图22是根据本专利技术图8所示的结构在背面顺次形成隧穿氧化硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：步骤101，在P型硅衬底(10)正面局部形成隧穿氧化硅层(20)和N型掺杂多晶硅层(30)，其中，所述N型掺杂多晶硅层(30)层叠在所述隧穿氧化硅层(20)之上；步骤102，将正面局部形成所述隧穿氧化硅层(20)和所述N型掺杂多晶硅层(30)的所述P型硅衬底(10)浸入电镀溶液中，并在所述P型硅衬底(10)正面施加设定时长的光照，以在所述N型掺杂多晶硅层(30)上生长正面金属电极(40)，并通过刻蚀去除所述P型硅衬底(10)正面上残留的金属，其中，所述正面金属电极宽度与所述N型掺杂多晶硅层(30)宽度一致。2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤101包括：步骤1
‑
1，在所述P型硅衬底(10)正面生长整层的隧穿氧化硅层(20)；步骤1
‑
2，在正面生长的整层的所述隧穿氧化硅层(20)上形成整层的N型掺杂多晶硅层(30)；步骤1
‑
3，在整层的所述N型掺杂多晶硅层(30)上设置图案化的掩膜(50)；步骤1
‑
4，用碱溶液去除无掩膜(50)覆盖区域的N型掺杂多晶硅层(30)；步骤1
‑
5，采用酸溶液去除无掩膜(50)覆盖区域的隧穿氧化硅层(20)，并去除所述掩膜(50)。3.根据权利要求2所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤1
‑
3中的掩膜(50)包括：SiO
x
薄膜、SiN
x
薄膜以及SiON薄膜中的任意一种。4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤101形成的所述隧穿氧化硅层(20)和所述N型掺杂多晶硅层(30)的宽度为5～50μm。5.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述步骤102之前还包括：在所述P型硅衬底(10)背面形成P+型掺杂层(60)。6.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，在所述步骤102之前还包括：在所述P型硅衬底(10)背面顺次形成隧穿氧化硅层(20)以及P型掺杂多晶硅层(70)。7.根据权利要求1、5
‑
6任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤102包括：步骤2
‑
11，将正面局部形成所述隧穿氧化硅层(20)和所述N型掺杂多晶硅层(30)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋秀林，陈斌，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：