一种太阳能电池及其制备方法技术

本申请实施例提供了一种太阳能电池及其制备方法，该太阳能电池其包括晶硅衬底，在晶硅衬底的正面制备有该扩散发射极、第一隧穿薄膜层、掺杂多晶硅层、第一钝化层、抗反射层、掩膜层和第一金属电极；在晶硅衬底的背面上从内到外依次制备有第二隧穿薄膜层、重掺杂多晶硅层、第二钝化层、超重掺杂的半导体层、透明导电膜层、第二金属电极和第三金属电极。本申请中通过基础钝化层即第一钝化层和第二钝化层的引入，实现对掺杂多晶硅层表面良好的化学钝化及场效应钝化，降低载流子在多晶硅层因复合造成的损失，提升了光生载流子的有效输出，从而有效提高了太阳能电池的转换效率。有效提高了太阳能电池的转换效率。有效提高了太阳能电池的转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池及其制备方法


[0001]本申请涉及光伏
，特别是涉及一种太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]晶体硅太阳电池是技术最成熟、应用最广泛的太阳电池，在光伏市场中的比例超过90％，并且在未来相当长的时间内都将占据主导地位。在影响晶体硅太阳电池光电转换效率的诸多因素中，金属电极与晶体硅接触处的复合成为目前影响太阳电池效率的关键因素，被认为是接近理论极限效率的最后一个限制因素。隧穿氧化层钝化金属接触结构由一层超薄的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层组成，可以显著降低金属接触区域的复合，同时兼具良好的接触性能，可以极大地提升太阳电池的效率。
[0003]目前，国内外已有一些电池厂商将该钝化接触结构应该用到太阳电池中，但仍存在一定缺陷。本申请的专利技术人在实践中发现，目前行业内对钝化接触结构中的掺杂多晶硅层的表面钝化尚未进行足够的重视，多晶硅层虽然其作用为对晶体硅本身提供场效应钝化以及负责与外电路的电极形成欧姆接触，但实际其仍属于太阳电池光生载流子的传导载体，其本身的结构缺陷造成其存在大量的复合中心，这对载流子最终传输到外电路仍存在很大限制，导致转换效率偏低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种太阳能电池及其制备方法，以提高转换效率。
[0005]为了解决上述问题，本申请公开了一种太阳能电池，包括第一导电类型的晶硅衬底，所述晶硅衬底包括正面和背面，其中：
[0006]所述正面上从内到外依次制备有第二导电类型的扩散发射极、第一隧穿薄膜层、所述第二导电类型的掺杂多晶硅层、第一钝化层、抗反射层和掩膜层；
[0007]在所述第一掩膜层上制备有第一金属电极，所述第一金属电极穿透所述第一抗反射层、所述第一钝化层后与所述掺杂多晶硅层相接触形成合金相；
[0008]所述背面上从内到外依次制备有第二隧穿薄膜层、所述第一导电类型的重掺杂多晶硅层、第二钝化层、所述第一导电类型的超重掺杂的半导体层和透明导电膜层；
[0009]在所述背面上还制备有第二金属电极和第三金属电极，所述第二金属电极与所述重掺杂多晶硅层相接触形成合金相，所述第三金属电极为与所述透明导电膜层通相接触的低温导电电极。
[0010]可选的，所述第一隧穿薄膜层和所述第二隧穿薄膜层为多种IVA族元素混合物薄膜，或者为IVA族元素的氧化物薄膜、氮化物薄膜或氮氧化物薄膜，或者为金属氧化物薄膜；
[0011]所述第一隧穿薄膜层和所述第二隧穿薄膜层的厚度为1～5nm。
[0012]可选的，所述掺杂多晶硅层的厚度为20～200nm，其掺杂剂的掺杂浓度为10
18
‑
10
22
cm
‑3。
[0013]可选的，所述第一钝化层为多种IVA族元素的混合物薄膜，或者为IVA族元素的氧
化物薄膜、氮化物薄膜或氮氧化物薄膜，或者为金属氧化物薄膜；
[0014]所述第一钝化层的厚度为1～20nm。
[0015]可选的，所述掩膜层为多种IVA族元素的混合物薄膜，或者为IVA族元素的氧化物薄膜、氮化物薄膜或氮氧化物薄膜。
[0016]可选的，所述重掺杂多晶硅层的厚度为20～200nm，其掺杂剂的掺杂浓度为10
18
‑
10
22
cm
‑3。
[0017]可选的，所述第二钝化层为多种IVA族元素的混合物薄膜，或者为IVA族元素的氧化物薄膜、氮化物薄膜或氮氧化物薄膜，或者为金属氧化物薄膜；
[0018]所述第二钝化层的厚度为1～10nm。
[0019]可选的，所述半导体层的厚度为40～200nm，其掺杂剂的掺杂浓度为10
22
‑
10
23
cm
‑3。
[0020]还提供了一种制备方法，用于制备如上所述的太阳能电池，所述制备方法包括步骤：
[0021]对所述晶硅衬底进行清洗制绒处理；
[0022]在所述晶硅衬底的正面进行扩散处理，得到所述扩散发射极；
[0023]对所述晶硅衬底的正面和背面进行酸洗作业；
[0024]利用LPCVD方法制备所述第一隧穿薄膜层和第二隧穿薄膜层，并在所述第一隧穿薄膜层和所述第二隧穿薄膜层上制备本征非晶硅层；
[0025]在所述正面上的所述本征非晶硅层上利用PECVD方法沉积氮氧化硅掩膜层；
[0026]利用扩散炉对所述本征非晶硅层进行多晶化处理；
[0027]对所述背面进行扩散处理，得到所述重掺杂多晶硅层，同时在所述重掺杂多晶硅层上形成第一临时掩膜层；
[0028]去除所述氮氧化硅掩膜层；
[0029]对所述正面进行扩散处理，得到所述掺杂多晶硅层，同时在所述掺杂多晶硅层上伴随生成第二临时掩膜层；
[0030]去除所述第二临时掩膜层；
[0031]在所述掺杂多晶硅薄膜层上制备所述第一钝化层；
[0032]在所述第一钝化层上制备所述抗反射层
[0033]在所述正面上通过丝网印刷方式制备所述第一金属电极，在所述背面上通过丝网印刷方式制备所述第二金属电极；
[0034]通过PECVD方式在所述正面上制备所述掩膜层；
[0035]去除所述第一临时掩膜层；
[0036]通过板式PECVD方式在所述重掺杂多晶硅层上依次制备所述第二钝化层和所述半导体层；
[0037]通过磁控溅射设备在所述半导体层上制备所述透明导电膜层；
[0038]去除所述第一金属电极所在位置的所述掩膜层，并去除所述第二金属电极所在位置的所述第二钝化层、所述半导体层和所述透明导电膜层；
[0039]在所述背面的局部通过低温印刷工艺制备所述第三金属电极。
[0040]可选的，在制备所述第一金属电极和所述第二金属电极时的烧结温度为300～900℃，在制备所述低温印刷工艺的低温工艺温度为250℃。
[0041]从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种太阳能电池及其制备方法，该太阳能电池其包括晶硅衬底，在晶硅衬底的正面制备有该扩散发射极、第一隧穿薄膜层、掺杂多晶硅层、第一钝化层、抗反射层、掩膜层和第一金属电极；在晶硅衬底的背面上从内到外依次制备有第二隧穿薄膜层、重掺杂多晶硅层、第二钝化层、超重掺杂的半导体层、透明导电膜层、第二金属电极和第三金属电极。本申请中通过基础钝化层即第一钝化层和第二钝化层的引入，实现对掺杂多晶硅层表面良好的化学钝化及场效应钝化，降低载流子在多晶硅层因复合造成的损失，提升了光生载流子的有效输出，从而有效提高了太阳能电池的转换效率。
[0042]另外，进一步通过超重掺杂的半导体层的引入，进一步实现对背面的加强场效应钝化效果，通过半导体不同掺杂浓度产生的电势差值，为光生载流子向外电路输出图提供了一定的动力，进而再次增大载流子的有效输出，从而进一步增加了太阳能电池的转换效率。
附图说明
[0043]为了更清楚地说明本申请实施例或现有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，其特征在于，包括第一导电类型的晶硅衬底，所述晶硅衬底包括正面和背面，其中：所述正面上从内到外依次制备有第二导电类型的扩散发射极、第一隧穿薄膜层、所述第二导电类型的掺杂多晶硅层、第一钝化层、抗反射层和掩膜层；在所述第一掩膜层上制备有第一金属电极，所述第一金属电极穿透所述第一抗反射层、所述第一钝化层后与所述掺杂多晶硅层相接触形成合金相；所述背面上从内到外依次制备有第二隧穿薄膜层、所述第一导电类型的重掺杂多晶硅层、第二钝化层、所述第一导电类型的超重掺杂的半导体层和透明导电膜层；在所述背面上还制备有第二金属电极和第三金属电极，所述第二金属电极与所述重掺杂多晶硅层相接触形成合金相，所述第三金属电极为与所述透明导电膜层通相接触的低温导电电极。2.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一隧穿薄膜层和所述第二隧穿薄膜层为多种IVA族元素混合物薄膜，或者为IVA族元素的氧化物薄膜、氮化物薄膜或氮氧化物薄膜，或者为金属氧化物薄膜；所述第一隧穿薄膜层和所述第二隧穿薄膜层的厚度为1～5nm。3.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掺杂多晶硅层的厚度为20～200nm，其掺杂剂的掺杂浓度为10
18
‑
10
22
cm
‑3。4.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一钝化层为多种IVA族元素的混合物薄膜，或者为IVA族元素的氧化物薄膜、氮化物薄膜或氮氧化物薄膜，或者为金属氧化物薄膜；所述第一钝化层的厚度为1～20nm。5.如权利1所述的太阳能电池，其特征在于，所述掩膜层为多种IVA族元素的混合物薄膜，或者为IVA族元素的氧化物薄膜、氮化物薄膜或氮氧化物薄膜。6.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述重掺杂多晶硅层的厚度为20～200nm，其掺杂剂的掺杂浓度为10
18
‑
10
22
cm
‑3。7.如权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于，所述第二钝化层为多种IVA族元素的混合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪喆，刘勇，朴松源，李家栋，潘强强，杨刘，
申请(专利权)人：一道新能源科技衢州有限公司，
类型：发明
国别省市：