一种TopCon晶硅太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种TopCon晶硅太阳能电池及其制备方法，应用于太阳能电池技术领域，使用纳米晶硅nc

【技术实现步骤摘要】
一种TopCon晶硅太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，特别是涉及一种TopCon晶硅太阳能电池以及一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法。

技术介绍

[0002]随着太阳能电池的不断发展，研发和制造出高效，稳定和低成本的太阳能电池是当下行业关注的重心，而相对P型晶硅电池，N型晶硅电池的少子寿命高，无光致衰减，弱光效应好，温度系数小，是晶硅太阳能电池迈向理论最高效率的希望。
[0003]N型TopCOn电池，其在结构上，基体为N型Si，正面通过B扩散的方式得到P
+
掺杂层，并在正面通过ALD（原子层沉积）或是PECVD（等离子体增强化学的气相沉积）的方式沉积对应的AlOx/SiNx钝化介质膜；在背面通过LPCVD（低压力化学气相沉积）的方式沉积隧穿氧化层和多晶硅，并通过原位P掺杂或是本征P扩散的方式得到N
+
掺杂层；正背面通常采用丝网印刷的方式得到对应的金属电极，其中正面使用银铝浆，背面使用银浆。
[0004]但是在现有技术中，太阳能电池的短路电流Isc以及填充因子FF为体现太阳能电池性能的重要参考依据，如何提高TopCOn电池的短路电流以及填充因子是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种TopCon晶硅太阳能电池，具有较高的短路电流以及填充因子；本专利技术的另一目的在于提供一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法，所制备而成的TopCon晶硅太阳能电池具有较高的短路电流以及填充因子。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种TopCon晶硅太阳能电池，包括：硅片；位于所述硅片背光侧表面的隧穿氧化层；位于所述隧穿氧化层背向硅片一侧表面的纳米晶硅层；所述纳米晶硅层朝向所述隧穿氧化层一侧的纳米晶硅镶嵌入所述隧穿氧化层；位于所述纳米晶硅层背向所述硅片一侧的背面钝化层以及背面栅线；位于所述硅片受光侧表面的掺杂层；位于所述掺杂层背向所述硅片一侧的正面钝化层以及正面栅线；所述纳米晶硅层包括位于所述隧穿氧化层背向硅片的第一纳米晶硅层，以及位于所述第一纳米晶硅层背向硅片的第二纳米晶硅层；所述第二纳米晶硅层的掺杂浓度小于所述第一纳米晶硅层的掺杂浓度。
[0007]可选的，还包括：位于所述纳米晶硅层背向所述硅片一侧表面的耐高温层。
[0008]可选的，所述背面钝化层位于所述耐高温层背向所述硅片一侧表面；所述背面钝化层设置有容纳所述背面栅线的背面开槽，所述背面栅线通过所述背面开槽与所述耐高温
层相接触，所述耐高温层的功函数与所述背面栅线的功函数相匹配。
[0009]可选的，所述耐高温层的材质为金属或合金。
[0010]可选的，所述耐高温层为AZO层，所述背面栅线为以下任意一项或任意组合：银电极、银铝电极、铜电极。
[0011]可选的，所述背面钝化层包括：位于所述耐高温层背向所述硅片一侧表面的背面氧化铝层；位于所述背面氧化铝层背向所述硅片一侧表面的背面氮化硅层。
[0012]可选的，所述硅片为N型硅片，所述纳米晶硅层为N型纳米晶硅层，所述掺杂层为P型掺杂层。
[0013]可选的，所述正面钝化层包括：位于所述掺杂层背向所述硅片一侧表面的正面氧化铝层；位于所述正面氧化铝层背向所述硅片一侧表面的正面氮化硅层。
[0014]本专利技术还提供了一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法，包括：在硅片受光侧表面进行扩散设置掺杂层；在所述硅片背光侧表面设置隧穿氧化层；在所述隧穿氧化层表面设置纳米晶硅层；所述纳米晶硅层朝向所述隧穿氧化层一侧的纳米晶硅镶嵌入所述隧穿氧化层；所述纳米晶硅层包括位于所述隧穿氧化层背向硅片的第一纳米晶硅层，以及位于所述第一纳米晶硅层背向硅片的第二纳米晶硅层；所述第二纳米晶硅层的掺杂浓度小于所述第一纳米晶硅层的掺杂浓度；在所述掺杂层表面设置正面钝化层，以及在所述纳米晶硅层背向所述硅片一侧设置背面钝化层；透过所述正面钝化层设置正面栅线，以及透过所述背面钝化层设置背面栅线，以制成所述TopCon晶硅太阳能电池。
[0015]可选的，所述在所述隧穿氧化层表面设置纳米晶硅层包括：采用PECVD通入SiH4和PH3沉积得到掺杂非晶硅层；对所述掺杂非晶硅层经过高温退火得到纳米晶硅层。
[0016]本专利技术所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池，包括：硅片；位于硅片背光侧表面的隧穿氧化层；位于隧穿氧化层背向硅片一侧表面的纳米晶硅层；纳米晶硅层朝向隧穿氧化层一侧的纳米晶硅镶嵌入隧穿氧化层；位于纳米晶硅层背向硅片一侧的背面钝化层以及背面栅线；位于硅片受光侧表面的掺杂层；位于掺杂层背向硅片一侧的正面钝化层以及正面栅线。
[0017]使用纳米晶硅nc
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Si替换现有的多晶硅，由于纳米晶硅层比多晶硅具有更宽的带隙，可以减少电池背面对长波段存在的寄生吸收，增加钝化效果，提升短路电流Isc；同时由于纳米晶硅层的纵向导电性更强，从而可以降低电池背面接触电阻率，提升填充因子FF；由于纳米晶硅层中的纳米晶硅的粒子较小，可以硅镶嵌入隧穿氧化层使得纳米晶硅层与隧穿氧化层部分融合，从而降低隧穿氧化层以及纳米晶硅层的厚度，增加电池背面多数载流子浓度，从而增加电池的短路电流和填充因子，使得TopCon晶硅太阳能电池具有较高的短路电流以及填充因子。
[0018]本专利技术的另一目的在于提供一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法，所制备而成
的TopCon晶硅太阳能电池同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。
附图说明
[0019]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池的结构示意图；图2为本专利技术实施例所提供的一种具体的TopCon晶硅太阳能电池的结构示意图；图3为本专利技术实施例所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池的制备方法的流程图。
[0021]图中：1.硅片、2.隧穿氧化层、3.纳米晶硅层、31.第一纳米晶硅层、32.第二纳米晶硅层、4.背面钝化层、5.背面栅线、6.掺杂层、7.正面钝化层、8.正面栅线、9.耐高温层。
具体实施方式
[0022]本专利技术的核心是提供一种TopCon晶硅太阳能电池。在现有技术中，由于多晶硅和单晶硅基体之间存在相似的带隙，导致电池的背面对长波段存在更多的寄生吸收，从而会导致Isc（短路电流）降低；同时掺杂多晶硅为了保证背面有良好的接触，其掺杂浓度一般较高，这样会产生较大的自由载流子吸收。
[0023]而本专利技术所提供的一种TopCon晶硅太阳能电池，包括：硅片；位于硅片背光侧表面的隧穿氧化层；位于隧穿氧化层背向硅片一侧表面的纳米晶硅层；纳米晶硅层朝向隧穿氧化层一侧的纳米晶硅镶嵌入隧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，包括：硅片；位于所述硅片背光侧表面的隧穿氧化层；位于所述隧穿氧化层背向硅片一侧表面的纳米晶硅层；所述纳米晶硅层朝向所述隧穿氧化层一侧的纳米晶硅镶嵌入所述隧穿氧化层；位于所述纳米晶硅层背向所述硅片一侧的背面钝化层以及背面栅线；位于所述硅片受光侧表面的掺杂层；位于所述掺杂层背向所述硅片一侧的正面钝化层以及正面栅线；所述纳米晶硅层包括位于所述隧穿氧化层背向硅片的第一纳米晶硅层，以及位于所述第一纳米晶硅层背向硅片的第二纳米晶硅层；所述第二纳米晶硅层的掺杂浓度小于所述第一纳米晶硅层的掺杂浓度。2.根据权利要求1所述的TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，还包括：位于所述纳米晶硅层背向所述硅片一侧表面的耐高温层。3.根据权利要求2所述的TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，所述背面钝化层位于所述耐高温层背向所述硅片一侧表面；所述背面钝化层设置有容纳所述背面栅线的背面开槽，所述背面栅线通过所述背面开槽与所述耐高温层相接触，所述耐高温层的功函数与所述背面栅线的功函数相匹配。4.根据权利要求3所述的TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，所述耐高温层的材质为金属或合金。5.根据权利要求4所述的TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，所述耐高温层为AZO层，所述背面栅线为以下任意一项或任意组合：银电极、银铝电极、铜电极。6.根据权利要求5所述的TopCon晶硅太阳能电池，其特征在于，所述背面钝化层包括：位于...

【专利技术属性】
技术研发人员：丰明璋，蔡永梅，赵文祥，杜振星，杨金芳，何保杨，方灵新，何胜，徐伟智，
申请(专利权)人：正泰新能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：