钝化接触的IBC太阳电池的结构及制备方法技术

本发明专利技术涉及晶体硅太阳能电池技术领域，具体地说是一种钝化接触的IBC太阳电池的结构及制备方法，主要在IBC电池背面生长超薄二氧化硅层和多晶硅层形成隧穿氧化钝化接触结构，并去除发射极上方的氮化硅和掺杂poly层，避免造成漏电，最终在IBC电池背表面场形成高掺杂的n

【技术实现步骤摘要】
钝化接触的IBC太阳电池的结构及制备方法


[0001]本专利技术涉及晶体硅太阳能电池
，具体地说是一种钝化接触的IBC太阳电池的结构及制备方法。

技术介绍

[0002]近几年来，随着晶体硅太阳能电池的快速发展，一种隧穿氧化钝化接触结构的太阳电池受到众多太阳能电池制造厂家以及各大研究所的追逐。隧穿氧化钝化接触技术(Tunnel Oxide Passivated Contact，TOPCon)是针对N型电池背面金属接触区域高复合问题而开发的一种新型背面钝化技术。TOPCon结构具有显著的钝化效果，其超薄隧穿氧化层将n型晶体硅衬底与掺杂多晶硅隔开。由于隧穿氧化层很薄，不会阻碍多数载流子的传输，但会阻碍少子达到界面，可以显著降低界面的复合，并且高掺杂的多晶硅层可以与金属电极形成良好的欧姆接触，使得电池具有更高的填充因子。
[0003]叉指型背接触(IBC)太阳电池是目前产业化转换效率最高的太阳电池之一，该电池将p
‑
n结和金属电极全部以叉指状置于电池背面，正面没有金属栅线遮光，并且通过表面制绒和增加氮化硅减反射层来提高电池对光的吸收，获得了非常高的短路电流和光电转换效率。虽然IBC电池获得了较高的转换效率，但现有的产业化IBC电池中，为了兼顾电池背面发射极和背表面场与金属电极良好的欧姆接触以及良好的钝化性能，使得IBC电池背面掺杂水平既不能太高也不能太低。因此，一定程度上限制了IBC电池开路电压和填充因子的提升，导致IBC电池效率始终难以有跨越式的突破。
[0004]因此，本专利技术考虑将TOPCon技术应用于IBC电池，来解决这一问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，通过结合隧穿氧化钝化接触技术(TOPCon)，在IBC电池背表面场形成高掺杂多晶硅结构，同时实现钝化性能的提升和良好的欧姆接触，大幅提升IBC电池的转换效率。
[0006]为实现上述目的，设计一种钝化接触的IBC太阳电池的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
[0007]S1、选择N型单晶硅片作为基体，并进行表面去损伤处理，N型单晶硅基体的厚度为80
‑
200μm，电阻率为0.3
‑
50Ω
·
cm；
[0008]S2、在N型单晶硅基体的背面进行硼掺杂形成p+掺杂层，掺杂浓度为1
×
10
18
cm
‑3‑1×
10
21
cm
‑3，掺杂结深为0.1
‑
2μm；
[0009]S3、在p+掺杂层下方沉积第一背表面SiN
x
层，厚度为20
‑
100nm；
[0010]S4、对p+掺杂层、第一背表面SiN
x
层的n区进行开窗，开窗宽度为50
‑
1000μm；
[0011]S5、正面制绒；
[0012]S6、背面依次沉积隧穿氧化层和本征非晶硅，隧穿氧化层厚度为0.1
‑
3nm，本征非晶硅的厚度为10
‑
200nm；
[0013]S7、正、背面进行磷掺杂，在正面形成n+掺杂层，从而在正表面形成FSF结构，掺杂浓度为1
×
10
18
cm
‑3‑9×
10
20
cm
‑3，掺杂结深为0.1
‑
2μm；背表面形成n
‑
poly掺杂层，掺杂浓度为1
×
10
18
cm
‑3‑1×
10
21
cm
‑3，掺杂结深为0.1
‑
2μm；
[0014]S8、在n
‑
poly掺杂层(6
‑
2)下方沉积第二背表面SiN
x
层，厚度为20
‑
100nm；
[0015]S9、去除p区最外层的第二背表面SiN
x
层，同时根据需要在p区和n区之间形成隔离区或不形成隔离区；
[0016]S10、去除背面边缘绕镀的poly
‑
Si/隧穿氧化层、背面隔离区的poly
‑
Si/隧穿氧化层，及根据需要选择去除或不去除正面的N+掺杂层或减薄正面N+掺杂层；
[0017]S11、使用PECVD设备，在背面沉积第三背表面SiN
x
层，厚度为20
‑
100nm；
[0018]S12、使用PECVD设备，在正面沉积SiN
x
减反射层，厚度为40
‑
100nm，折射率为1.8
‑
2.5；
[0019]S13、制备电极，获得IBC太阳能电池。
[0020]进一步的，去除P区的第二背表面SiN
x
层、poly
‑
Si/隧穿氧化层，以及形成隔离区的方法包括激光、浆料刻蚀、浆料腐蚀。
[0021]进一步的，步骤S2中所述硼掺杂的方法包括采用硼扩散设备、硼离子注入、激光硼掺杂。
[0022]进一步的，步骤S7中磷掺杂方法包括采用硼扩散设备、是磷离子注入、激光磷掺杂。
[0023]进一步的，制备poly
‑
Si/隧穿氧化层的方法，包括采用LPCVD设备依次沉积隧穿氧化层和本征非晶硅层，然后再通过磷掺杂，或者通过LPCVD设备采用原位掺杂工艺，一步实现poly
‑
Si/隧穿氧化层的制备。
[0024]进一步的，步骤S11和S12不分先后。
[0025]所述方法制备的IBC太阳电池结构，其特征在于，所述N型单晶硅基体的正面为绒面，其上表面沉积有前表面SiN
x
层；所述N型单晶硅基体的背面设为P区和N区，在P区的N型单晶硅基体的背面依次沉积有p+掺杂层、第一背表面SiN
x
层；在n区的N型单晶硅基体的背面依次沉积有隧穿氧化层、本征非晶硅层、第二背表面SiN
x
层；在p区的第一背表面SiN
x
层下表面及n区的第二背表面SiN
x
层下表面分别沉积有第三背表面SiN
x
层，在p区和n区根据电路设计布置若干电极，p区的电极的内端触接p+掺杂层，p区的电极的外端露于第三背表面SiN
x
层外；n区的电极的内端触接本征非晶硅层，n区的电极的外端触接第三背表面SiN
x
层。
[0026]进一步的，所述N型单晶硅基体的正面与前表面SiN
x
层之间还沉积有n+掺杂层。
[0027]进一步的，所述的p区和n区之间设有隔离区。
[0028]进一步的，所述第一背表面SiN
x
层、第二背表面SiN
x
层分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钝化接触的IBC太阳电池的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：S1、选择N型单晶硅片作为基体，并进行表面去损伤处理，N型单晶硅基体(1)的厚度为80
‑
200μm，电阻率为0.3
‑
50Ω
·
cm；S2、在N型单晶硅基体(1)的背面进行硼掺杂形成p+掺杂层(2)，掺杂浓度为1
×
10
18
cm
‑3‑1×
10
21
cm
‑3，掺杂结深为0.1
‑
2μm；S3、在p+掺杂层(2)下方沉积第一背表面SiN
x
层(3)，厚度为20
‑
100nm；S4、对p+掺杂层(2)、第一背表面SiN
x
层(3)的n区进行开窗，开窗宽度为50
‑
1000μm；S5、正面制绒；S6、背面依次沉积隧穿氧化层(5)和本征非晶硅(4)，隧穿氧化层(5)厚度为0.1
‑
3nm，本征非晶硅(4)的厚度为10
‑
200nm；S7、正、背面进行磷掺杂，在正面形成n+掺杂层(6
‑
1)，从而在正表面形成FSF结构，掺杂浓度为1
×
10
18
cm
‑3‑9×
10
20
cm
‑3，掺杂结深为0.1
‑
2μm；背表面形成n
‑
poly掺杂层(6
‑
2)，掺杂浓度为1
×
10
18
cm
‑3‑1×
10
21
cm
‑3，掺杂结深为0.1
‑
2μm；S8、在n
‑
poly掺杂层(6
‑
2)下方沉积第二背表面SiN
x
层(7)，厚度为20
‑
100nm；S9、去除p区最外层的第二背表面SiN
x
层(7)，同时根据需要在p区和n区之间形成隔离区或不形成隔离区；S10、去除背面边缘绕镀的poly
‑
Si/隧穿氧化层、背面隔离区的poly
‑
Si/隧穿氧化层，及根据需要选择去除或不去除正面的N+掺杂层(6
‑
1)或减薄正面N+掺杂层(6
‑
1)；S11、使用PECVD设备，在背面沉积第三背表面SiN
x
层(8)，厚度为20
‑
100nm；S12、使用PECVD设备，在正面沉积SiN
x
减反射层(9)，厚度为40

【专利技术属性】
技术研发人员：屈小勇，高嘉庆，张博，吴翔，
申请(专利权)人：国家电投集团西安太阳能电力有限公司青海黄河上游水电开发有限责任公司国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：