一种极性相异的钝化接触结构及电池、制备工艺、组件和系统技术方案

本发明专利技术公开一种极性相异的钝化接触结构及电池、制备工艺；该极性相异的钝化接触结构包括硅衬底、设于硅衬底至少一面的电介质层、设于电介质层表面且掺杂极性相异的第一、第二多晶硅掺杂层，设于第一多晶硅掺杂层与第二多晶硅掺杂层之间的多晶硅层，设于第一多晶硅掺杂层表面、掺杂极性相同且掺杂浓度大于第一多晶硅掺杂层的第三多晶硅掺杂层，设于第二多晶硅掺杂层表面、掺杂极性相同且掺杂浓度大于第二多晶硅掺杂层的第四多晶硅掺杂层；第一、第三多晶硅掺杂层的厚度之和大于多晶硅层，第二、第四多晶硅掺杂层的厚度之和大于多晶硅层。该极性相异的钝化接触结构能降低金属接触复合及接触电阻，提高电池的短路电流和双面率，提高光电转换效率。提高光电转换效率。提高光电转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种极性相异的钝化接触结构及电池、制备工艺、组件和系统


[0001]本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种极性相异的钝化接触结构及电池、制备工艺、组件和系统。

技术介绍

[0002]目前，光伏行业量产效率最高的太阳能电池技术是钝化接触技术，即TOPCon(Tunnel Oxide Passivated Contact，隧穿氧化层钝化接触)电池技术。其中，TOPCon电池技术主要是将超薄的隧穿氧化层(如氧化硅层)与重掺杂的多晶硅层相结合，使氧化硅层通过化学钝化来降低硅衬底与Poly
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Si之间的界面态密度，同时，使多数载流子通过隧穿原理实现输运，而少数载流子则由于较高势垒及Poly
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Si场效应而难以隧穿通过氧化硅层；如此，可获得较好的表面钝化和接触性能，使太阳能电池具有较高的开路电压和较低的接触电阻。另外，IBC(Interdigitated back contact，交叉背接触)电池因其前表面无栅线遮挡，可最大程度优化前表面陷光结构及背表面的金属电极结构，使其具有较高的短路电流密度及较高的填充因子。所以，目前研发的较高效率的太阳能电池采用的是将高开路电压及低接触电阻的TOPCon电池技术与高短路电流密度及高填充因子的IBC电池技术相结合的POLO
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IBC电池技术，而且，该电池技术已被ISFH研究所应用，并获得了26.1％光电转换效率的太阳能电池。
[0003]然而，现有背结太阳能电池的光电转换效率仍然不高，而无论是TOPCon电池技术还是POLO
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IBC电池技术，究其原因，制约背结太阳能电池的光电转换效率进一步提高的主要原因是金属接触复合及接触电阻较高。而且，由于传统的IBC电池背面的叉指状结构的制备过程需要用到复杂且成本高昂的光刻掩膜技术，如果将其与钝化接触结构相融合，会增加背结太阳能电池制备工艺的复杂度，大大提升其制造成本，难以实现量产化。基于此，专利技术CN201910873413.3公开了一种局部钝化接触结构的制备方法，尽管该制备方法无需额外掩膜，但是，其在高温退火后，还依次进行了氧化、清洗去除非掺杂区氧化层、碱刻蚀去除非掺杂区多晶硅层和清洗去除剩余氧化层等处理，才能制备出该局部钝化接触结构，其制备方法仍然比较复杂，即便将其应用于背结太阳能电池，仍然会导致背结太阳能电池的制备工艺较复杂，且其形成的局部钝化接触结构的短路电流及双面率低，仍然会影响背结太阳能电池的光电转换效率的提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于提供一种极性相异的钝化接触结构，该钝化接触结构不仅能显著降低金属接触复合及接触电阻，应用于太阳能电池(如TBC电池)后，还能提高太阳能电池的短路电流和双面率，进而能进一步提高太阳能电池的光电转换效率。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种带有极性相异的钝化接触结构的电池。
[0006]本专利技术的目的之三在于提供一种带有极性相异的钝化接触结构的电池的制备工艺。
[0007]本专利技术的目的之四在于提供一种太阳能电池组件。
[0008]本专利技术的目的之五在于提供一种太阳能电池系统。
[0009]基于此，本专利技术公开了一种极性相异的钝化接触结构，包括硅衬底、设于硅衬底至少一面的电介质层、设于电介质层表面且掺杂极性相异的第一多晶硅掺杂层和第二多晶硅掺杂层，设于第一多晶硅掺杂层与第二多晶硅掺杂层之间的多晶硅层，设于第一多晶硅掺杂层表面、掺杂极性相同且掺杂浓度大于第一多晶硅掺杂层的第三多晶硅掺杂层，设于第二多晶硅掺杂层表面、掺杂极性相同且掺杂浓度大于第二多晶硅掺杂层的第四多晶硅掺杂层；所述第一多晶硅掺杂层和第三多晶硅掺杂层的厚度之和大于多晶硅层的厚度，且第二多晶硅掺杂层和第四多晶硅掺杂层的厚度之和大于多晶硅层的厚度。
[0010]优选地，所述多晶硅层为本征多晶硅结构。
[0011]优选地，所述多晶硅层的晶化率大于第三多晶硅掺杂层的晶化率，且第一多晶硅掺杂层的晶化率大于第三多晶硅掺杂层的晶化率；所述多晶硅层的晶化率大于第四多晶硅掺杂层的晶化率，且第二多晶硅掺杂层的晶化率大于第四多晶硅掺杂层的晶化率。
[0012]优选地，所述硅衬底为N型晶体硅衬底。
[0013]优选地，所述第三多晶硅掺杂层的原料为掺杂磷的硅浆料，且第一多晶硅掺杂层的掺杂原子为磷原子；所述第四多晶硅掺杂层的原料为掺杂硼的硅浆料，且第二多晶硅掺杂层的掺杂原子为硼原子。
[0014]优选地，所述电介质层的材质为氧化硅、氧化铝和氧化铬中的一种或多种组合；所述电介质层的厚度为1～3.1nm。
[0015]进一步优选地，所述电介质层的厚度为1.2～1.8nm。
[0016]本专利技术还公开了一种电池，包括所述的一种极性相异的钝化接触结构，设于所述钝化接触结构表面的背面钝化膜，设于第三多晶硅掺杂层表面并延伸至背面钝化膜外的第一金属电极，设于第四多晶硅掺杂层表面并延伸至背面钝化膜外的第二金属电极，以及设于硅衬底正面的n+前场和设于n+前场表面的正面钝化膜。
[0017]优选地，所述硅衬底的正面为呈金字塔状的陷光结构，所述n+前场设于所述陷光结构的表面；所述硅衬底的背面为平面结构。
[0018]本专利技术还公开了一种电池的制备工艺，包括如下制备步骤：
[0019]步骤1，对所述硅衬底进行预处理，得到预处理后的硅衬底；
[0020]步骤2，在预处理后的硅衬底正面制备n+前场；
[0021]步骤3，再在所述n+前场表面制备正面掩膜；
[0022]步骤4，然后在预处理后的硅衬底背面制备电介质层；
[0023]步骤5，在所述电介质层的表面制备非晶硅层；
[0024]步骤6，将掺杂极性相异的两种含掺杂原子的硅浆分别对所述非晶硅层进行选择性掺杂处理后，再通过热处理，使两种掺杂原子的局部分别选择性扩散至非晶硅层中，并使非晶硅层转变为多晶硅结构，从而使多晶硅结构形成交替布置于所述电介质层表面的第一多晶硅掺杂层、多晶硅层和第二多晶硅掺杂层，同时两种含掺杂原子的硅浆分别在第一多晶硅掺杂层和第二多晶硅掺杂层的表面形成掺杂浓度大于第一多晶硅掺杂层的第三多晶硅掺杂层及掺杂浓度大于第二多晶硅掺杂层的第四多晶硅掺杂层；
[0025]步骤7，再对所述n+前场和所述钝化接触结构的表面进行钝化处理，以在n+前场表
面形成正面钝化膜，并在钝化接触结构的表面形成背面钝化膜；
[0026]步骤8，然后，对所述第三多晶硅掺杂层及第四多晶硅掺杂层进行金属化处理，以在第三多晶硅掺杂层上形成第一金属电极，并在第四多晶硅掺杂层上形成第二金属电极，即得带有所述极性相异的钝化接触结构的电池。
[0027]优选地，步骤1中，所述预处理的方法为碱处理或酸处理；预处理后，所述硅衬底的正面为呈金字塔形的陷光结构，且硅衬底的背面为平面结构；
[0028]步骤2中，所述预处理之后，还在所述n+前场表面形成正面PSG膜；
[0029]步骤6中，所述热处理之后，还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极性相异的钝化接触结构，其特征在于，包括硅衬底、设于硅衬底至少一面的电介质层、设于电介质层表面且掺杂极性相异的第一多晶硅掺杂层和第二多晶硅掺杂层，设于第一多晶硅掺杂层与第二多晶硅掺杂层之间的多晶硅层，设于第一多晶硅掺杂层表面、掺杂极性相同且掺杂浓度大于第一多晶硅掺杂层的第三多晶硅掺杂层，设于第二多晶硅掺杂层表面、掺杂极性相同且掺杂浓度大于第二多晶硅掺杂层的第四多晶硅掺杂层；所述第一多晶硅掺杂层和第三多晶硅掺杂层的厚度之和大于多晶硅层的厚度，且第二多晶硅掺杂层和第四多晶硅掺杂层的厚度之和大于多晶硅层的厚度。2.根据权利要求1所述的一种极性相异的钝化接触结构，其特征在于，所述多晶硅层为本征多晶硅结构。3.根据权利要求1所述的一种极性相异的钝化接触结构，其特征在于，所述多晶硅层的晶化率大于第三多晶硅掺杂层的晶化率，且第一多晶硅掺杂层的晶化率大于第三多晶硅掺杂层的晶化率；所述多晶硅层的晶化率大于第四多晶硅掺杂层的晶化率，且第二多晶硅掺杂层的晶化率大于第四多晶硅掺杂层的晶化率。4.根据权利要求1所述的一种极性相异的钝化接触结构，其特征在于，所述硅衬底为N型晶体硅衬底。5.根据权利要求1所述的一种极性相异的钝化接触结构，其特征在于，所述第三多晶硅掺杂层的原料为掺杂磷的硅浆料，且第一多晶硅掺杂层的掺杂原子为磷原子；所述第四多晶硅掺杂层的原料为掺杂硼的硅浆料，且第二多晶硅掺杂层的掺杂原子为硼原子。6.根据权利要求1所述的一种极性相异的钝化接触结构，其特征在于，所述电介质层的材质为氧化硅、氧化铝和氧化铬中的一种或多种组合；所述电介质层的厚度为1～3.1nm。7.根据权利要求6所述的一种极性相异的钝化接触结构，其特征在于，所述电介质层的厚度为1.2～1.8nm。8.一种电池，其特征在于，包括权利要求1
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6任一项所述的一种极性相异的钝化接触结构，设于所述钝化接触结构表面背面的背面钝化膜，设于第三多晶硅掺杂层表面并延伸至背面钝化膜外的第一金属电极，设于第四多晶硅掺杂层表面并延伸至背面钝化膜外的第二金属电极，以及设于硅衬底正面的n+前场和设于n+前场表面的正面钝化膜。9.根据权利要求8所述的一种电池，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈承焕，赵影文，季根华，陈嘉，杜哲仁，马丽敏，林建伟，
申请(专利权)人：泰州中来光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：