一种太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种太阳能电池的制备方法。与现有技术相比，本发明专利技术先在硅片背面生长一层超薄的氧化层形成隧穿层，其次在氧化层上沉积掺磷的非晶硅薄膜，随后在高温下退火，使沉积的非晶硅薄膜结晶成多晶硅层以加强钝化效果，该氧化层和多晶硅层共同构成TOPCon结构，该结构使多子电子隧穿进入多晶硅层，同时阻挡少子空穴复合，实现电子在多晶硅层的横向传输并被收集，极大地降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流；同时减少掺杂多晶硅层和钝化层之间的未饱和悬挂键，能够有效改善钝化效果，提升电池转换效率。提升电池转换效率。提升电池转换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，尤其涉及一种太阳能电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]太阳能电池可以通过光电转换将太阳能转化为电能被人们直接使用而备受关注。根据太阳能电池的发展和所用的光吸收层材料，可将太阳能电池分为三类。第一类是硅基太阳能电池，包括单晶硅、多晶硅太阳能电池、非晶硅薄膜太阳能电池以及硅的叠层太阳能电池；第二类是化合物太阳能电池，包括铜铟镓硒(CIGS)、碲化镉(CdTe)、砷化镓(GaAs)和钙钛矿等太阳能电池；第三类是新型太阳能电池，包括染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池和量子点太阳能电池等。
[0003]但在太阳能电池的制备过程中由于多晶硅层与背面钝化层分别沉积行成于两个不同的设备中，导致介质层融合区域留有大量未饱和悬挂键；而且目前掺杂多晶硅层的制备还存在如下问题：(1)所制得的掺杂多晶硅层会绕镀到正面，严重者会影响到硅片正面外观，更甚者会影响电池的电性能；(2)所制得的掺杂多晶硅层较厚，一般为50～150nm，光寄生吸收作用随厚度增加越专利技术显，会降低电池的短路电流，导致电池的转换效率降低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种太阳能电池及其制备方法，该制备方法可减少掺杂多晶硅层和钝化层之间的未饱和悬挂键，能够有效改善钝化效果，提升电池转换效率。
[0005]本专利技术提供了一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1)对N型硅片的表面进行双面制绒；/>[0007]S2)对双面制绒后的硅片的正面进行硼扩散处理，形成硼扩散层及硼硅玻璃层；
[0008]S3)对硼扩散处理后的硅片进行背面刻蚀；
[0009]S4)利用化学气相沉积在背面刻蚀后的硅片的背面依次生长隧穿氧化层、沉积掺磷的非晶硅层后，进行高温退火处理；
[0010]S5)去除绕镀到正面的多晶硅层及背面的磷硅玻璃层；
[0011]S6)在硅片的正面和/或背面制备钝化层；
[0012]S7)制备电极。
[0013]优选的，所述步骤S1)具体为使用强碱性溶液对N型硅片的表面进行双面制绒；所述双面制绒的温度为70℃～90℃；所述双面制绒的时间为5～10min。
[0014]优选的，所述步骤S2)中硼扩散处理所用的硼源为硼卤化物；所述硼扩散处理的温度为800℃～860℃；所述硼扩散处理时氮气的流量为650～1050sccm；氧气流量为600～900sccm；所述硼扩散处理的时间为14～20min。
[0015]优选的，所述步骤S3)中背面刻蚀采用氢氟酸与硝酸的混合溶液；所述氢氟酸的质量浓度为40％～54％；所述硝酸的质量浓度为60％～65％；所述氢氟酸与硝酸的体积比为
1:(2～5)；所述背面刻蚀的温度为13℃～20℃；所述背面刻蚀的时间为2～4min。
[0016]优选的，所述隧穿氧化层的厚度为1～2nm；利用化学气相沉积在背面刻蚀后的硅片的背面生长隧穿氧化层的硅源为硅烷；硅源与载气的流量比为1:(2～2.5)；生长隧穿氧化层的时间为20～30min。
[0017]优选的，所述非晶硅层的厚度为100～200nm；沉积掺磷的非晶硅层的磷源为三氯氧磷；沉积掺磷的非晶硅层的温度为750℃～850℃；沉积掺磷的非晶硅层的时间为30～65min；沉积掺磷的非晶硅层时硅源、磷源与载体的流量比(0.5～1):1:(10～15)。
[0018]优选的，所述高温退火处理的温度为830℃～880℃；所述高温退火处理在通入磷源的条件下进行；所述携带磷源的载气与载气的流量比为1:(1.9～3)；所述携带磷源的载体中磷源的比例为1:(6～10)；所述高温退火处理的压力为0.5～2mbar；所述高温退火处理的时间为20～30min。
[0019]优选的，所述步骤S5)中去除绕镀到正面的多晶硅层采用添加剂与强碱性溶液的混合溶液清洗；所述添加剂与强碱性溶液的质量比为1:(4～8)；所述添加剂选自PR21；所述强碱性溶液的质量浓度为40％～50％；所述清洗的温度为75℃～85℃；所述清洗的时间为5～15min。
[0020]优选的，所述步骤S5)中去除背面的磷硅玻璃层采用45％～50％的氢氟酸清洗。
[0021]本专利技术还提供了一种上述制备方法制备的太阳能电池。
[0022]本专利技术提供一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：S1)对N型硅片的表面进行双面制绒；S2)对双面制绒后的硅片的正面进行硼扩散处理，形成硼扩散层及硼硅玻璃层；S3)对硼扩散处理后的硅片进行背面刻蚀；S4)利用化学气相沉积在背面刻蚀后的硅片的背面依次生长隧穿氧化层、沉积掺磷的非晶硅层后，进行高温退火处理；S5)去除绕镀到正面的多晶硅层及背面的磷硅玻璃层；S6)在硅片的正面和/或背面制备钝化层；S7)制备电极。与现有技术相比，本专利技术先在硅片背面生长一层超薄的氧化层形成隧穿层，其次在氧化层上沉积掺磷的非晶硅薄膜，随后在高温下退火，使沉积的非晶硅薄膜结晶成多晶硅层以加强钝化效果，该氧化层和多晶硅层共同构成TOPCon结构，该结构使多子电子隧穿进入多晶硅层，同时阻挡少子空穴复合，实现电子在多晶硅层的横向传输并被收集，极大地降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流；同时减少掺杂多晶硅层和钝化层之间的未饱和悬挂键，能够有效改善钝化效果，提升电池转换效率。
附图说明
[0023]图1为本专利技术提供的太阳能电池的制备流程示意图；
[0024]图2为本专利技术提供的太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术提供了一种太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：S1)对N型硅片的表面
进行双面制绒；S2)对双面制绒后的硅片的正面进行硼扩散处理，形成硼扩散层及硼硅玻璃层；S3)对硼扩散处理后的硅片进行背面刻蚀；S4)利用化学气相沉积在背面刻蚀后的硅片的背面依次生长隧穿氧化层、沉积掺磷的非晶硅层后，进行高温退火处理；S5)去除绕镀到正面的多晶硅层及背面的磷硅玻璃层；S6)在硅片的正面和/或背面制备钝化层；S7)制备电极。
[0027]本专利技术提供了一种隧穿氧化层钝化接触结构的制备方法，将沉积氧化层、非晶硅层和磷硅玻璃层三步工艺简约为一步，实现产能整合，减少生产工序，并最大限度延长设备使用和维护周期，提高了设备利用率，有效避免了反应腔体内部容易产生附着物及异物的问题，降低TOPCon电池的生产成本。
[0028]参见图1，图1为本专利技术提供的太阳能电池的制备流程示意图。
[0029]其中，本专利技术对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可；在本专利技术中，所述N型硅片的本文档来自技高网...

【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，包括以下步骤：S1)对N型硅片的表面进行双面制绒；S2)对双面制绒后的硅片的正面进行硼扩散处理，形成硼扩散层及硼硅玻璃层；S3)对硼扩散处理后的硅片进行背面刻蚀；S4)利用化学气相沉积在背面刻蚀后的硅片的背面依次生长隧穿氧化层、沉积掺磷的非晶硅层后，进行高温退火处理；S5)去除绕镀到正面的多晶硅层及背面的磷硅玻璃层；S6)在硅片的正面和/或背面制备钝化层；S7)制备电极。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1)具体为使用强碱性溶液对N型硅片的表面进行双面制绒；所述双面制绒的温度为70℃～90℃；所述双面制绒的时间为5～10min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2)中硼扩散处理所用的硼源为硼卤化物；所述硼扩散处理的温度为800℃～860℃；所述硼扩散处理时氮气的流量为650～1050sccm；氧气流量为600～900sccm；所述硼扩散处理的时间为14～20min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3)中背面刻蚀采用氢氟酸与硝酸的混合溶液；所述氢氟酸的质量浓度为40％～54％；所述硝酸的质量浓度为60％～65％；所述氢氟酸与硝酸的体积比为1:(2～5)；所述背面刻蚀的温度为13℃～20℃；所述背面刻蚀的时间为2～4min。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述隧穿氧化层的厚度为1～2nm；利用化学...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振凯，王方圆，王德全，丁田力，付少剑，
申请(专利权)人：滁州捷泰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：