一种硅异质结电池及其制备方法技术

本申请实施例提供了一种硅异质结电池及其制备方法，采用非绒面硅片将光管理需求转移至后续制备的绒面掺硼氧化锌薄膜层中，制得高效且成本低硅异质结电池。该种制备方法在保证硅异质结电池性能的前提下，省略了硅片绒面的制作过程，既简化了硅异质结电池的制备过程，降低了成本，又避免了硅片绒面对生产钝化层、掺杂层工艺的影响。另外，采用绒面掺硼氧化锌薄膜层替代以氧化铟系掺杂氧化物(ITO，InO2：H，IWO等)为主的透明导电氧化物(TCO)膜层，又降低了成本。降低了成本。降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种硅异质结电池及其制备方法


[0001]本申请涉及新能源设备制造
，尤其涉及一种硅异质结电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]太阳能是一种可再生的清洁能源，对于人类的可持续发展具有重要的意义。太阳能电池将太阳能转化为电能，其转化效率、制造(度电)成本是决定其工业化应用、平价上网以及实现能源替代最终目标的关键因素。目前，硅基太阳能电池占据市场95％以上，其中，硅异质结电池是硅基太阳能电池中的一种。
[0003]目前，基于硅异质结电池光管理的需求，硅基需要采用双面绒面硅片。这就使得在制备电池的过程中，需要先在硅片的表面制造绒面。
[0004]但是，硅片的绒面不仅制造工艺复杂，而且绒面织构不利于后续薄膜沉积工艺的完成，造成硅异质结电池制造工艺复杂且成本高。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种硅异质结电池及其制备方法，解决现有的硅异质结电池制造工艺复杂且成本高的问题。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种硅异质结电池制备方法，包括：
[0007]清洗硅片，以在硅片上形成相背设置的第一抛光面和第二抛光面；
[0008]在第一抛光面上自远离硅片的方向依次制备本征半导体薄膜和N型半导体薄膜掺杂层；
[0009]在第二抛光面上自远离硅片的方向依次制备本征半导体薄膜和P型半导体薄膜掺杂层；
[0010]在N型半导体薄膜掺杂层和P型半导体薄膜掺杂层的表面分别制备绒面掺硼氧化锌薄膜层；
[0011]在绒面掺硼氧化锌薄膜层的表面进行金属电极图形化处理，最终制得硅异质结电池。
[0012]在一种可行的实现方式中，绒面掺硼氧化锌薄膜层的制备厚度为2μm
‑
3μm。
[0013]在一种可行的实现方式中，在N型半导体薄膜掺杂层和P型半导体薄膜掺杂层上分别制备绒面掺硼氧化锌薄膜层，包括：
[0014]采用低压化学气相沉积法在N型半导体薄膜掺杂层和P型半导体薄膜掺杂层上制备绒面掺硼氧化锌薄膜层。
[0015]在一种可行的实现方式中，采用低压化学气相沉积法在N型半导体薄膜掺杂层和P型半导体薄膜掺杂层上制备绒面掺硼氧化锌薄膜层，包括：
[0016]将气态的二乙基锌与水蒸气、乙硼烷和氢气的混合气体同时均匀喷淋至N型半导体薄膜掺杂层背向硅片的表面和P型半导体薄膜掺杂层背向硅片的表面；其中，二乙基锌与
混合气体在压力为0.5Torr
‑
1Torr，温度为150℃
‑
180℃的环境下发生反应；
[0017]二乙基锌与混合气体在温度为150℃
‑
180℃的环境下发生反应，并N型半导体薄膜掺杂层和P型半导体薄膜掺杂层的表面分别生成绒面掺硼氧化锌薄膜层。
[0018]在一种可行的实现方式中，绒面掺硼氧化锌薄膜层至少包括第一绒面掺硼氧化锌薄膜层，第一绒面掺硼氧化锌薄膜层的光学迁移率为45cm2·
V
‑1·
s
‑1‑
40cm2·
V
‑1·
s
‑1，载流子的浓度为9*10
18
cm
‑3‑
3*10
19
cm
‑3，表面类金字塔的特征尺寸为
‑
1.5μm
‑
3μm。
[0019]在一种可行的实现方式中，绒面掺硼氧化锌薄膜层还包括第二绒面掺硼氧化锌薄膜层和第三绒面掺硼氧化锌薄膜层中的至少一者；
[0020]第二绒面掺硼氧化锌薄膜层的载流子浓度小于5*10
18
cm
‑3；
[0021]第三绒面绒面掺硼氧化锌薄膜层的载流子浓度大于1*10
20
cm
‑3。
[0022]在一种可行的实现方式中，本征半导体薄膜包括本征非晶硅薄膜或本征非晶硅氧薄膜中的至少一者，并且其制备厚度为3nm
‑
5nm；
[0023]和/或，N型半导体薄膜掺杂层包括N型非晶硅薄膜掺杂层和N型微晶硅薄膜掺杂层中的至少一者，并且N型半导体薄膜掺杂层的制备厚度为5nm
‑
15nm；
[0024]和/或，P型薄膜掺杂层包括P型非晶硅薄膜掺杂层和P型微晶硅薄膜掺杂层中的至少一者，并且P型薄膜掺杂层的制备厚度为10nm
‑
15nm。
[0025]在一种可行的实现方式中，本征半导体薄膜、N型半导体薄膜掺杂层以及P型半导体薄膜掺杂层均采用等离子体化学气相沉积法制备。
[0026]在一种可行的实现方式中，硅片为直拉单晶N型硅片，直拉单晶N型硅片电阻率为0.5Ω
·
cm
‑
5Ω
·
cm，厚度为100μm
‑
160μm。
[0027]另一方面，本申请实施例还提供了一种硅异质结电池，通过上述的硅异质结电池制备方法制备。
[0028]硅异质结电池包括：硅片、本征半导体薄膜、N型半导体薄膜掺杂层、P型半导体薄膜掺杂层以及绒面掺硼氧化锌薄膜层；
[0029]硅片具有相背设置的第一抛光面和第二抛光面；
[0030]第一抛光面上自远离硅片的方向依次层叠设置有本征半导体薄膜和N型半导体薄膜掺杂层；
[0031]第二抛光面上自远离硅片的方向依次层叠设置有本征半导体薄膜和P型半导体薄膜掺杂层；
[0032]N型半导体薄膜掺杂层和P型半导体薄膜掺杂层上分别设置有绒面掺硼氧化锌薄膜层。
[0033]在一种可行的实现方式中，所述绒面掺硼氧化锌薄膜层至少包括第一绒面掺硼氧化锌薄膜层，所述第一绒面掺硼氧化锌薄膜层设置在所述N型半导体薄膜掺杂层背向所述硅片的表面和所述P型半导体薄膜掺杂层背向所述硅片的表面上，所述第一绒面掺硼氧化锌薄膜层的光学迁移率为45cm2·
V
‑1·
s
‑1‑
40cm2·
V
‑1·
s
‑1，载流子的浓度为9*10
18
cm
‑3‑
3*10
19
cm
‑3，表面类金字塔的特征尺寸为
‑
1.5μm
‑
3μm。
[0034]在一种可行的实现方式中，所述绒面掺硼氧化锌薄膜层还包括第二绒面掺硼氧化锌薄膜层和第三绒面掺硼氧化锌薄膜层中的至少一者；
[0035]当所述绒面掺硼氧化锌薄膜层还包括第二绒面掺硼氧化锌薄膜层时，所述第二绒
面掺硼氧化锌薄膜层设置在所述N型半导体薄膜掺杂层背向所述硅片的表面上，所述第一绒面掺硼氧化锌薄膜层设置在所述第二绒面掺硼氧化锌薄膜层背向所述N型半导体薄膜掺杂层上；
[0036]当所述绒面掺硼氧化锌薄膜层还包括第三绒面掺硼氧化锌薄膜层时，所述第三绒面掺硼氧化锌薄膜层设置在所述P型半导体薄膜掺杂层背向所述硅片的表面上，所述第一绒面掺硼氧化锌薄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅异质结电池制备方法，其特征在于，包括：清洗硅片，以在所述硅片上形成相背设置的第一抛光面和第二抛光面；在所述第一抛光面上自远离所述硅片的方向依次制备本征半导体薄膜和N型半导体薄膜掺杂层；在所述第二抛光面上自远离所述硅片的方向依次制备本征半导体薄膜和P型半导体薄膜掺杂层；在所述N型半导体薄膜掺杂层和所述P型半导体薄膜掺杂层的表面分别制备绒面掺硼氧化锌薄膜层；在所述绒面掺硼氧化锌薄膜层的表面进行金属电极图形化处理，最终制得硅异质结电池。2.根据权利要求1所述硅异质结电池制备方法，其特征在于，所述绒面掺硼氧化锌薄膜层的制备厚度为2μm
‑
3μm。3.根据权利要求1所述硅异质结电池制备方法，其特征在于，所述在所述N型半导体薄膜掺杂层和所述P型半导体薄膜掺杂层上分别制备绒面掺硼氧化锌薄膜层，包括：采用低压化学气相沉积法在所述N型半导体薄膜掺杂层和所述P型半导体薄膜掺杂层上制备绒面掺硼氧化锌薄膜层。4.根据权利要求3所述硅异质结电池制备方法，其特征在于，所述采用低压化学气相沉积法在所述N型半导体薄膜掺杂层和所述P型半导体薄膜掺杂层上制备绒面掺硼氧化锌薄膜层，包括：将气态的二乙基锌与水蒸气、乙硼烷和氢气的混合气体同时均匀喷淋至所述N型半导体薄膜掺杂层背向所述硅片的表面和所述P型半导体薄膜掺杂层背向所述硅片的表面；其中，所述二乙基锌与所述混合气体在压力为0.5Torr
‑
1Torr，温度为150℃
‑
180℃的环境下发生反应；所述二乙基锌与所述混合气体在温度为150℃
‑
180℃的环境下发生反应，并所述N型半导体薄膜掺杂层和所述P型半导体薄膜掺杂层的表面分别生成绒面掺硼氧化锌薄膜层。5.根据权利要求1所述硅异质结电池制备方法，其特征在于，所述绒面掺硼氧化锌薄膜层至少包括第一绒面掺硼氧化锌薄膜层，所述第一绒面掺硼氧化锌薄膜层的光学迁移率为45cm2·
V
‑1·
s
‑1‑
40cm2·
V
‑1·
s
‑1，载流子的浓度为9*10
18
cm
‑3‑
3*10
19
cm
‑3，表面类金字塔的特征尺寸为
‑
1.5μm
‑
3μm。6.根据权利要求5所述硅异质结电池制备方法，其特征在于，所述绒面掺硼氧化锌薄膜层还包括第二绒面掺硼氧化锌薄膜层和第三绒面掺硼氧化锌薄膜层中的至少一者；所述第二绒面掺硼氧化锌薄膜层的载流子浓度小于5*10
18
cm
‑3；所述第三绒面绒面掺硼氧化锌薄膜层的载流子浓度大于1*10
20
cm
‑3。7.一种硅异质结电池，其特征在于，通过权利要求1
‑
8中任一所述硅异质结电池制备方法制备；所述硅异质结电池包括：硅片、本征半导体薄膜、N型半导体薄膜掺杂层、P型半导体薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：来霸，倪志春，连维飞，杨飞，
申请(专利权)人：江苏爱康能源研究院有限公司浙江爱康未来科技有限公司，
类型：发明
国别省市：