一种太阳能电池的制备方法技术

本申请涉及一种太阳能电池的制备方法，其包括：S1提供N型硅基体；S2在所述N型硅基体的第一表面沉积隧穿钝化结构，和在所述隧穿钝化结构上沉积掩膜层；S3清洗所述N型硅基体的第二表面；S4在同一环境下对所述N型硅基体清洗后的第二表面进行硼扩散处理和对所述隧穿钝化结构进行退火处理，以使得在所述N型硅基体的第二表面形成第一发射极层和晶化所述隧穿钝化结构；S5对第一发射极层进行激光图案化处理，形成第二发射极区域；S6沉积钝化减反膜，和S7形成第一电极和第二电极。本申请方法得到的太阳能电池具有选择性发射极结构，金属接触区域结深大，满足金属化需求；非金属接触区结深浅，提升光学响应。提升光学响应。提升光学响应。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池的制备方法
[0001]本申请是申请日为2023年02月07日，申请号为202310072596.5，专利技术名称为“一种太阳能电池”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本申请涉及太阳能电池领域。

技术介绍

[0003]TOPCon太阳能电池(隧穿氧化层钝化接触，Tunnel Oxide Passivated Contact)是一种使用超薄氧化层作为钝化层结构的太阳能电池。N型TOPCon电池在2022年迎来大规模量产，已建及在建规模已超40GW，将逐渐取代p型占据市场主导地位。目前，N型TOPCon电池通常采用硼掺杂的方式形成发射极结构，发射极通常采用均匀结，其金属接触复合、短波响应及复合速率等往往并非最优。为了实现更低的金属接触复合，硼掺杂的结深一般需要0.7μm以上，而硼原子本身较难掺杂，需要970度以上温度，3h以上时间才能达到0.7μm以上的结深，电池制造的电耗、设备损耗都较高，且高温时间长对硅片质量要求也更高，这些都大大增加了太阳能电池的度电成本；采用该方法制造的硼发射极的电化学电容
‑
电压法(ECV)掺杂浓度
‑
深度曲线(ECV掺杂曲线)如图3所示(图3中常规硼发射极表示该硼发射极的ECV掺杂曲线)。本领域还需要进一步优化N型TOPCon电池的结构。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种太阳能电池，包括：
[0005]具有第一表面和第二表面的N型硅基体，
[0006]形成于所述第一表面的隧穿钝化结构和第一钝化减反膜，
[0007]形成于所述第二表面的硼掺杂的发射极结构层，所述发射极结构层包括第一发射极层和第二发射极区域，其中，第一发射极层的结深小于第二发射极区域的结深，第一发射极层的硼的总掺杂量小于第二发射极区域的硼的总掺杂量；
[0008]形成于所述发射极结构层上的第二钝化减反膜，
[0009]第一电极，所述第一电极经配置为与所述第二发射极区域电接触；
[0010]第二电极，第二电极经配置为与所述隧穿钝化结构电接触。
[0011]本申请的太阳能电池具有选择性发射极结构，金属接触区域结深大，满足金属化需求；非金属接触区结深浅，提升光学响应；同时，第一发射极层的硼的总掺杂量小于第二发射极区域的硼的总掺杂量，这种电池结构在满足太阳能电池光电转换性能的同时，制备过程中硼扩散工艺的高温时间可大幅缩短，降低太阳能电池的制造成本。
[0012]在一种实施方式中，所述隧穿钝化结构包括隧穿氧化物层和钝化接触材料层，其中，所述隧穿氧化物层设置于所述N型硅基体和所述钝化接触材料层之间。
[0013]在一种实施方式中，所述钝化接触材料层的构成材料选自掺杂非晶硅、掺杂多晶硅、碳化硅中的一种或多种。
[0014]在一种实施方式中，所述第二电极经配置为与所述钝化接触材料层电接触。
[0015]在一种实施方式中，第一发射极层的结深小于或等于0.7μm。
[0016]在一种实施方式中，第二发射极区域的结深大于或等于0.8μm。
[0017]在一种实施方式中，其中，第二发射极区域的硼最高掺杂浓度≤2
×
10
19
atm/cm3。
[0018]在一种实施方式中，第一发射极层的ECV掺杂曲线中的最高点在距离第一发射极层表面的深度为0.05
‑
0.5μm的内部位置。
[0019]在一种实施方式中，第一发射极层的ECV掺杂曲线中距离第一发射极层表面深度为0.05
‑
0.7μm的范围内，第一发射极层中最高硼掺杂浓度与最低硼掺杂浓度差异大于1个数量级。
[0020]在一种实施方式中，第二发射极层的ECV掺杂曲线中距离第二发射极层表面深度为0.05
‑
0.6μm的范围内，第二发射极区域中最高硼掺杂浓度与最低硼掺杂浓度差异小于1个数量级。
[0021]在一种实施方式中，第一发射极层的方阻大于第二发射极区域的方阻。
[0022]在一种实施方式中，第一发射极层的方阻≥150ohm/sq，第二发射极区域的方阻≤150ohm/sq。
[0023]在一种实施方式中，第一电极的宽度小于第二发射极区域的宽度。
[0024]在一种实施方式中，钝化减反膜的材料选自氧化铝、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中一种或多种的组合。
[0025]本申请提供以下实施方式：
[0026]项1.一种太阳能电池的制备方法，包括：
[0027]S1提供N型硅基体；
[0028]S2在所述N型硅基体的第一表面沉积隧穿钝化结构，和在所述隧穿钝化结构上沉积掩膜层；
[0029]S3清洗所述N型硅基体的第二表面；
[0030]S4在同一环境下对所述N型硅基体清洗后的第二表面进行硼扩散处理和对所述隧穿钝化结构进行退火处理，以使得在所述N型硅基体的第二表面形成第一发射极层和晶化所述隧穿钝化结构；
[0031]S5对第一发射极层进行激光图案化处理，形成第二发射极区域；
[0032]S6沉积钝化减反膜，和
[0033]S7形成第一电极和第二电极，所述第一电极经配置为与所述第二发射极区域电接触，所述第二电极经配置为与所述隧穿钝化结构电接触。
[0034]项2.根据项1所述的制备方法，其中，所述隧穿钝化结构包括隧穿氧化物层和钝化接触材料层，其中，所述隧穿氧化物层设置于所述N型硅基体和所述钝化接触材料层之间。
[0035]项3.根据项2所述的制备方法，其中，所述钝化接触材料层的构成材料选自掺杂非晶硅、掺杂多晶硅、碳化硅中的一种或多种。
[0036]项4.根据项2或3所述的制备方法，其中，所述第二电极经配置为与所述钝化接触材料层电接触。
[0037]项5.根据项1所述的制备方法，其中，所述同一环境的温度为300
‑
970℃，且在800
‑
970℃的处理时间小于3小时。
[0038]项6.根据项1所述的制备方法，其中，所述第一发射极层的结深小于所述第二发射极区域的结深。
[0039]项7.根据项6所述的制备方法，其中，所述第一发射极层的结深小于或等于0.7μm，所述第二发射极区域的结深大于或等于0.8μm。
[0040]项8.根据项1所述的制备方法，其中，第一发射极层的最高硼掺杂浓度大于第二发射极区域的最高硼掺杂浓度；第一发射极层的硼的总掺杂量小于第二发射极区域的硼的总掺杂量。
[0041]项9.根据项1所述的制备方法，其中，第一发射极层的ECV掺杂曲线中的最高点在距离第一发射极层表面的深度为0.05
‑
0.5μm的内部位置。
[0042]项10.根据项1所述的制备方法，其中，第一发射极层的ECV掺杂曲线中距离第一发射极层表面深度为0.02
‑
0.6μm的范围内，第一发射极层中最高硼掺杂浓度与最低硼掺杂浓度差异大于1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，包括：S1提供N型硅基体；S2在所述N型硅基体的第一表面沉积隧穿钝化结构，和在所述隧穿钝化结构上沉积掩膜层；S3清洗所述N型硅基体的第二表面；S4在同一环境下对所述N型硅基体清洗后的第二表面进行硼扩散处理和对所述隧穿钝化结构进行退火处理，以使得在所述N型硅基体的第二表面形成第一发射极层和晶化所述隧穿钝化结构；S5对第一发射极层进行激光图案化处理，形成第二发射极区域；S6沉积钝化减反膜，和S7形成第一电极和第二电极，所述第一电极经配置为与所述第二发射极区域电接触，所述第二电极经配置为与所述隧穿钝化结构电接触。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述隧穿钝化结构包括隧穿氧化物层和钝化接触材料层，其中，所述隧穿氧化物层设置于所述N型硅基体和所述钝化接触材料层之间。3.根据权利要求2所述的制备方法，其中，所述钝化接触材料层的构成材料选自掺杂非晶硅、掺杂多晶硅、碳化硅中的一种或多种。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其中，所述第二电极经配置为与所述钝化接触材料层电接触。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述同一环境的温度为300
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970℃，且在800
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970℃的处理时间小于3小时。6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述第一发射极层的结深小于所述第二发射极区域的结深。7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述第一发射极层的结深小于或等于0.7μm，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成法，吴晓鹏，张雅倩，邹杨，陆玉刚，张帅，陈红，陈达明，陈奕峰，
申请(专利权)人：天合光能宿迁光电有限公司，
类型：发明
国别省市：