一种异质结IBC太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种异质结IBC太阳能电池及其制备方法，所述制备方法包括如下步骤：硅片正面沉积钝化减反膜并清洗后，在硅片背面沉积本征非晶硅薄膜；在本征非晶硅薄膜上预分层，形成交错排列且均匀间隔的第一区和第二区，相邻的所述第一区和第二区之间形成间隙区；在第一区上掺杂磷形成N+区，在第二区上掺杂硼形成P+区；再进行退火，使N+区的磷元素和P+区的硼元素扩散到间隙区。本发明专利技术的一种异质结IBC太阳能电池的制备方法，通过在硅片背面掺杂了磷和硼的N+区和P+区间留出间隙区，再将硅片退火处理，使P+区和N+区中的掺杂原子分别进行横向扩散进入间隙区，两种元素在间隙区的不完全或不充分掺杂，大大降低间隙区内的复合，从而有效改善电池的电性能。改善电池的电性能。改善电池的电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种异质结IBC太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于光伏组件
，具体涉及一种异质结IBC太阳能电池的制备方法及利用该制备方法制备得到的异质结IBC太阳能电池。

技术介绍

[0002]传统的IBC(Interdigitated Back Contact)电池，背面分别进行硼和磷的局部扩散，形成指交叉排列的P+和N+区，同时两个掺杂区中间需要存在一个间隙 (gap)，因为P+和N+区直接相连的话，该区域会产生横向漏电，形成IBC电池的较大的复合区域。一般的间隙区域有以下几种处理方法：一种方法为直接用激光在此区域内开槽，形成P+和N+区域的间隙区域，这种用激光开槽的方法，容易对硅片造成损伤；另一种方法为在沉积P+和N+区时，通过掩膜将这一区域屏蔽，不对这一部分进行任何掺杂，这种方法虽然也可以形成间隙区域，但这一区域由于只是进行了简单的表面钝化，相对于背面的P+和N+区域，其复合还是很高，从而不利于电池效率的进一步提升。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷和达到上述目的，本专利技术的目的是提供一种异质结IBC太阳能电池的制备方法，用于解决现有技术中P+和N+区之间的gap区的复合高的问题，提升异质结IBC太阳能电池的效率。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0005]一方面，本专利技术提供了一种异质结IBC太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：
[0006]硅片正面沉积钝化减反膜并清洗后，在硅片背面沉积本征非晶硅薄膜；接着在本征非晶硅薄膜上进行预分层，形成交错排列且均匀间隔的第一区和第二区，相邻的所述第一区和第二区之间形成间隙区；在第一区上掺杂磷形成N+区，在第二区上掺杂硼形成P+区；再进行退火，使N+区的磷元素和P+区的硼元素扩散到间隙区。
[0007]通过在掺杂了磷的N+区和掺杂了硼的P+区之间留出间隙区，此时的间隙区内无掺杂元素，再进行退火步骤，使P+区和N+区中的掺杂原子分别进行横向扩散进入间隙区，使间隙区的复合降低。
[0008]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述间隙区包括相连的第一部和第二部，所述第一部靠近相邻的N+区，所述第二部靠近相邻的P+区；所述第一部内扩散有磷元素，所述第二部内扩散有硼元素；在每个所述间隙区内，所述第一部内的磷元素的浓度由远离所述第二部的一侧向靠近第二部的一侧逐渐降低，所述第二部内的硼元素的浓度由远离所述第一部的一侧向靠近第一部的一侧逐渐降低。在所述第一部与第二部重合的区域，所述磷元素的浓度与硼元素的浓度相等。
[0009]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述N+区内掺杂的磷的浓度大于所述间隙区内的磷元素的浓度，所述P+区内掺杂的硼的浓度大于所述间隙区内的硼元素的浓度。所述间隙区的宽度为10
‑
50μm；所述退火的温度为180
‑
260℃，所述退火的时间为40
‑
120min。
[0010]具体地，退火的目的是：利用浓度差异，使N+区和P+区的掺杂原子扩散到间隙区，形成在间隙区的如下掺杂剂的浓度分布：
[0011]与P+区相连的第二部，在二者交界处的浓度与P+区的浓度接近，随着远离 P+区，在第二部内的掺杂浓度急剧下降。由于靠近P+区一侧的第二部的硼的横向扩散，导致靠近P+区一侧第二部的空穴浓度增加和电子浓度降低。
[0012]与N+区相连的第一部，在二者交界处的浓度与N+区的浓度接近，随着远离N+区，在第一部内的掺杂浓度急剧下降。由于靠近N+区一侧第一部的磷的横向扩散，导致靠近N+区一侧的第一部的电子浓度增加和空穴浓度降低。
[0013]这两种元素在间隙区的不完全或不充分的掺杂，大大降低了该区域的复合，能有效改善这种异质结IBC结构电池的电性能。同时间隙区的宽度也取决于磷和硼在第一部和第二部内的掺杂水平，一般要求间隙区的极限宽度为：当第一部和第二部内的磷元素和硼元素相向扩散时，当所述第一部的一侧边与第二部的一侧边刚好重合时，此时第一部与第二部形成的间隙区的宽度(第一部与第二部的宽度之和)为最佳宽度，所述间隙区的宽度为10
‑
50μm；此时，二者重合的侧边处的所述磷元素的浓度与硼元素的浓度相等。本专利技术的一些实施例中，所述第一部的宽度为8
‑
40μm，所述第二部的宽度为1
‑
15μm。
[0014]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述在硅片背面沉积本征非晶硅薄膜可以通过等离子体增强的化学气相沉积法制备得到，其中，沉积压力为2
‑
20mbar，射频功率为8
‑
10MHz，腔体温度为180
‑
250℃，所用的气体为氢气稀释的甲硅烷气体用作前驱体，所述本征非晶硅薄膜的厚度为50
‑
300nm。
[0015]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述硅片为n型硅或p型硅。
[0016]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述第一区上掺杂磷形成N+区、在第二区上掺杂硼形成P+区的方法为：先在所述第二区及间隙区上均匀间隔地沉积一层光刻胶掩膜，在未沉积掩膜的第二区内先掺杂磷形成N+区；去除掩膜并在 N+区和间隙区上再均匀间隔地沉积一层光刻胶掩膜，在未沉积掩膜的第一内掺杂硼形成P+区。
[0017]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述N+区掺杂磷的浓度为1
×
10
20
‑1×
10
21 atoms/cm3，所述P+区掺杂硼的浓度为1
×
10
19
‑5×
10
20
atoms/cm3；所述间隙区内的磷元素的浓度为1
×
10
18
‑1×
10
21
atoms/cm3，所述间隙区内的硼元素的浓度为 5
×
10
17
‑1×
10
20
atoms/cm3。
[0018]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述在第一区内和第二区内通过离子注入法分别掺杂磷及硼。
[0019]根据本专利技术的一些优选实施方面，所述硅片正面沉积钝化减反膜的步骤前，还对晶体硅依次进行了双面抛光、背面沉积掩膜、正面制绒、正面硼扩散、去除正面BSG(Boron
‑
Silicate Glass，硼硅酸盐玻璃)层和背面掩膜、正面沉积钝化减反膜和清洗；所述退火的步骤后还在硅片背面沉积了TCO(TransparentConductive Oxide，透明导电氧化物)层，并在背面N+区和P+区制备金属电极。
[0020]具体地，本专利技术的一种异质结IBC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
[0021]Step1：使用1.5％
‑
15％的碱性溶液对硅片进行双面抛光，去除损伤层，反射率控制在38％
‑
45％；其种，硅片的电阻率为1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质结IBC太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：硅片正面沉积钝化减反膜并清洗后，在硅片背面沉积本征非晶硅薄膜；接着在本征非晶硅薄膜上进行预分层，形成交错排列且均匀间隔的第一区和第二区，相邻的所述第一区和第二区之间形成间隙区；在第一区上掺杂磷形成N+区，在第二区上掺杂硼形成P+区；再进行退火，使N+区的磷元素和P+区的硼元素扩散到间隙区。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述间隙区包括相连的第一部和第二部，所述第一部靠近相邻的所述N+区，所述第二部靠近相邻的所述P+区；所述第一部内扩散有磷元素，所述第二部内扩散有硼元素；在每个所述间隙区内，所述第一部内的磷元素的浓度由远离所述第二部的一侧向靠近第二部的一侧逐渐降低，所述第二部内的硼元素的浓度由远离所述第一部的一侧向靠近第一部的一侧逐渐降低。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在所述第一部与第二部重合的区域，所述磷元素的浓度与硼元素的浓度相等。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述N+区内掺杂的磷的浓度大于所述第一部内的磷元素的浓度，所述P+区内掺杂的硼的浓度大于所述第二部内的硼元素的浓度。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一部的宽度为8
‑
40μm，所述第二部的宽度为1
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15μm，所述间隙区的宽度为10
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50μm。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述退火的温度为180
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴燕华，赵福祥，
申请(专利权)人：韩华新能源启东有限公司，
类型：发明
国别省市：