叉指背接触太阳电池及其制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种P型叉指背接触太阳电池及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：提供硅片；于硅片的第二表面上制备叉指状的P区及N区；采用金属诱导腐蚀工艺在硅片的第一表面上形成多孔结构；采用低温碱制绒工艺在硅片的第一表面上制备金字塔绒面结构；于硅片的第二表面上制备叉指状的第一电极及第二电极，第一电极和第二电极分别与P区和N区电性连接。本发明专利技术通过金属诱导腐蚀在硅片正面引入多孔结构，降低硅片的表面态，通过水平链式刻蚀形成金字塔绒面结构，从而大幅降低碱制绒的温度和时间；本发明专利技术采用水平链式刻蚀方式对硅片正面进行碱制绒，硅片背面无需掩膜保护，工艺简单，产品良率高。产品良率高。产品良率高。

【技术实现步骤摘要】
叉指背接触太阳电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于太阳电池
，具体涉及一种叉指背接触太阳电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]能源短缺、气候变化是当前人类社会发展面临的主要挑战，在这一背景下，大力发展基于光伏电池的清洁能源技术已成为国际社会的共识。硅基太阳电池以其优异的光电性能以及相对较低的制造成本成为当前商用光伏发电领域的主流产品，目前主流的晶硅太阳电池是钝化发射极背面接触(PERC)电池，光电转换效率为23％～23.5％。需要指出的是，基于P型硅基底的单晶PERC电池已遭遇效率瓶颈，为了进一步提升晶硅太阳电池的效率，诸多电池技术被发展。在众多电池技术中，叉指背接触(IBC，Interdigitated Back Contact)电池是将PN结和正负电极全部制备在背面，能够最大限度的增加电池片的受光面积，减小光学损失能，从而大幅提高电池片的光电转换效率。另外，该技术还能够与遂穿氧化层钝化接触(TOPCon)电池和异质结(HJT)电池技术有机结合，可将电池片的效率进一步提升。
[0003]尽管IBC太阳电池效率优势明显，但其工艺流程相对复杂、工艺窗口窄，工艺控制要求高，一直没有大规模产业化。P型IBC太阳电池由于工艺相对简单，近些年已成为行业研究的热点，部分企业也进行了小规模产业化尝试。IBC太阳电池通常要求单面制绒，目前是采用掩膜层保护背面激光开口区域，且对湿化学工艺要求较高。在电池制备过程中，湿化学工艺，尤其是单面制绒工艺，对产品的效率和良率影响较大。
[0004]例如，CN202210469372.3专利申请中需在硅基底背面额外涂覆具有一定图形化的保护膜来保护硅基底背面的N区不被制绒碱液腐蚀，又如，CN202211063386.1专利申请中采用在背面涂覆一层浆料，烘干和退火处理后形成一层掩膜层。可见，现有技术中基本都需要采用额外的掩膜层，防止背面N型区域被碱腐蚀，工艺较为复杂。
[0005]因此，针对上述技术问题，有必要提供一种叉指背接触太阳电池及其制备方法。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种叉指背接触太阳电池及其制备方法。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：
[0008]一种P型叉指背接触太阳电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0009]提供硅片，所述硅片为P型单晶硅片，所述硅片具有相对设置的第一表面和第二表面；
[0010]于硅片的第二表面上制备叉指状的P区及N区；
[0011]采用金属诱导腐蚀工艺在硅片的第一表面上形成多孔结构；
[0012]采用低温碱制绒工艺在硅片的第一表面上制备金字塔绒面结构；
[0013]于硅片的第二表面上制备叉指状的第一电极及第二电极，第一电极和第二电极分别与P区和N区电性连接。
[0014]一实施例中，于硅片的第二表面上制备叉指状的P区及N区包括：
[0015]于硅片的第二表面依次沉积隧穿氧化层和多晶硅层，并对多晶硅层进行扩散形成P型多晶硅层；
[0016]通过激光对硅片第二表面上的多晶硅层和隧穿氧化层进行图形化开膜，于硅片的第二表面上形成叉指状的P区及N区，其中，裸露区域为P区，未开膜区域为N区；
[0017]优选地，所述隧穿氧化层的厚度为1nm～2nm，多晶硅层的厚度为80nm～150nm。
[0018]一实施例中，对多晶硅层进行扩散形成P型多晶硅层具体为：
[0019]对多晶硅层进行磷扩散形成P型多晶硅层；
[0020]优选地，所述P型多晶硅层的方块电阻25Ω/
□
～50Ω/
□
，P掺杂浓度为1E20atoms/cm3～1E21atoms/cm3。
[0021]一实施例中，金属诱导腐蚀工艺通过水平链式刻蚀方式进行，其中：
[0022]金属诱导腐蚀工艺中使用的金属离子为银离子和/或铜离子，腐蚀液为HF/HNO3混合溶液；
[0023]优选地，银离子和/或铜离子的浓度为0.01mmol/L～0.1mmol/L，HF的质量浓度0.05％～5％，HNO3的质量浓度0.05％～5％；
[0024]优选地，金属诱导腐蚀工艺的腐蚀温度为5℃～15℃，腐蚀时间为120s～240s。
[0025]一实施例中，低温碱制绒工艺通过水平链式刻蚀方式进行；
[0026]优选地，金属诱导腐蚀工艺中使用的碱液为含NaOH和/或KOH溶液；
[0027]优选地，NaOH和/或KOH的质量浓度为0.2％～2％；
[0028]优选地，低温碱制绒工艺的制绒温度为40℃～60℃，制绒时间为120s～240s；
[0029]优选地，金字塔结构的尺寸为500nm～1000nm。
[0030]一实施例中，所述制备方法还包括：
[0031]于硅片的第一表面和第二表面上分别沉积第一介质层和第二介质层；
[0032]所述第一介质层包括层叠设置于硅片第一表面上的第一氧化铝层和第一氮化硅层，优选地，第一氧化铝层通过ALD工艺沉积，厚度为3nm～10nm，第一氮化硅层通过PECVD工艺沉积，厚度为70nm～100nm；
[0033]所述第二介质层包括层叠设置于硅片第二表面上的第二氧化铝层和第二氮化硅层，优选地，第二氧化铝层通过ALD工艺沉积，厚度为3nm～10nm，第二氮化硅层通过PECVD工艺沉积，厚度为70nm～100nm。
[0034]一实施例中，于硅片的第二表面上制备叉指状的第一电极及第二电极包括：
[0035]通过激光对第二介质层开窗，形成贯穿至P区的第一窗口及贯穿至N区的第二窗口；
[0036]在第一窗口和第二窗口中制备叉指状的第一电极及第二电极；
[0037]优选地，所述第一电极为铝电极，第二电极为银；
[0038]优选地，所述第一电极和/或第二电极通过丝网印刷工艺制备而得。
[0039]一实施例中，所述制备方法还包括：
[0040]在履带式烧结炉中对第一电极和/或第二电极进行烧结形成欧姆接触，烧结峰值温度650℃～750℃。
[0041]一实施例中，所述制备方法还包括：
[0042]对硅片的第一表面和/或第二表面采用碱液进行腐蚀抛光工艺；
[0043]优选地，腐蚀抛光工艺中使用的碱液为含NaOH和/或KOH溶液；
[0044]优选地，NaOH和/或KOH的质量浓度为5％～20％；
[0045]优选地，腐蚀抛光工艺的抛光温度为60℃～90℃，抛光时间为120s～240s。
[0046]本专利技术一实施例提供的技术方案如下：
[0047]一种叉指背接触太阳电池，所述叉指背接触太阳电池通过上述的制备方法制备而得。
[0048]本专利技术具有以下有益效果：
[0049]本专利技术通过金属诱导腐蚀在硅片正面引入多孔结构，降低硅片的表面态，通过水平链式刻蚀形成金字塔绒面结构，从本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种P型叉指背接触太阳电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：提供硅片，所述硅片为P型单晶硅片，所述硅片具有相对设置的第一表面和第二表面；于硅片的第二表面上制备叉指状的P区及N区；采用金属诱导腐蚀工艺在硅片的第一表面上形成多孔结构；采用低温碱制绒工艺在硅片的第一表面上制备金字塔绒面结构；于硅片的第二表面上制备叉指状的第一电极及第二电极，第一电极和第二电极分别与P区和N区电性连接。2.根据权利要求1所述的叉指背接触太阳电池的制备方法，其特征在于，于硅片的第二表面上制备叉指状的P区及N区包括：于硅片的第二表面依次沉积隧穿氧化层和多晶硅层，并对多晶硅层进行扩散形成P型多晶硅层；通过激光对硅片第二表面上的多晶硅层和隧穿氧化层进行图形化开膜，于硅片的第二表面上形成叉指状的P区及N区，其中，裸露区域为P区，未开膜区域为N区；优选地，所述隧穿氧化层的厚度为1nm～2nm，多晶硅层的厚度为80nm～150nm。3.根据权利要求2所述的叉指背接触太阳电池的制备方法，其特征在于，对多晶硅层进行扩散形成P型多晶硅层具体为：对多晶硅层进行磷扩散形成P型多晶硅层；优选地，所述P型多晶硅层的方块电阻25Ω/
□
～50Ω/
□
，P掺杂浓度为1E20atoms/cm3～1E21atoms/cm3。4.根据权利要求1所述的叉指背接触太阳电池的制备方法，其特征在于，金属诱导腐蚀工艺通过水平链式刻蚀方式进行，其中：金属诱导腐蚀工艺中使用的金属离子为银离子和/或铜离子，腐蚀液为HF/HNO3混合溶液；优选地，银离子和/或铜离子的浓度为0.01mmol/L～0.1mmol/L，HF的质量浓度0.05％～5％，HNO3的质量浓度0.05％～5％；优选地，金属诱导腐蚀工艺的腐蚀温度为5℃～15℃，腐蚀时间为120s～240s。5.根据权利要求1所述的叉指背接触太阳电池的制备方法，其特征在于，低温碱制绒工艺通过水平链式刻蚀方式进行；优选地，金属诱导腐蚀工艺中使用的碱液为含NaOH和/或KOH溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹帅，龙维绪，陈珍珍，李安欣，邹岩，苏晓东，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：