一种太阳能电池的钝化接触复合层及其制备方法和应用技术

本申请涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种太阳能电池的钝化接触复合层及其制备方法和应用；所述钝化接触复合层覆盖于硅基体的背面，钝化接触复合层内穿设有多个金属电极，钝化接触复合层包括：至少两层隧穿氧化层和至少两层掺杂多晶硅层，至少两层隧穿氧化层和掺杂多晶硅层之间相互交替设置，且至少一层隧穿氧化层设于钝化接触复合层的顶面，至少一层掺杂多晶硅层设于钝化接触复合层的底面；至少两层掺杂多晶硅层的掺杂浓度沿钝化接触复合层由高到低逐渐降低，厚度沿钝化接触复合层由高到低逐渐升高；该钝化接触复合层可以在避免金属电极烧结穿透的前提下有效的降低与金属电极欧姆接触的掺杂多晶硅层厚度，从而提高太阳能电池的转换效率

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池的钝化接触复合层及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及太阳能电池
，尤其涉及一种太阳能电池的钝化接触复合层及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]目前
TOPCon(
隧穿氧化层钝化接触
)
技术作为钝化接触技术的主流代表已进入大规模量产阶段
。
常规
TOPCon
电池的背面钝化接触结构包括型硅基体的背表面，该背表面依次覆盖有隧穿氧化层
、
掺杂多晶硅层
、
氮化硅层和金属电极，该硅基体背表面沉积了至少三层复合层，金属电极通过高温烧结穿透氮化硅层与掺杂多晶硅层形成欧姆接触
。
[0003]然而针对该复合层的制备需要涉及到至少三个步骤：
LPCVD
或
PECVD
沉积隧穿氧化层和掺杂多晶硅层
、
高温退火激活多晶硅层内的掺杂元素
、PECVD
沉积氮化硅层；同时为了防止金属电极烧结时穿透掺杂多晶硅层，并破坏隧穿氧化层，影响钝化接触结构的钝化效果，因此掺杂多晶硅层需要保持一定厚度，目前实际生产过程中
100nm
厚度以下的掺杂多晶硅层非常容易被烧结穿透，而掺杂多晶硅具有较强的吸光作用，单纯增加掺杂多晶硅层厚度会导致电池电流降低，影响转换效率，这一矛盾严重制约了
TOPCon
电池效率；因此如何提供一种太阳能电池的钝化接触复合层，以避免金属电极烧结穿透掺杂多晶硅层的同时并降低掺杂多晶硅层的吸光作用，是目前亟需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种太阳能电池的钝化接触复合层及其制备方法和应用，以解决现有技术中因避免金属电极烧结穿透掺杂多晶硅层使得掺杂多晶硅层所需的厚度过大的技术问题
。
[0005]第一方面，本申请提供了一种太阳能电池的钝化接触复合层，所述钝化接触复合层覆盖于硅基体的背面，所述钝化接触复合层内穿设有多个金属电极，所述钝化接触复合层包括：至少两层隧穿氧化层和至少两层掺杂多晶硅层，至少两层所述隧穿氧化层和所述掺杂多晶硅层之间相互交替设置，且至少一层所述隧穿氧化层设于所述钝化接触复合层的顶面，至少一层所述掺杂多晶硅层设于所述钝化接触复合层的底面；
[0006]所述金属电极和所述硅基体之间设置至少一层所述掺杂多晶硅层，以形成欧姆接触；
[0007]至少两层所述掺杂多晶硅层的掺杂浓度沿所述钝化接触复合层由高到低逐渐降低；
[0008]至少两层所述掺杂多晶硅层的厚度沿所述钝化接触复合层由高到低逐渐升高
。
[0009]可选的，所述隧穿氧化层包括第一隧穿氧化层和第二隧穿氧化层，所述掺杂多晶硅层包括第一掺杂多晶硅层和第二掺杂多晶硅层，所述第一隧穿氧化层设于所述硅基体的底面，所述第一掺杂多晶硅层设于所述第一隧穿氧化层的底面，所述第二隧穿氧化层设于所述第一掺杂多晶硅层的底面，所述第二掺杂多晶硅层设于所述第二隧穿氧化层的底面；
[0010]所述金属电极穿透所述第二隧穿氧化层和所述第二掺杂多晶硅层并与所述第一掺杂多晶硅层设接触，以形成欧姆接触；
[0011]所述第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度＞所述第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度；
[0012]所述第一掺杂多晶硅层的厚度＜所述第二掺杂多晶硅层的厚度
。
可选的，所述第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度为
1E19cm
‑3～
3E21cm
‑3，所述第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度为
1E16cm
‑3～
1E19cm
‑3。
[0013]可选的，所述第一掺杂多晶硅层的掺杂浓度
x
满足：
1E20cm
‑3＜
x≤3E21cm
‑3，所述第二掺杂多晶硅层的掺杂浓度
y
满足：
1E16cm
‑3≤y
＜
1E18cm
‑3。
[0014]可选的，所述第一掺杂多晶硅层的厚度为
10nm
～
50nm
，所述第二掺杂多晶硅层的厚度为
20nm
～
200nm。
[0015]可选的，所述第一掺杂多晶硅层的厚度＜
50nm。
[0016]第二方面，本申请提供了一种制备第一方面所述的钝化接触复合层的方法，所述方法包括：
[0017]对
n
型单晶硅片进行碱制绒，后进行清洗，得到预处理硅基体；
[0018]向所述预处理硅基体的表面进行硼扩散，并对所述预处理硅基体的背面进行单面刻蚀和碱抛光，得到硅基体；
[0019]对所述硅基体采用等离子体化学气相沉积法进行第一反应，得到第一隧穿氧化层；
[0020]在所述第一隧穿氧化层的表面采用等离子体化学气相沉积法进行第二反应，得到第一掺杂多晶硅层；
[0021]向所述第一掺杂多晶硅层的表面上采用等离子体化学气相沉积法进行所述第一反应和所述第二反应，得到含第二隧穿氧化层和第二掺杂多晶硅层的多层钝化接触层；
[0022]对所述多层钝化接触层进行高温退火，得到钝化接触复合层
。
[0023]可选的，所述第一反应的气体氛围为
N2O
和
SiH4的混合气氛；和
/
或，
[0024]所述第二反应的气体氛围为
SiH4和
PH3的混合气氛
。
[0025]可选的，所述硅基体的电阻率为
0.3Ohm
‑
cm
～
5.0Ohm
‑
cm。
[0026]第三方面，本申请提供了一种太阳能电池的钝化接触复合层的应用，所述应用包括将第一方面所述的钝化接触复合层用于制备
TOPCon
太阳能电池中
。
[0027]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0028]本申请实施例提供的一种太阳能电池的钝化接触复合层，相比传统的
TOPCon
太阳能电池的硅基体背面钝化接触结构，通过将隧穿氧化层和掺杂多晶硅层拆分成多层，且不同层的掺杂多晶硅层之间的掺杂浓度独立调节，可以利用多层隧穿氧化层使靠近硅基体的掺杂多晶硅层具有较高的掺杂浓度，当金属电极与该掺杂多晶硅层之间形成欧姆接触时，可以实现较强的场钝化作用，进而提高电池开路电压，同时控制靠近硅基体的掺杂多晶硅层的厚度较低，可以降低掺杂多晶硅层的吸光作用，再控制钝化接触复合层底面的掺杂多晶硅层的掺杂浓度较低且厚度较大，可以降低该掺杂多晶硅层的光吸收作用，同时该掺杂多晶硅层可以充当保护层，从而可以省略传统的氮化硅层，进一步降低掺杂多晶硅层的光吸收作用，因此通过对隧穿氧化层和掺杂多晶硅层进行分层，可以在避免金属电极烧结穿透的前提下有效的降低与金属电极欧姆接触的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种太阳能电池的钝化接触复合层，所述钝化接触复合层覆盖于硅基体
(10)
的背面，所述钝化接触复合层内穿设有多个金属电极
(50)
，其特征在于，所述钝化接触复合层包括：至少两层隧穿氧化层
(20)
和至少两层掺杂多晶硅层
(30)
，至少两层所述隧穿氧化层
(20)
和所述掺杂多晶硅层
(30)
之间相互交替设置，且至少一层所述隧穿氧化层
(20)
设于所述钝化接触复合层的顶面，至少一层所述掺杂多晶硅层
(30)
设于所述钝化接触复合层的底面；所述金属电极
(50)
和所述硅基体
(10)
之间设置至少一层所述掺杂多晶硅层
(30)
，以形成欧姆接触；至少两层所述掺杂多晶硅层
(30)
的掺杂浓度沿所述钝化接触复合层由高到低逐渐降低；至少两层所述掺杂多晶硅层
(30)
的厚度沿所述钝化接触复合层由高到低逐渐升高
。2.
根据权利要求1所述的钝化接触复合层，其特征在于，所述隧穿氧化层
(20)
包括第一隧穿氧化层
(21)
和第二隧穿氧化层
(22)
，所述掺杂多晶硅层
(30)
包括第一掺杂多晶硅层
(31)
和第二掺杂多晶硅层
(32)
，所述第一隧穿氧化层
(21)
设于所述硅基体
(10)
的底面，所述第一掺杂多晶硅层
(31)
设于所述第一隧穿氧化层
(21)
的底面，所述第二隧穿氧化层
(22)
设于所述第一掺杂多晶硅层
(31)
的底面，所述第二掺杂多晶硅层
(32)
设于所述第二隧穿氧化层
(22)
的底面；所述金属电极
(50)
穿透所述第二隧穿氧化层
(22)
和所述第二掺杂多晶硅层
(32)
并与所述第一掺杂多晶硅层
(31)
设接触，以形成欧姆接触；所述第一掺杂多晶硅层
(31)
的掺杂浓度＞所述第二掺杂多晶硅层
(32)
的掺杂浓度；所述第一掺杂多晶硅层
(31)
的厚度＜所述第二掺杂多晶硅层
(32)
的厚度
。3.
根据权利要求2所述的钝化接触复合层，其特征在于，所述第一掺杂多晶硅层
(31)
的掺杂浓度为
1E19cm
‑3～
3E21cm
‑3，所述第二掺杂多晶硅层
(32)
的掺杂浓度为
1E16cm
‑3～
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志锋，纪桂平，余竹云，朱玉娟，李钡，王海斌，金雪虎，黄伟，
申请(专利权)人：中环新能安徽先进电池制造有限公司，
类型：发明
国别省市：