一种太阳能电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种太阳能电池及其制备方法，属于太阳能电池制造技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能电池及其制备方法


[0001]本专利技术属于太阳能电池制造
，具体涉及一种太阳能电池及其制备方法
。

技术介绍

[0002]隧穿氧化层钝化接触（
TOPCon
）由一层超薄隧穿氧化硅和一层重掺杂多晶硅组成，是一种用于提升电池钝化性能的结构，可以实现载流子的选择性收集
。
因多晶硅对光子的寄生吸收严重，传统的
N
‑
TOPCon
电池的钝化结构大多在电池背面，正面也采用
TOPCon
结构的电池技术并不常见
。
并且，传统
N
‑
TOPCon
电池的钝化结构大多在电池背面，正面采用选择性发射极（
SE
）结构，正面
SE
结构易造成金属浆料与硅基之间的复合，使得金属接触区域的暗饱和电流密度（
J0，
metal
）超过
600fA/cm2，限制了电池开压的进一步提升
。
[0003]因此，如何克避免金属和硅基之间的复合损失，提高电池效率，是目前亟需研究的热点问题
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种太阳能电池及其制备方法
。
本专利技术设计了一种工艺简单，且低成本的太阳能电池制备方法，通过仅在电池的栅线区域叠加
p
型掺杂多晶硅层，从而构建了一种
TOPCon
电池结构，这样设计既保证了栅线区与硅基接触处的复合降低，又实现了非栅线区无光寄生吸收，提升了电池的开压，进而提升了电池的效率
。
[0005]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种太阳能电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0007]提供硅基底；
[0008]在硅基底的第一表面上生长第一隧穿层和多晶硅层，多晶硅层形成于第一隧穿层的表面；其中，第一表面包括栅线区和非栅线区；
[0009]对栅线区进行掩膜处理；
[0010]对非栅线区进行制绒，使得非栅线区形成绒面区；
[0011]对多晶硅层进行硼扩散，从而在绒面区形成
p
型掺杂层，在栅线区形成
p
型掺杂多晶硅层，其中，
p
型掺杂层的掺杂浓度小于
p
型掺杂多晶硅层的掺杂浓度；
[0012]在硅基底的与所述第一表面向背的第二表面由内向外依次制备第二隧穿层和
n
型掺杂多晶硅层
。
[0013]本专利技术设计了一种工艺简单，且低成本的太阳能电池制备方法，通过仅在电池的栅线区域叠加
p
型掺杂多晶硅层，从而构建了一种新型的
TOPCon
电池结构，这样设计既保证了栅线区与硅基接触处的复合降低，又实现了非栅线区无光寄生吸收，提升了电池的开压，进而提升了电池的效率
。
[0014]本专利技术中，
p
型掺杂层的掺杂浓度小于
p
型掺杂多晶硅层的掺杂浓度，该设计有助于保证电池片开压，降低金属化区域的接触电阻从而提升电流，既保证了正面栅线区与硅
基的接触，又实现了非正面栅线区无光寄生吸收
。
[0015]本专利技术中，对栅线区进行掩膜处理的目的是对栅线区进行保护，防止后续制绒工艺的破坏
。
[0016]本专利技术中，制绒后栅线区因掩膜保护得到保留，而非栅线区形成绒面区
。
[0017]本专利技术中，进行掺杂处理，可保证栅线区与金属浆料（指金属化的前驱体浆料，一般指银浆
、
银包铜浆料或电镀铜等）直接接触，提升载流子收集能力
。
[0018]作为本专利技术一种优选的技术方案，在硅基底的第一表面上生长第一隧穿层和多晶硅层的具体步骤包括：
[0019]在硅基底的第一表面上的栅线区生长第一隧穿层；
[0020]在硅基底的第一表面上生长多晶硅层
。
[0021]作为本专利技术一种优选的技术方案，第一隧穿层和多晶硅层的生长方式包括
LPCVD、PECVD
或
PVD
中的任意一种或或至少两种的组合
。
[0022]优选地，掩膜处理的方式包括激光氧化
、
涂布或印刷掩膜浆料中的任意一种
。
[0023]优选地，激光氧化的过程中，激光器的波长为
300
‑
600nm
，例如可以是
300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm
或
600nm
等，能量密度为
0.1
‑
0.6J/cm2，例如可以是
0.1J/cm2、0.2J/cm2、0.3J/cm2、0.4J/cm2、0.5J/cm2或
0.6J/cm2等，掩膜层氧化硅的厚度为5‑
30nm
，例如可以是
5nm、10nm、15nm、20nm、25nm
或
30nm
等，频率为1‑
3MHz
，例如可以是
1MHz、1.5MHz、2MHz、2.5MHz
或
3MHz
等
。
[0024]优选地，涂布或印刷掩膜浆料的具体步骤包括：将与电池电极图形一致的遮挡板与
n
型硅基底重叠，对图形区域内的硅片采用涂布或印刷掩膜浆料的方式覆盖掩膜层，然后烘干固化
。
[0025]优选地，制绒的方式包括：利用刻蚀剂对
n
型硅基底进行刻蚀处理
。
[0026]需要说明的是，本专利技术利用的是刻蚀剂对硅和掩膜区域的刻蚀速率差异，所述掩膜区域生长的二氧化硅掩膜层对刻蚀剂具有抗腐蚀性能，使得掩膜下的区域不受刻蚀剂的刻蚀，而非掩膜区域与刻蚀剂反应，生成绒面
。
[0027]优选地，刻蚀剂包括碱液和制绒添加剂
。
[0028]需要说明的是，本专利技术对碱液不作具体限定，示例性的，例如可以是
KOH
溶液或
NaOH
溶液等，本专利技术对所述制绒添加剂不作具体限定，示例性的，例如可以是水
、IPA、NaOH、
弱酸盐或表面活性剂等
。
[0029]作为本专利技术一种优选的技术方案，掺杂处理的步骤包括：利用硼扩散对多晶硅层进行掺杂处理
[0030]优选地，硼扩散的过程中，通入的硼源的流量为
130
‑
300sccm
，例如可以是
130sccm、150sccm、200sccm、250sccm
或
300sccm
等
。
[0031]优选地，硼源包括
BCl3、BBr3或三甲基硼中的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：提供硅基底；在硅基底的第一表面上生长第一隧穿层和多晶硅层，所述多晶硅层形成于所述第一隧穿层的表面；其中，所述第一表面包括栅线区和非栅线区；对栅线区进行掩膜处理；对非栅线区进行制绒，使得非栅线区形成绒面区；对所述多晶硅层进行掺杂处理，从而在所述绒面区形成
p
型掺杂层，在栅线区形成
p
型掺杂多晶硅层，其中，
p
型掺杂层的掺杂浓度小于所述
p
型掺杂多晶硅层的掺杂浓度；在硅基底的与所述第一表面向背的第二表面由内向外依次制备第二隧穿层和
n
型掺杂多晶硅层
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在硅基底的第一表面上生长第一隧穿层和多晶硅层的具体步骤包括：在硅基底的第一表面上的栅线区生长第一隧穿层；在硅基底的第一表面上生长多晶硅层
。3.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一隧穿层和多晶硅层的生长方式包括
LPCVD、PECVD
或
PVD
中的任意一种或至少两种的组合；所述掩膜处理的方式包括激光氧化
、
涂布或印刷掩膜浆料中的任意一种；所述激光氧化的过程中，激光器的波长为
300
‑
600nm
，能量密度为
0.1
‑
0.6J/cm2，掩膜层氧化硅的厚度为5‑
30nm
，频率为1‑
3MHz
；所述制绒的方式包括：利用刻蚀剂对
n
型硅基底进行刻蚀处理
。4.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂处理的步骤包括：利用硼扩散对所述多晶硅层进行掺杂处理；所述硼扩散的过程中，通入的硼源的流量为
130
‑
300sccm
；所述硼源包括
BCl3、BBr3或三甲基硼中的任意一种或至少两种的组合；所述硼扩散的过程中还通入氮气和氧气；所述氮气的流量为
2000
‑
5000sccm
；所述氧气的流量为
300
‑
1000sccm
；所述硼扩散的沉积温度为
800
‑
900℃。5.
根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述硼扩散结束后，对栅线区进行激光掺杂；所述激光掺杂时的温度为
930
‑
1000℃。6.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在硅基底的第一表面沉积钝化层，并在硅基底的第二表面和第一表面分别沉积减反膜层
。7.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述
n
型掺杂多晶硅层的厚度为
80
‑
150nm
；所述
p
型掺杂多晶硅层的厚度为
120
‑
250nm
；所述
p
型掺杂多晶硅层的方阻为
130
‑
180ohm/s
；所述
p
型掺杂多晶硅层为硼扩重掺杂
p
型多晶硅层；
所述
p
型掺杂多晶硅层的掺杂浓度为3×
10
19
‑7×
10
19
cm
‑3；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：范伟，梁笑，林佳继，
申请(专利权)人：拉普拉斯新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：