本发明专利技术公开了一种双面隧穿钝化接触太阳能电池结构及其制备方法，该结构包括硅基体，以及其正面非金属化区域设置的正面隧穿氧化层、第一N型掺杂多晶硅层、N型掺杂碳化硅层和正面减反层或透明导电氧化物薄膜，正面金属化区域设置的正面隧穿氧化层、第一N型掺杂多晶硅层、N型掺杂碳化硅层、第二N型掺杂多晶硅层、正面减反层或透明导电氧化物薄膜和正面电极，并形成欧姆接触。本发明专利技术中，在电池正面金属化区域和非金属化区域构建隧穿接触结构，不仅可以提高正面钝化效果，而且也能减少正面寄生吸收，提高正面光学利用率，从而构建得到钝化效果好、转换效率高的双面隧穿钝化接触电池结构，对于实现TOPCon电池的广泛应用具有重要意义。
1、与单面隧穿钝化接触太阳能电池(topcon电池)结构相比，双面隧穿钝化接触太阳能电池结构具有更高的理论效率，高达28.7％，有望成为下一代主流电池。然而，现有双面隧穿钝化接触太阳能电池结构中，在电池正面构建隧穿钝化接触结构时，在非金属化区域未形成隧穿钝化接触结构，因而非金属化区域仍然复合仍然相对较高，与此同时，若在正面采用隧穿钝化接触结构，则正面非金属化区域的掺杂多晶硅很难精确减薄控制厚度，容易造成该区域寄生吸收问题，从而导致正面光学利用率降低，上述缺陷的存在使得topcon电池的转换效率仍然难以有效提高。另外，现有双面隧穿钝化接触太阳能电池结构的制备方法中，主要是先沉积非晶硅层，经退火处理后形成多晶硅，进而在掩膜的作用下进行刻蚀，由此在电池正面形成多晶硅层，但是这样的方法难以精确控制非金属化区域多晶硅的厚度，且工艺窗口窄，因而难以在电池正面非金属化区域制得厚度精确可控的非晶硅层或多晶硅层。因此，如何精确控制topcon电池正面非金属化区域非晶硅层或多晶硅层的厚度，对于降低复合、减少寄生吸收，以及提高电池效率具有重要的意义。
>3、一种双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，包括硅基体，所述硅基体正面的非金属化区域由内向外依次为正面隧穿氧化层、第一n型掺杂多晶硅层、n型掺杂碳化硅层和正面减反层；所述硅基体正面的金属化区域由内向外依次为正面隧穿氧化层、第一n型掺杂多晶硅层、n型掺杂碳化硅层、第二n型掺杂多晶硅层、正面减反层和正面电极；所述正面电极穿过所述正面减反层后与所述第二n型掺杂多晶硅层和所述n型掺杂碳化硅层形成欧姆接触；4、或，包括硅基体，所述硅基体正面的非金属化区域由内向外依次为正面隧穿氧化层、第一n型掺杂多晶硅层、n型掺杂碳化硅层和透明导电氧化物薄膜；所述硅基体正面的金属化区域由内向外依次为正面隧穿氧化层、第一n型掺杂多晶硅层、n型掺杂碳化硅层、第二n型掺杂多晶硅层、透明导电氧化物薄膜和正面电极；所述正面电极与所述透明导电氧化物薄膜形成欧姆接触。
5、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述第二n型掺杂多晶硅层的厚度大于所述第一n型掺杂多晶硅层。
6、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述第一n型掺杂多晶硅层的厚度为1nm～100nm；所述第二n型掺杂多晶硅层的厚度为10nm～200nm。
7、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述第一n型掺杂多晶硅层的厚度为3nm～20nm；所述第二n型掺杂多晶硅层的厚度为40nm～100nm。
8、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述硅基体为n型硅片；所述硅基体的电阻率为0.3ω·cm～7ω·cm。
9、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述正面隧穿氧化层为氧化硅层；所述正面隧穿氧化层的厚度为0.5nm～3nm。
10、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述第一n型掺杂多晶硅层为磷掺杂多晶硅层；所述第一n型掺杂多晶硅层的表面浓度为1e20 cm-3～3e21 cm-3。
11、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述n型掺杂碳化硅层为磷掺杂碳化硅层；所述n型掺杂碳化硅层中，在非金属化区域的掺杂浓度为0～3e21 cm-3，在金属化区域的掺杂浓度1e20 cm-3～3e21 cm-3；所述n型掺杂碳化硅层的厚度为1nm～100nm。
12、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述第二n型掺杂多晶硅层为磷掺杂多晶硅层；所述第二n型掺杂多晶硅层的表面浓度为1e20 cm-3～3e21 cm-3。
13、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述正面减反层为氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化硅薄膜中的至少一种或由它们堆叠而成的复合膜；所述正面减反层的厚度为60nm～130nm。
14、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述透明导电氧化物薄膜为ito、azo、iwo；所述透明导电氧化物薄膜的厚度为70nm～110nm。
15、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述正面电极为银电极、铝电极和银铝电极中的至少一种。
16、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，更进一步改进的，所述硅基体的电阻率为0.5ω·cm～3.5ω·cm；所述正面隧穿氧化层的厚度为1.5nm～2.5nm；所述第一n型掺杂多晶硅层的表面浓度为1e20 cm-3～1e21 cm-3；所述n型掺杂碳化硅层的厚度为2nm～20nm；所述第二n型掺杂多晶硅层的表面浓度为5e20 cm-3～3e21 cm-3。
17、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述硅基体的背面由内向外依次为背面隧穿氧化层、第一p型掺杂多晶硅层、p型掺杂碳化硅层、第二p型掺杂多晶硅层和背面减反层；所述硅基体的背面还设有背面电极，所述背面电极穿过所述背面减反层后与所述第二p型掺杂多晶硅层形成欧姆接触；
18、或，所述硅基体的背面由内向外依次为背面隧穿氧化层、第一p型掺杂多晶硅层、p型掺杂碳化硅层、第二p型掺杂多晶硅层和透明导电氧化物薄膜；所述硅基体的背面还设有背面电极，所述背面电极与所述透明导电氧化物薄膜形成欧姆接触。
19、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述背面隧穿氧化层为氧化硅层；所述背面隧穿氧化层的厚度为0.5nm～3nm。
20、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述第一p型掺杂多晶硅层为硼掺杂多晶硅层、镓掺杂多晶硅层或由它们堆叠而成的复合多晶硅层；所述第一p型掺杂多晶硅层的表面浓度为1e19 cm-3～5e20 cm-3；所述第一p型掺杂多晶硅层的厚度为5nm～100nm。
21、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述p型掺杂碳化硅层为硼掺杂多晶硅层或镓掺杂碳化硅层；所述p型掺杂碳化硅层的表面浓度为1e19 cm-3～5e20 cm-3；所述p型掺杂碳化硅层的厚度为1nm～100nm。
22、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述第二p型掺杂多晶硅层为硼掺杂多晶硅层或镓掺杂多晶硅层；所述第二p型掺杂多晶硅层的表面浓度为1e19cm-3～5e20 cm-3；所述第二p型掺杂多晶硅层的厚度为10nm～300nm。
23、上述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，进一步改进的，所述背面减反层为氮化硅薄本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，其特征在于，包括硅基体，所述硅基体正面的非金属化区域由内向外依次为正面隧穿氧化层、第一N型掺杂多晶硅层、N型掺杂碳化硅层和正面减反层；所述硅基体正面的金属化区域由内向外依次为正面隧穿氧化层、第一N型掺杂多晶硅层、N型掺杂碳化硅层、第二N型掺杂多晶硅层、正面减反层和正面电极；所述正面电极穿过所述正面减反层后与所述第二N型掺杂多晶硅层和所述N型掺杂碳化硅层形成欧姆接触；
2.根据权利要求1所述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，其特征在于，所述第二N型掺杂多晶硅层的厚度大于所述第一N型掺杂多晶硅层；所述第一N型掺杂多晶硅层的厚度为1nm～100nm；所述第二N型掺杂多晶硅层的厚度为10nm～200nm。
3.根据权利要求2所述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，其特征在于，所述第一N型掺杂多晶硅层的厚度为3nm～20nm；所述第二N型掺杂多晶硅层的厚度为40nm～100nm。
4.根据权利要求3所述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，其特征在于，所述硅基体为N型硅片；所述硅基体的电阻率为0.3Ω·cm～7Ω·cm；
5.根据权利要求4所述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，其特征在于，所述硅基体的电阻率为0.5Ω·cm～3.5Ω·cm；
6.根据权利要求1～5中任一项所述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，其特征在于，所述硅基体的背面由内向外依次为背面隧穿氧化层、第一P型掺杂多晶硅层、P型掺杂碳化硅层、第二P型掺杂多晶硅层和背面减反层；所述硅基体的背面还设有背面电极，所述背面电极穿过所述背面减反层后与所述第二P型掺杂多晶硅层形成欧姆接触；
7.根据权利要求6所述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，其特征在于，所述背面隧穿氧化层为氧化硅层；所述背面隧穿氧化层的厚度为0.5nm～3nm；
8.根据权利要求7所述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，其特征在于，所述背面隧穿氧化层的厚度为1nm～2nm；
9.一种双面隧穿钝化接触太阳能电池结构的制备方法，其特征在于，采用以下任意一种方式进行制备：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤S11和步骤S21中，采用碱性溶液对硅基体进行双面制绒，直至在表面形成尺寸为0.5μm～2.5μm的金字塔；所述硅基体为N型硅片；所述硅基体的电阻率为0.3Ω·cm～7Ω·cm；
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【技术特征摘要】
1.一种双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，其特征在于，包括硅基体，所述硅基体正面的非金属化区域由内向外依次为正面隧穿氧化层、第一n型掺杂多晶硅层、n型掺杂碳化硅层和正面减反层；所述硅基体正面的金属化区域由内向外依次为正面隧穿氧化层、第一n型掺杂多晶硅层、n型掺杂碳化硅层、第二n型掺杂多晶硅层、正面减反层和正面电极；所述正面电极穿过所述正面减反层后与所述第二n型掺杂多晶硅层和所述n型掺杂碳化硅层形成欧姆接触；
2.根据权利要求1所述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，其特征在于，所述第二n型掺杂多晶硅层的厚度大于所述第一n型掺杂多晶硅层；所述第一n型掺杂多晶硅层的厚度为1nm～100nm；所述第二n型掺杂多晶硅层的厚度为10nm～200nm。
3.根据权利要求2所述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，其特征在于，所述第一n型掺杂多晶硅层的厚度为3nm～20nm；所述第二n型掺杂多晶硅层的厚度为40nm～100nm。
4.根据权利要求3所述的双面隧穿钝化接触太阳能电池结构，其特征在于，所述硅基体为n型硅片；所述硅基体的电阻率为0.3ω·cm～7ω·cm；
5.根据权利要求4所述的双面隧穿...
【专利技术属性】
技术研发人员：李兵，陈骏，赵增超，成秋云，李明，
申请(专利权)人：湖南红太阳光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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