【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于背接触电池，具体涉及一种具有特定正面钝化结构的背接触电池及其制备方法和应用。
技术介绍
1、目前，背接触电池中的第一半导体层、第二半导体层都分布在电池硅片背面，正面一般设置有场钝化层和减反层，场钝化层常采用本征非晶硅层叠加掺杂（n型）的非晶/微晶硅层叠层作为第三半导体层，本征非晶硅层、掺杂的非晶/微晶硅层以及减反层一般采用板式pecvd的三个或四个腔室（中间两个腔室沉积n层）分别镀膜形成。
2、然而，板式pecvd设备非常昂贵，且板式pecvd的三个或四个腔室（中间两个腔室沉积n型掺杂层）分别镀膜，导致节拍时间较长，因此，目前背接触电池存在工艺流程长且设备投资高等问题。
3、需要说明的是，本专利技术的该部分内容仅提供与本专利技术有关的
技术介绍
，而并不必然构成现有技术或公知技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的背接触电池结构在保证电池转换效率的同时存在工艺流程长且设备投资高的缺陷，提供一种具有特定正面钝化结构的背接触电池及其制备方法和应用，该背接触电池能够在保证正面钝化效果的同时，减少板式pecvd一个腔室的投入，从而减少了设备的投入，简化了工艺流程，并在降低制作成本的同时，兼顾提升电池密度和电池转换效率。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种具有特定正面钝化结构的背接触电池，包括具有正面和背面的硅片，在硅片背面分别设置的第一半导体层和第二半导体层，在硅片正面向外依次设置的第三半导体层和减反
3、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第一本征氢化非晶硅层的禁带宽度在1.6-1.9ev之间，所述本征掺氧微晶硅层的禁带宽度在1.9-2.2ev之间。
4、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第一本征氢化非晶硅层、本征掺氧微晶硅层的禁带宽度之比为1：（1-1.375）。
5、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述本征掺氧微晶硅层的掺氧浓度在1018cm-3-1019cm-3之间。
6、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第一本征氢化非晶硅层的厚度为1-2nm，所述本征掺氧微晶硅层的厚度为2-6nm。
7、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第一本征氢化非晶硅层、本征掺氧微晶硅层的厚度比为1：（1-6）。
8、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述掺磷氮化硅层、无掺磷氮化硅层以及氧化层的厚度比为1：（0.8-1.5）：（20-37）。
9、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述掺磷氮化硅层的厚度为30-85nm。
10、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述掺磷氮化硅层的折射率在1.85-2.0之间，所述无掺磷氮化硅层的折射率在2.05-2.15之间，所述氧化层的折射率在1.4-1.6之间。
11、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度在1018cm-3-1021cm-3之间，和/或，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度先递增后递减。
12、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度先递增后递减，且在沿垂直于硅片的向外方向上，对于掺磷氮化硅层的单位厚度所在区域满足：相邻的后一区域磷掺杂浓度与前一区域磷掺杂浓度的比值在0.1-10之间，其中，掺磷氮化硅层的单位厚度为3-10nm中的任一值。
13、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度在递增时，相邻的后一区域磷掺杂浓度与前一区域磷掺杂浓度的比值在1.5-6之间；所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度在递减时，相邻的后一区域磷掺杂浓度与前一区域磷掺杂浓度的比值在0.1-0.6之间。
14、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度在递增时的厚度之和小于其在递减时的厚度之和。
15、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第一半导体层包含隧穿氧化硅层与第一掺杂多晶硅层，所述第二半导体层包含第二本征氢化非晶硅层和第二掺杂硅层，第一掺杂多晶硅层和第二掺杂硅层中一个为n型，另一个为p型。
16、其中优选地，第一本征氢化非晶硅层、本征掺氧微晶硅层与隧穿氧化硅层的厚度之比为1：（1-6）：（0.5-2）。
17、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第一半导体层和所述第二半导体层沿硅片背面的宽度方向交替排布，所述第二半导体层的两端分别延伸至相邻第一半导体层的端部的外表面上形成叠层过渡区域；且所述具有特定正面钝化结构的背接触电池还包括导电膜层和金属电极，所述导电膜层铺设在所述第一半导体层和所述第二半导体层的外表面上，且位于叠层过渡区域处的部分导电膜层上开设有绝缘槽，所述金属电极位于所述导电膜层的处于非叠层过渡区域的部分的外表面并与相应的半导体层对应。
18、第二方面，本专利技术提供一种背接触电池的制备方法，所述背接触电池为第一方面所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，且其制备方法包括：在硅片的背面依次形成第一半导体层、第二半导体层，在硅片的正面依次形成第三半导体层和减反层。
19、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第一本征氢化非晶硅层、本征掺氧微晶硅层、掺磷氮化硅层、无掺磷氮化硅层以及氧化层均通过板式pecvd方式形成。
20、其中优选地，所述掺磷氮化硅层的形成条件包括：沉积温度为200-300℃，沉积时硅烷的质量流量为100-1000sccm，氢气携带磷烷的混合气的质量流量为300-1000sccm，氮气的质量流量为5000-20000sccm，氨气的质量流量为100-1000sccm，压力为100-300pa，电源功率为2-10kw，沉积时间为200-400s。
21、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述掺磷氮化硅层的形成中通过调节磷烷的质量流量参数控制掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度先递增后递减。
22、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第一本征氢化非晶硅层的形成中通过调节氢气与硅烷的质量流量和电源功率来调整禁带宽度至目标值；所述本征掺氧微晶硅层的形成中通过调节氢气、二氧化碳与硅烷的质量流量和电源功率来调整禁带宽度和折射率分别达到目标值；所述无掺磷氮化硅层的形成中通过调节硅烷和氨气的质量流量和电源功率来调整禁带宽度和折射率分别达到目标值；所述氧化层的形成中通过调节硅烷和笑气的质量流量和电源功率来调整折射率至目标值。
23、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述在硅片的背面依次形成第一半导体层、第二半导体层的过程包括：
24、s1、提供双面抛光的硅片；
25、s2、在硅片背面形成第一半导体层和掩膜层；
26、s3、在s2所得硅片背面的预设区域内的部分第一半导体层及其掩膜层进行第一次刻蚀，形成第二半导体开口区；
27、s4、对s3所得硅片正面和背面的第二半导体开口区进行制绒清本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有特定正面钝化结构的背接触电池，包括具有正面和背面的硅片，在硅片背面分别设置的第一半导体层和第二半导体层，在硅片正面向外依次设置的第三半导体层和减反层，其特征在于，所述第三半导体层包含向外依次设置的第一本征氢化非晶硅层、本征掺氧微晶硅层，所述减反层包含向外依次设置的掺磷氮化硅层、无掺磷氮化硅层以及氧化层。
2.根据权利要求1所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述第一本征氢化非晶硅层的禁带宽度在1.6-1.9ev之间，所述本征掺氧微晶硅层的禁带宽度在1.9-2.2ev之间；
3.根据权利要求1所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述本征掺氧微晶硅层的掺氧浓度在1018cm-3-1019cm-3之间。
4.根据权利要求1或2所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述第一本征氢化非晶硅层的厚度为1-2nm，所述本征掺氧微晶硅层的厚度为2-6nm；
5.根据权利要求1所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述掺磷氮化硅层、无掺磷氮化硅层以及氧化层的厚度比为1：（0.8-
6.根据权利要求1或2所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述掺磷氮化硅层的折射率在1.85-2.0之间，所述无掺磷氮化硅层的折射率在2.05-2.15之间，所述氧化层的折射率在1.4-1.6之间。
7.根据权利要求1所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度在1018cm-3-1021cm-3之间，和/或，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度先递增后递减。
8.根据权利要求1所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度先递增后递减，且在沿垂直于硅片的向外方向上，对于掺磷氮化硅层的单位厚度所在区域满足：相邻的后一区域磷掺杂浓度与前一区域磷掺杂浓度的比值在0.1-10之间，其中，掺磷氮化硅层的单位厚度为3-10nm中的任一值。
9.根据权利要求8所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度在递增时，相邻的后一区域磷掺杂浓度与前一区域磷掺杂浓度的比值在1.5-6之间；所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度在递减时，相邻的后一区域磷掺杂浓度与前一区域磷掺杂浓度的比值在0.1-0.6之间。
10.根据权利要求8所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度在递增时的厚度之和小于其在递减时的厚度之和。
11.根据权利要求1所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述第一半导体层包含隧穿氧化硅层与第一掺杂多晶硅层，所述第二半导体层包含第二本征氢化非晶硅层和第二掺杂硅层，第一掺杂多晶硅层和第二掺杂硅层中一个为N型，另一个为P型；其中，第一本征氢化非晶硅层、本征掺氧微晶硅层与隧穿氧化硅层的厚度之比为1：（1-6）：（0.5-2）；
12.一种背接触电池的制备方法，其特征在于，所述背接触电池为如权利要求1-11中任一项所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，且其制备方法包括：在硅片的背面依次形成第一半导体层、第二半导体层，在硅片的正面依次形成第三半导体层和减反层。
13.根据权利要求12所述的背接触电池的制备方法，其特征在于，所述第一本征氢化非晶硅层、本征掺氧微晶硅层、掺磷氮化硅层、无掺磷氮化硅层以及氧化层均通过板式PECVD方式形成，其中，
14.根据权利要求12所述的背接触电池的制备方法，其特征在于，所述在硅片的背面依次形成第一半导体层、第二半导体层的过程包括：
15.一种电池组件，其特征在于，其包括如权利要求1-11中任一项所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池。
...【技术特征摘要】
1.一种具有特定正面钝化结构的背接触电池，包括具有正面和背面的硅片，在硅片背面分别设置的第一半导体层和第二半导体层，在硅片正面向外依次设置的第三半导体层和减反层，其特征在于，所述第三半导体层包含向外依次设置的第一本征氢化非晶硅层、本征掺氧微晶硅层，所述减反层包含向外依次设置的掺磷氮化硅层、无掺磷氮化硅层以及氧化层。
2.根据权利要求1所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述第一本征氢化非晶硅层的禁带宽度在1.6-1.9ev之间，所述本征掺氧微晶硅层的禁带宽度在1.9-2.2ev之间；
3.根据权利要求1所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述本征掺氧微晶硅层的掺氧浓度在1018cm-3-1019cm-3之间。
4.根据权利要求1或2所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述第一本征氢化非晶硅层的厚度为1-2nm，所述本征掺氧微晶硅层的厚度为2-6nm；
5.根据权利要求1所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述掺磷氮化硅层、无掺磷氮化硅层以及氧化层的厚度比为1：（0.8-1.5）：（20-37）；
6.根据权利要求1或2所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述掺磷氮化硅层的折射率在1.85-2.0之间，所述无掺磷氮化硅层的折射率在2.05-2.15之间，所述氧化层的折射率在1.4-1.6之间。
7.根据权利要求1所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度在1018cm-3-1021cm-3之间，和/或，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度先递增后递减。
8.根据权利要求1所述的具有特定正面钝化结构的背接触电池，其特征在于，所述掺磷氮化硅层的磷掺杂浓度先递增后递减，且在沿垂直于硅片的向外方向上，对于掺磷氮化硅层的单位厚度所在区域...
【专利技术属性】
技术研发人员：林楷睿，
申请(专利权)人：金阳泉州新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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