【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于背接触电池，具体涉及一种高电流密度的背接触电池及其制备方法和光伏组件。
技术介绍
1、现有的背接触电池包括在硅片背面交替设置的第一半导体层和第二半导体层，第一半导体层和第二半导体层中一个为n型，另一个为p型。背接触电池还包括在硅片的正面设置的正面钝化层和减反层。
2、正面钝化层通常使用本征非晶硅层和n型非晶硅层钝化，或使用隧穿氧化层和n型多晶层进行钝化，再叠加减反层。但无论如何优化非晶硅或多晶硅膜层，在硅片表面生长的多晶硅或非晶硅膜层总会有光学吸收，从而影响电池性能，尤其是短路电流明显降低。
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的正面结构存在光学吸收而影响电池性能的缺陷，提供一种高电流密度的背接触电池及其制备方法和光伏组件，该背接触电池能够最大限度的保护注氢氧化层的同时注入最多的氢，在注氢减反层外表面还设置不注氢减反层，能够达到最优的光学效果和钝化水平，从而提升电流密度和开路电压，提高电池转换效率。
2、为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供一种高电流密度的背接触电池，包括硅片，在硅片背面交替设置的第一半导体层和第二半导体层，第一半导体层包含隧穿氧化层和第一掺杂多晶硅层，还包括在硅片正面依次设置的注氢氧化层、注氢减反层和不注氢减反层，注氢氧化层的厚度为3-5nm，注氢减反层的厚度l以单位n
3、优选地，注氢氧化层的注氢量m2=m1/l。
4、在本专利技术的一些优选实施方式中，注氢减反层和不注氢减反层的厚度之比为1：1.2-4。
5、在本专利技术的一些优选实施方式中，注氢减反层和注氢氧化层的厚度之比为1：0.06-0.25。
6、在本专利技术的一些优选实施方式中，不注氢减反层的厚度为60-90nm。
7、在本专利技术的一些优选实施方式中，注氢减反层和不注氢减反层的材质各自独立地选自氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中的至少一种。
8、在本专利技术的一些优选实施方式中，注氢氧化层与隧穿氧化层的厚度之比为1.5-5：1。
9、在本专利技术的一些优选实施方式中，隧穿氧化层的厚度为1-2nm。
10、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第一掺杂多晶硅层的掺碳浓度为1e19 cm-3-4e21 cm-3。
11、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第一掺杂多晶硅层的掺磷或硼浓度为1e19cm-3-5e20cm-3，所述第一掺杂多晶硅层的厚度为150-300nm。
12、在本专利技术的一些优选实施方式中，第二半导体层包含本征硅层和第二掺杂硅层。
13、在一些具体实施方式中，本征硅层厚度为5-15nm，第二掺杂硅层的厚度为10-35nm、硼掺杂浓度在1e19 cm-3-4e20 cm-3。
14、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述第二半导体层的两端分别向外延伸至覆盖在相邻的第一半导体层的部分背面外，并在第一半导体层的背面开设不覆盖第二半导体层的第一半导体开口区，相邻的第一半导体层之间形成第二半导体开口区，第二半导体开口区与第一半导体开口区间隔排列且它们之间的区域为间隔区；在间隔区内，第一半导体层和第二半导体层之间设置掩膜层或不设置掩膜层。优选不设置掩膜层。
15、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述高电流密度的背接触电池还包括金属电极以及铺设在第一半导体层和第二半导体层外表面的导电膜层，所述导电膜层的位于间隔区内的部分上开设隔离槽；所述金属电极设置在第二半导体开口区、第一半导体开口区的各自对应导电膜层的外表面。
16、第二方面，本专利技术提供一种背接触电池的制备方法，包括以下步骤：
17、s1、提供双面抛光清洗的硅片；
18、s2、在硅片背面形成第一半导体层及掩膜层，第一半导体层包含隧穿氧化层和掺碳的第一掺杂多晶硅层，使用管式pecvd依次原位沉积隧穿氧化层和掺碳的第一掺杂多晶硅层、掩膜层，此过程不进行退火；
19、s3、在硅片背面的第一半导体层及其对应掩膜层上进行第一次刻蚀开口，形成交替排列的第二半导体开口区；
20、s4、通过制绒清洗，去除第二半导体开口区内残留的掩膜层、第一半导体层，同时在硅片正面及第二半导体开口区内形成绒面；之后根据实际需求选择是否进行经过清洗去除硅片背面第二半导体开口区以外的掩膜层；
21、s5、对所述制绒清洗后的第一半导体层进行氧化退火，氧化退火过程中在正面形成氧化硅层；氧化硅层的厚度为3-5nm；
22、s6、在硅片正面的氧化硅层外表面先沉积第一减反层，然后通入氢气在使用pecvd开启辉光条件下进行注氢处理，形成注氢减反层；之后沉积第二减反层，作为不注氢减反层；第一减反层的厚度l和注氢处理中采用的功率p满足：100l<p<150l，并满足20nm≤l≤50nm，其中l单位为nm，p单位为w；注氢处理过程中会同时对氧化硅层进行注氢形成注氢氧化层；
23、s7、在s6所得背面沉积第二半导体层。
24、在本专利技术的一些优选实施方式中，s2中，调节第一掺杂多晶硅层的掺碳浓度为1e19cm-3-4e21cm-3。
25、在本专利技术的一些优选实施方式中，s6中，所述注氢处理的功率p为2000-7500w。
26、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述注氢处理的条件包括：反应温度为400-450℃，氢气流量为10000-20000sccm，反应压力为2000-4000mtorr，反应时间为1200-1800s。
27、在本专利技术的一些优选实施方式中，s6中，所述沉积第一减反层和沉积第二减反层的条件各自独立地包括：通入硅烷、氨气，开启辉光，硅烷流量为1200-1600sccm，氨气流量为5000-8000sccm，通过化学反应形成对应减反层，控制反应温度为400-450℃，反应压力为500-3000mtorr，功率为4000-6000w。
28、在本专利技术的一些优选实施方式中，第一减反层沉积过程中的反应时间为200-400s，第二减反层沉积过程中的反应时间为500-700s。
29、在本专利技术的一些优选实施方式中，s5中，所述氧化退火的条件包括：通入氧气和氮气，退火压力为100mbar-500mbar，退火温度为850-950℃，氧气流量为1000-3000sccm，氮气流量为3000-10000sccm，退火时间为10-60min。
30、在本专利技术的一些优选实施方式中，所述的背接触电池的制备方法还包括：
31、s8、在硅片背面的部分第二半导体层上进行第二次刻蚀开口，形成与第二半导体开口区间隔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高电流密度的背接触电池，包括硅片，在硅片背面交替设置的第一半导体层和第二半导体层，第一半导体层包含隧穿氧化层和第一掺杂多晶硅层，其特征在于，还包括在硅片正面依次设置的注氢氧化层、注氢减反层和不注氢减反层，注氢氧化层的厚度为3-5nm，注氢减反层的厚度L以单位nm计的数值和注氢减反层的注氢量M1以单位cm-3计的数值满足：M1=e23/L，并满足20nm≤L≤50nm；且所述第一掺杂多晶硅层为掺碳的对应掺杂多晶硅。
2.根据权利要求1所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，注氢减反层和不注氢减反层的厚度之比为1：1.2-4；和/或，注氢减反层和注氢氧化层的厚度之比为1：0.06-0.25。
3.根据权利要求1或2所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，注氢氧化层的注氢量M2=M1/L；
4.根据权利要求1所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，注氢氧化层与隧穿氧化层的厚度之比为1.5-5：1，和/或，隧穿氧化层的厚度为1-2nm。
5.根据权利要求1所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，所述第一掺杂多晶硅层的掺碳浓度
6.根据权利要求1所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，所述第一掺杂多晶硅层的掺磷或硼浓度为1e19 cm-3-5e20 cm-3，所述第一掺杂多晶硅层的厚度为150-300nm。
7.根据权利要求1所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，第二半导体层包含本征硅层和第二掺杂硅层，本征硅层厚度为5-15nm，第二掺杂硅层的厚度为10-35nm、硼掺杂浓度在1e19 cm-3-4e20 cm-3。
8.根据权利要求1所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，所述第二半导体层的两端分别向外延伸至覆盖在相邻的第一半导体层的部分背面外，并在第一半导体层的背面开设不覆盖第二半导体层的第一半导体开口区，相邻的第一半导体层之间形成第二半导体开口区，第二半导体开口区与第一半导体开口区间隔排列且它们之间的区域为间隔区；在间隔区内，第一半导体层和第二半导体层之间设置掩膜层或不设置掩膜层；
9.一种背接触电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的背接触电池的制备方法，其特征在于，S6中，所述注氢处理的功率P为2000-7500W；
11.根据权利要求9或10所述的背接触电池的制备方法，其特征在于，S6中，所述沉积第一减反层和沉积第二减反层的条件各自独立地包括：通入硅烷、氨气，开启辉光，硅烷流量为1200-1600sccm，氨气流量为5000-8000sccm，通过化学反应形成对应减反层，控制反应温度为400-450℃，反应压力为500-3000mtorr，功率为4000-6000W；且第一减反层沉积过程中的反应时间为200-400s，第二减反层沉积过程中的反应时间为500-700s；
12.根据权利要求9所述的背接触电池的制备方法，其特征在于，S2中，调节第一掺杂多晶硅层的掺碳浓度为1e19cm-3-4e21cm-3；
13.一种高电流密度的背接触电池，其特征在于，其通过如权利要求9-12中任一项所述的背接触电池的制备方法制得。
14.一种光伏组件，其特征在于，其包括如权利要求1-8中任一项所述的高电流密度的背接触电池，或者包括如权利要求13所述的高电流密度的背接触电池。
...【技术特征摘要】
1.一种高电流密度的背接触电池，包括硅片，在硅片背面交替设置的第一半导体层和第二半导体层，第一半导体层包含隧穿氧化层和第一掺杂多晶硅层，其特征在于，还包括在硅片正面依次设置的注氢氧化层、注氢减反层和不注氢减反层，注氢氧化层的厚度为3-5nm，注氢减反层的厚度l以单位nm计的数值和注氢减反层的注氢量m1以单位cm-3计的数值满足：m1=e23/l，并满足20nm≤l≤50nm；且所述第一掺杂多晶硅层为掺碳的对应掺杂多晶硅。
2.根据权利要求1所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，注氢减反层和不注氢减反层的厚度之比为1：1.2-4；和/或，注氢减反层和注氢氧化层的厚度之比为1：0.06-0.25。
3.根据权利要求1或2所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，注氢氧化层的注氢量m2=m1/l；
4.根据权利要求1所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，注氢氧化层与隧穿氧化层的厚度之比为1.5-5：1，和/或，隧穿氧化层的厚度为1-2nm。
5.根据权利要求1所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，所述第一掺杂多晶硅层的掺碳浓度为1e19 cm-3-4e21 cm-3。
6.根据权利要求1所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，所述第一掺杂多晶硅层的掺磷或硼浓度为1e19 cm-3-5e20 cm-3，所述第一掺杂多晶硅层的厚度为150-300nm。
7.根据权利要求1所述的高电流密度的背接触电池，其特征在于，第二半导体层包含本征硅层和第二掺杂硅层，本征硅层厚度为5-15nm，第二掺杂硅层的厚度为10-35nm、硼掺杂浓度在1e19 cm-3-4e20 cm-3。
8...
【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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