具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构及TOPCon电池制造技术

技术编号:43575233 阅读:9 留言:0更新日期:2024-12-06 17:42
本技术公开了一种具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构及TOPCon电池,通过调整隧穿氧化硅层在不同区域的厚度,具体是调整非金属接触区域与金属接触区域对应的隧穿氧化硅层的厚度,不仅降低了金属接触区域的金属复合以及接触电阻率,而且还能明显抑制非金属接触区域的表面复合,尤其是在非金属接触区域沉积另一层隧穿氧化硅层,并控制它们的厚度关系处于一定范围时,此种结构在抑制表面复合方面获得了出乎意料的降低程度,该结构还可抑制俄歇复合的发生,还明显提升了表面化学钝化效果,从而在整体上改善了体系的不利因素,应用于电池后可调控影响电池效率的关键因素,大大地提高电池效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能电池领域,具体涉及一种具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构及topcon电池。


技术介绍

1、隧穿氧化层钝化接触电池(简称topcon电池)采用超薄氧化硅层和掺杂多晶硅层组合进而实现电池全背面高效钝化和载流子选择性收集,因此topcon电池可以实现更高开压、更高ff;一般地,隧穿氧化硅层具有以下作用:1.提供化学钝化,隧穿氧化硅的介入可以饱和硅片表面部分悬挂键,从而降低界面缺陷态密度。2.载流子通过选择性,隧穿氧化硅对空穴的阻挡势垒为4.5ev,大于对电子的阻挡势垒3.1ev。3.对掺杂原子的阻挡,隧穿氧化硅层对掺杂原子的扩散起到一定阻挡作用,从而控制掺杂原子在硅片表面的扩散分布,从而起到调节界面俄歇复合和能带弯曲的作用。然而,目前实践下来,topcon电池的实际效率并未达到理论的转化效率,而且还存在着不小的差距。


技术实现思路

1、本技术的目的是克服现有技术中的一个或多个不足,提供一种新型的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,该具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构能够对表面复合、金属复合、界面接触电阻等性能实现综合改善,有利于电池转化效率的提高。

2、本技术同时还提供了一种包括上述具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构的隧穿氧化层钝化接触电池(简称topcon电池)。

3、为达到上述目的,本技术采用的一种技术方案是:一种具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,该钝化接触结构包括:

4、硅基体,该硅基体包括背表面,所述背表面由金属接触区域和非金属接触区域构成;

5、第一隧穿氧化硅层,其设置在所述背表面上,所述第一隧穿氧化硅层的厚度小于等于2.0nm;

6、第二隧穿氧化硅层,其设置在所述第一隧穿氧化硅层上的对应所述非金属接触区域的部分;

7、所述第二隧穿氧化硅层的厚度小于等于1.3nm,所述第一隧穿氧化硅层的厚度与所述第二隧穿氧化硅层的厚度之和不大于2.4nm且不小于1.4nm;

8、磷掺杂多晶硅层,其设置在所述背表面上,且在所述金属接触区域,所述第一隧穿氧化硅层、所述磷掺杂多晶硅层依次层叠设置;在所述非金属接触区域,所述第一隧穿氧化硅层、所述第二隧穿氧化硅层和所述磷掺杂多晶硅层依次层叠设置。

9、根据本技术的一些优选方面,所述第一隧穿氧化硅层的厚度小于等于1.4nm。

10、根据本技术的一些优选方面,所述第二隧穿氧化硅层的厚度小于等于1.0nm。

11、根据本技术的一些优选方面,所述第一隧穿氧化硅层的厚度为0.8-1.4nm。

12、根据本技术的一些优选方面,所述第二隧穿氧化硅层的厚度为0.6-1.0nm。

13、在一些实施案例中,所述第一隧穿氧化硅层的厚度可以为0.8nm、0.85nm、0.9nm、0.95nm、1nm、1.05nm、1.1nm、1.15nm、1.2nm、1.25nm、1.3nm、1.35nm、1.4nm等。

14、在一些实施案例中,所述第二隧穿氧化硅层的厚度可以为0.6nm、0.65nm、0.7nm、0.75nm、0.8nm、0.85nm、0.9nm、0.95nm、1nm等。

15、根据本技术的一些优选方面,所述磷掺杂多晶硅层中,磷掺杂的平均浓度为1×1020-6×1020/cm3。

16、根据本技术的一些优选方面,所述磷掺杂多晶硅层的对应非金属接触区域的部分中,以从表面到磷掺杂浓度为1×1017/cm3位置的深度作为磷掺杂内扩散深度,该磷掺杂内扩散深度为0.05-0.1μm;

17、所述磷掺杂多晶硅层的对应金属接触区域的部分中,以从表面到磷掺杂浓度为1×1017/cm3位置的深度作为磷掺杂内扩散深度,该磷掺杂内扩散深度为0.15-0.2μm。

18、根据本技术的一些优选方面,所述磷掺杂多晶硅层的厚度为60-150nm。

19、根据本技术的一些优选方面,所述硅基体采用电阻率为0.5-3ω·cm、厚度为100-200μm的n型单晶硅片。

20、在本技术的一些实施方式中,所述钝化接触结构还包括设置在所述磷掺杂多晶硅层的表面的钝化层、设置在所述金属接触区域的金属电极,所述钝化层为折射率为1.9-2.3、厚度为70-100nm的氮化硅层。

21、本技术提供的又一技术方案:一种topcon电池,该topcon电池包括上述所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构。

22、由于上述技术方案运用,本技术与现有技术相比具有下列优点:

23、目前,大家普遍认为钝化接触结构需要在掺杂多晶硅基础上配合一次性沉积的均一的超薄隧穿氧化硅层以实现高效钝化和载流子选择性收集,然而,在大量实践研究中,本技术的专利技术人经过锐意研究,发现,通过调整隧穿氧化硅层在不同区域的厚度,具体是调整非金属接触区域与金属接触区域对应的隧穿氧化硅层的厚度,不仅可以降低金属接触区域的金属复合以及接触电阻率,而且还可以明显抑制非金属接触区域的表面复合,尤其是在非金属接触区域沉积另一层隧穿氧化硅层,并控制它们的厚度关系处于一定范围时,此种结构在抑制表面复合方面获得了出乎意料的降低程度,该结构大大地损耗了电子或空穴碰撞后待转移的能量,减少了电子或空穴跃迁的概率,进而大大地抑制了俄歇复合的发生,而且双层结构的组合方式还明显提升了表面化学钝化效果,从而在整体上改善了体系的不利因素,调控了影响电池效率的关键因素,大大地提高了电池效率,克服了现有技术存在的技术偏见。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,该钝化接触结构包括:

2.根据权利要求1所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,所述第一隧穿氧化硅层的厚度小于等于1.4nm。

3.根据权利要求1或2所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,所述第二隧穿氧化硅层的厚度小于等于1.0nm。

4.根据权利要求1所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,所述第一隧穿氧化硅层的厚度为0.8-1.4nm。

5.根据权利要求1或4所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,所述第二隧穿氧化硅层的厚度为0.6-1.0nm。

6.根据权利要求1所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,所述磷掺杂多晶硅层的厚度为60-150nm。

7.根据权利要求1所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,所述硅基体采用电阻率为0.5-3Ω·cm、厚度为100-200μm的N型单晶硅片。

8.根据权利要求1所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,所述钝化接触结构还包括设置在所述磷掺杂多晶硅层的表面的钝化层、设置在所述金属接触区域的金属电极,所述钝化层为折射率为1.9-2.3、厚度为70-100nm的氮化硅层。

9.一种TOPCon电池,其特征在于,该TOPCon电池包括权利要求1-8中任一项所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构。

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【技术特征摘要】

1.一种具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,该钝化接触结构包括:

2.根据权利要求1所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,所述第一隧穿氧化硅层的厚度小于等于1.4nm。

3.根据权利要求1或2所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,所述第二隧穿氧化硅层的厚度小于等于1.0nm。

4.根据权利要求1所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,所述第一隧穿氧化硅层的厚度为0.8-1.4nm。

5.根据权利要求1或4所述的具有选择性隧穿层厚度的钝化接触结构,其特征在于,所述第二隧穿氧化硅层的厚度为0.6-1.0nm。

6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:沈东东肖赞肖陈黄沈虎李彦潼叶欢
申请(专利权)人:江苏林洋太阳能有限公司
类型:新型
国别省市:

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