晶体硅太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术公开一种晶体硅太阳能电池，包括硅片（1），在硅片（1）的迎光面发射极上依次设置有二氧化硅（SiO2）层（2）、三氧化二铝（Al2O3）钝化层（3）和减反射层（4），硅片（1）的背面上依次设置有二氧化硅（SiO2）层（5）和三氧化二铝（Al2O3）钝化层（6），所述背面上的减反射层（4）为α-SiNX:H层；本实用新型专利技术利用激光掺杂的方法实现了选择性发射极层，减少了表面复合，极大地提升了电池效率；充分利用三氧化二铝（Al2O3）与硅片结合钝化效果好的特点，增加背反射，提高背面反射率；硅片背面的三氧化二铝（Al2O3）层有效地代替了铝背场，降低成本的同时防止硅片弯曲，降低破片率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种电池，具体涉及ー种晶体硅太阳能电池。
技术介绍
在常规晶体硅太阳能电池中，为了减小电极和硅片的接触电阻，通常要求扩散后高浓度掺杂，但此时电池的顶层复合大，限制了电池的转换效率。选择性发射极作为晶体硅太阳能电池生产エ艺中实现高效率的方法之一，能够很好的解决这ー常规晶体硅太阳电池生产エ艺所不能解决的矛盾。选择性发射极有很多实现方法，譬如在电极区印刷高浓度磷浆后放入扩散炉中扩散等一些其它的新エ艺。虽然表现出比常规晶体硅太阳电池更好地电性能，但普遍成本太高，エ艺复杂，无法大批量生产。载流子在传输过程中的复合是制约晶硅电池效率提升的另ー个主要方面，传统エ艺正面采用氮化硅来減少光子损失和载流子复合。商品化晶体硅太阳电池一般采用等离子增强化学气相沉积制备a-SiNX = H作为迎光面表面钝化和减反射膜，其中a-SiNX = H膜起减反射作用，折射率在I. 8-2. 4之间，相对于硅电池的最佳折射率为2. 33。反应中产生的H与硅表面悬挂键结合或渗入晶体硅内部，起表面钝化和体钝化的作用。上述制备方法决定了 a _SiNX:H膜的钝化和减反射效果不能同时达到最好。同时随着硅片厚度的逐渐降低，膜厚铝背场更加容易造成硅片的翘曲，给后续エ序加工带来诸多问题，容易造成破片影响电池片性能。
技术实现思路
技术目的本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供ー种电池效率高且性能好的晶体硅太阳能电池。技术方案本技术所述的ー种晶体硅太阳能电池，包括硅片，在硅片的迎光面发射极上依次设置有ニ氧化硅(SiO2)层、三氧化ニ铝(Al2O3)钝化层和减反射膜层，硅片的背面上依次设置有ニ氧化硅(SiO2)层和三氧化ニ铝(Al2O3)钝化层。迎光面发射极上的减反射膜层为a _SiNx:H层，对入射光起到减反射的作用。所述迎光面发射极上的三氧化ニ铝(Al2O3)钝化层厚度为5 10nm，背面上三氧化ニ铝(Al2O3)钝化层厚度为10 30nm，所述迎光面发射极上和背面上的ニ氧化硅(SiO2)层的厚度均为2 5nm，a -SiNx: H减反射膜的厚度为60 lOOnm。为了防止硅片弯曲，该晶体硅太阳能电池的背面不印刷铝背场。获得所述的晶体硅太阳能电池，包括以下步骤I、将硅片清洗、制绒和扩散；2、利用PSG作为磷源，采用激光镭射在硅片预备印刷的正面实现区域重掺杂，制成发射极，激光波长为532nm或355nm，镭射深度为50_1000nm ；3、将硅片去PSG和刻边；4、通过等离子增强化学气相沉积或原子层沉积(ALD)在硅片的迎光面发射极和背面各沉积ー层三氧化ニ铝(Al2O3)薄膜作为钝化层；5、将硅片进行氢气退火，在硅片和三氧化ニ铝(Al2O3)层之间生长出ニ氧化硅(SiO2)层；6、通过等离子增强化学气相沉积的方法在迎光面发射极的三氧化ニ铝(Al2O3)表面制备a-SiNX = H减反射膜；7、印刷、烧结电池电极的正面和背面，并进行电性能测试。 有益效果本技术与现有技术相比，其有益效果是(I)利用激光掺杂的方法实现了选择性发射极层，減少了表面复合，极大地提升了电池效率；(2)充分利用三氧化ニ铝与硅片结合钝化效果好的特点，在电池的迎光面及背面沉积三氧化ニ铝钝化层，提高光子寿命，提升效率，并且在増加背面钝化效果的同时，増加背反射，提高背面反射率；(3)硅片背面的三氧化ニ铝层有效地代替了铝背场，降低成本的同时防止硅片弯曲，降低破片率；(4)ニ氧化硅层、三氧化ニ铝钝化层和a _SiNX:H减反射膜的复合，热稳定性好，并与后续电池制备エ艺兼容。附图说明图I为本技术的结构示意图。具体实施方式下面对本技术技术方案进行详细说明，但是本技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例I :如图I所示的晶体硅太阳能电池，在硅片I的迎光面发射极上依次设置有2nm厚的ニ氧化硅(SiO2)层2、5nm厚的三氧化ニ铝(Al2O3)钝化层3和82nm厚的a -SiNx:H减反射膜4，硅片I的背面上依次设置有2nm厚的ニ氧化硅(SiO2)层5和20nm厚的三氧化ニ铝(Al2O3)钝化层6，获得该晶体硅太阳能电池步骤如下 (I)对晶体硅片I进行清洗制绒；(2)利用PSG作为磷源，将晶体硅片I放置于激光工作台上，采用一台波长为532nm的脉冲激光器，设置激光脉冲频率为20_40KHz，扫描速度为180-350mm/s，激光功率为3-4W，用经聚焦后达到微米量级直径的光斑照射到太阳能电池表面进行扫描制成发射极；( 3 )对硅片I进行刻边并清洗；(4)采用原子层沉积(ALD)法在硅片I两面生长出三氧化ニ铝(Al2O3)层，其中迎光面三氧化ニ铝(Al2O3)层3厚度为5nm，背面Al2O3层6厚度20nm。(5)然后将样品放在退火炉中，在氮气和水蒸气比为15:1的混合气体环境中退火，退火温度控制在500°C，退火时间30分钟，在硅基体和迎光面发射极的三氧化ニ铝(Al2O3)层之间自动生成ー层厚度为2nm的ニ氧化娃(SiO2)层2,在娃基体和背面的三氧化ニ铝(Al2O3)层之间自动生成ー层厚度为2nm的ニ氧化硅(SiO2)层5 ；(6)用PECVD法在三氧化ニ铝(Al2O3)层3上生长ー层厚度为82nm的a-SiNx:H层4，经实验测试折射率为2. 18 ；(7)丝网印刷正负电极并金属化测试，完成电池的制备过程。实施例2 如图I所示的晶体硅太阳能电池，在硅片I的迎光面发射极上依次设置有5nm厚的ニ氧化硅(SiO2)层2、5nm厚的三氧化ニ铝(Al2O3)钝化层3和82nm厚的a -SiNx:H减反射膜4，硅片I的背面上依次设置有5nm厚的ニ氧化硅(SiO2)层5和20nm厚的三氧化ニ铝(Al2O3)钝化层6，获得该晶体硅太阳能电池步骤如下( I)对晶体硅片I进行清洗制绒； (2)将晶体娃片I放置于激光工作台上,米用一台波长为355nm的脉冲激光器，设置激光脉冲频率为20-50KHZ，扫描速度为180-350mm/s，激光功率为1_3W，用经聚焦后达到微米量级直径的光斑照射到太阳能电池表面进行扫描制成发射扱；( 3 )对硅片I进行刻边并清洗；(4)采用PECVD法在硅片I两面生长ー层三氧化ニ铝(Al2O3)层，其中迎光面三氧化ニ铝(Al2O3)层3厚度为5nm，背面三氧化ニ铝(Al2O3)层6厚度为20nm ；(5)然后将样品放在退火炉中，在氮气和水蒸气比为15:1的混合气体环境中退火，退火温度控制在500°C，退火时间50分钟，在硅基体和迎光面发射极的三氧化ニ铝(Al2O3)层之间自动生成ー层厚度为5nm的ニ氧化娃(SiO2)层2,在娃基体和背面的三氧化ニ铝(Al2O3)层之间自动生成ー层厚度为5nm的ニ氧化硅(SiO2)层5 ；(6)用PECVD法在三氧化ニ铝(Al203)3层上生长ー层厚度为82nm的a-SiNx:H层4，经实验测试折射率为2. 10 ；(7)丝网印刷正负电极并金属化测试，完成电池的制备过程。如上所述，尽管參照特定的优选实施例已经表示和表述了本技术，但其不得解释为对本技术自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本技术的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。权利要求1.ー种晶体硅太阳能电池，包括硅片(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶体硅太阳能电池，包括硅片（1），其特征在于，在所述硅片（1）的迎光面发射极上依次设置有二氧化硅层（2）、三氧化二铝钝化层（3）和减反射膜层（4），所述硅片（1）的背面上依次设置有二氧化硅层（5）和三氧化二铝钝化层（6）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范维涛，勾宪芳，姜利凯，王鹏，宋爱珍，曹华斌，
申请(专利权)人：中节能太阳能科技有限公司，
类型：实用新型
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