一种钝化接触太阳能电池的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种钝化接触太阳能电池的制备方法。该制备方法包括：对晶体硅基体进行预处理，以在晶体硅基体正面依次形成正面发射极、正面隧穿氧化层和正面非晶硅层；对晶体硅基体的正面非晶硅层用激光器进行图形化扫描，使得被激光器扫描区域的正面非晶硅层完成晶化，形成正面掺杂多晶硅层；其中，激光器的功率为20～38W；清洗晶体硅基体，以去除未被激光器扫描区域的正面非晶硅层和正面隧穿氧化层；在晶体硅基体的背面依次沉积背面隧穿氧化层和背面非晶硅层，并对背面非晶硅层进行掺杂，使背面非晶硅层完成晶化，形成背面掺杂多晶硅层；对晶体硅基体的双面进行钝化处理；对晶体硅基体的双面进行金属化处理。

【技术实现步骤摘要】
一种钝化接触太阳能电池的制备方法
本专利技术涉及太阳能电池
，具体涉及一种钝化接触太阳能电池的制备方法。
技术介绍
由于晶体硅电池硅片厚度的不断降低，且对于一定厚度的电池片而言，当少数载流子的扩散长度大于硅片厚度时，表面的复合速率对太阳能电池的效率影响特别明显。因此现行的技术多是对晶体硅表面进行钝化处理。目前比较主流的钝化技术是在电池正背面沉积氮化硅钝化膜，改善复合问题。一种较为先进的技术是采用隧穿氧化层钝化接触技术(TOPCon)；钝化隧穿技术采用n型硅片作为基底，在硅片正面和背面先沉积一层隧穿层；然后再覆盖一层薄膜硅层；从而形成隧穿氧化层钝化接触。隧穿氧化层钝化技术能在电极与基底之间形成隧穿薄膜，隔绝金属电极与基底接触，减少接触复合损失，并且电子能隧穿薄膜不会影响电流传递。然而，在隧穿氧化层上部设置的薄膜硅层一般都具有很强的光吸收能力，当该钝化结构应用在正面的时候，其会降低电池的电流密度，进而影响太阳能电池的转换效率。因此，如何开发一种钝化接触晶体硅太阳能电池，使其既能发挥钝化接触技术的优势，又能避免由晶硅薄膜吸收能力而导致电流变低的问题，从而充分提高电池转换效率，成为研究者关注的重点。目前，制备正面局域钝化接触的方法有直接印刷图形化掺杂非晶硅，用耐酸碱浆料作图形化掩膜等，这些方法在制备的过程中引入了化学浆料的印刷、掩膜的制备、掩膜的清洗等，工艺过程复杂，且容易引起污染。因此，如何简单快捷地制备正面局域钝化接触结构，是目前研究者关注的重点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种钝化接触太阳能电池的制备方法。本专利技术采用在正面局域制备钝化接触结构的方法，既发挥了钝化接触的优势，又避免了正面多晶硅薄膜光吸收带来的电流损失。本专利技术的一种钝化接触太阳能电池的制备方法，其技术方案为：包括以下步骤：(1)、对激光图形化扫描之前的晶体硅基体进行预处理，以在晶体硅基体正面依次形成正面发射极、正面隧穿氧化层和正面非晶硅层；(2)、对晶体硅基体的正面非晶硅层用激光器进行图形化扫描，使得被激光器扫描区域的正面非晶硅层完成晶化，形成正面掺杂多晶硅层；其中，激光器的功率为20～38W；(3)、清洗晶体硅基体，以去除未被激光器扫描区域的正面非晶硅层和正面隧穿氧化层；(4)、在晶体硅基体的背面依次沉积背面隧穿氧化层和背面非晶硅层，并对背面非晶硅层进行掺杂，使背面非晶硅层完成晶化，形成背面掺杂多晶硅层；(5)、对晶体硅基体的双面进行钝化处理；(6)、对晶体硅基体的双面进行金属化处理。本专利技术提供的一种钝化接触太阳能电池的制备方法，还包括如下附属技术方案：其中，在步骤(2)中，所述激光器为纳秒激光器，所述纳秒激光器的扫描速度为1500～20000mm/s。其中，在步骤(3)中，使用酸溶液和/或碱溶液清洗晶体硅基体，以去除未被激光器扫描区域的所述正面非晶硅层和正面隧穿氧化层。其中，使用氢氧化钠溶液、氨水、氢氟酸、或硝酸与氢氟酸的混合溶液清洗晶体硅基体。其中，在步骤(1)中，所述对晶体硅基体进行预处理，以在晶体硅基体正面依次形成正面发射极、正面隧穿氧化层和正面非晶硅层包括：(1)’、对晶体硅基体进行双面制绒处理，并扩散，形成正面P+发射极和正面硼硅玻璃层，同时在背面形成背面硼硅玻璃层；(2)’、去除正面硼硅玻璃层和背面硼硅玻璃层；(3)’、在晶体硅基体的正面P+发射极上沉积正面隧穿氧化层和正面非晶硅层。在步骤(2)’中，采用链式刻蚀机对扩散后的晶体硅基体的背面进行刻蚀，以去除晶体硅基体背面硼硅玻璃层和正面硼硅玻璃层；刻蚀溶液为氢氟酸、硝酸、以及硫酸的混合溶液；刻蚀完成后，晶体硅基体减重0.2g～0.5g，晶体硅基体背面反射率大于30％。其中，在步骤(1)’中，硼扩散的硼源为三溴化硼或者硼浆，扩散温度为900～1070℃，扩散时间为90～240min。其中，在步骤(3)’中，所述正面隧穿氧化层的厚度为0.5-2nm，所述正面非晶硅层的厚度为20nm～150nm。在步骤(4)中，所述背面隧穿氧化层的厚度为0.5-2nm，所述背面非晶硅层的厚度为20nm～150nm；对所述背面非晶硅层进行掺杂的方式为磷离子注入法或者磷扩散法。其中，在步骤(5)中，正面钝化减反膜为SiO2、SiNX或Al2O3介质膜中的一种或任几种的组合；背面钝化减反膜为SiO2、SiNX介质膜中的一种或两种的组合。其中，在步骤(6)中，采用掺铝银浆印刷正面主栅和正面副栅，采用银浆印刷背面主栅和背面副栅；其中，正面副栅线宽为35～90um，其互相平行设置；背面副栅线宽为30～90um，其互相平行设置。本专利技术的实施包括以下技术效果：本专利技术采用激光对晶体硅基体的正面非晶硅层进行图形化扫描，以对正面钝化接触结构进行退火，再利用退火区域与非退火区域与酸溶液或者碱溶液反应速率的差异来制备正面局域钝化接触结构。该方法制备局域钝化接触结构相较现有方法，如印刷耐酸碱浆料，利用掩膜工艺等，该方法实现过程简单，制备时间短，只需要增加激光一个步骤，不需要额外增加很多步骤，不会额外带入化学污染，且容易实现大批量生产。附图说明图1为本专利技术实施例的一种钝化接触太阳能电池的制备方法步骤(1)’后的电池结构截面示意图。图2为本专利技术实施例的一种钝化接触太阳能电池的制备方法步骤(2)’后的电池结构截面示意图。图3为本专利技术实施例的一种钝化接触太阳能电池的制备方法步骤(3)’后的电池结构截面示意图。图4为本专利技术实施例的一种钝化接触太阳能电池的制备方法步骤(2)后的电池结构截面示意图。图5为本专利技术实施例的一种钝化接触太阳能电池的制备方法步骤(3)后的电池结构截面示意图。图6为本专利技术实施例的一种钝化接触太阳能电池的制备方法步骤(4)后的电池结构截面示意图。图7为本专利技术实施例的一种钝化接触太阳能电池的制备方法步骤(5)后的电池结构截面示意图。图8为本专利技术实施例的一种钝化接触太阳能电池的制备方法步骤(6)后的电池结构截面示意图。图中，1-N型晶体硅基体，2-硼硅玻璃层，3-正面隧穿氧化层，4-正面非晶硅层，5-正面掺杂多晶硅层，6-背面隧穿氧化层，7-背面非晶硅层，8-背面钝化薄膜，9-正面钝化膜，10-背面副栅，11-正面副栅具体实施方式下面结合实例对本专利技术进行详细的说明。具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的权利要求范围内都受到保护。本专利技术的一种钝化接触太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：(1)、对激光图形化扫描之前的晶体硅基体进行预处理，以在晶体硅基体正面依次形成正面发射极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钝化接触太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)、对晶体硅基体进行预处理，以在晶体硅基体正面依次形成正面发射极、正面隧穿氧化层和正面非晶硅层；/n(2)、对晶体硅基体的正面非晶硅层用激光器进行图形化扫描，使得被激光器扫描区域的正面非晶硅层完成晶化，形成正面掺杂多晶硅层；其中，激光器的功率为20～38W；/n(3)、清洗晶体硅基体，以去除未被激光器扫描区域的正面非晶硅层和正面隧穿氧化层；/n(4)、在晶体硅基体的背面依次沉积背面隧穿氧化层和背面非晶硅层，并对背面非晶硅层进行掺杂，使背面非晶硅层完成晶化，形成背面掺杂多晶硅层；/n(5)、对晶体硅基体的双面进行钝化处理；/n(6)、对晶体硅基体的双面进行金属化处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种钝化接触太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、对晶体硅基体进行预处理，以在晶体硅基体正面依次形成正面发射极、正面隧穿氧化层和正面非晶硅层；
(2)、对晶体硅基体的正面非晶硅层用激光器进行图形化扫描，使得被激光器扫描区域的正面非晶硅层完成晶化，形成正面掺杂多晶硅层；其中，激光器的功率为20～38W；
(3)、清洗晶体硅基体，以去除未被激光器扫描区域的正面非晶硅层和正面隧穿氧化层；
(4)、在晶体硅基体的背面依次沉积背面隧穿氧化层和背面非晶硅层，并对背面非晶硅层进行掺杂，使背面非晶硅层完成晶化，形成背面掺杂多晶硅层；
(5)、对晶体硅基体的双面进行钝化处理；
(6)、对晶体硅基体的双面进行金属化处理。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，
所述激光器为纳秒激光器，所述纳秒激光器的扫描速度为1500～20000mm/s。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，
使用酸溶液和/或碱溶液清洗晶体硅基体，以去除未被激光器扫描区域的所述正面非晶硅层和正面隧穿氧化层。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，使用氢氧化钠溶液、氨水、氢氟酸、或硝酸与氢氟酸的混合溶液清洗晶体硅基体。


5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述对晶体硅基体进行预处理，以在晶体硅基体正面依次形成正面发射极、正面隧穿氧化层和正面非晶硅层包括：
(1)’、对晶体硅基体进行双面制绒处理，并扩散，形成正面P+发射极和正面硼硅玻璃层，同时在背面形成背面硼硅玻璃层；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉，马丽敏，吴伟梁，陈程，刘志锋，林建伟，
申请(专利权)人：泰州中来光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32