一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池结构及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池结构及其制备方法，其结构包括晶硅衬底，晶硅衬底的前表面从内到外包括正面掺杂层和正面钝化层，晶硅衬底的背表面从内到外分别包括隧穿氧化层、交替排列的n+掺杂非晶硅层/p+掺杂非晶硅层、激光开槽区、背面钝化层、负电极/正电极；本发明专利技术采用TOPCon背面接触钝化方式和异质结方式结合的电池结构，优化了掺杂非晶硅生长方式，在保留IBC高短路电流的特点下，提高太阳电池钝化能力和接触能力，同时有效地降低了制造成本；其次，通过优化金属正电极、负电极，通过缩窄主栅线宽，增加pad点，可降低浆料的耗量，正极pad与负极pad图形不同进行区分，便于组件焊接时进行区分，减少组件焊接出现错误的概率。组件焊接出现错误的概率。组件焊接出现错误的概率。

【技术实现步骤摘要】
一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池结构及其制备方法


[0001]本专利技术涉及太阳能电池领域，具体涉及一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着能源需求的不断提高，在传统化石燃料能源枯竭，以及人们环保意识的增强的背景下，发展清洁环保、可再生能源成为人类发展的当务之急，太阳能是一种清洁的可再生的能源,取之不尽，用之不竭。因此开发和利用太阳能为代表的清洁环保、可再生的新能源将成为最具发展前景的能源之一。
[0003]对于晶硅太阳能电池，尤其IBC电池，其特点是电池正面无电极，正负电极金属栅线指状交叉排列与电池背面，具有更高的短路电流，并可有效降低电池的温度系数，具有很大的发展潜力。但现有的IBC电池制作技术还存在成本高、金属接触区域复合大、正负电极图形设计不合理影响组件焊接时不易区分等问题。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池结构，包括晶硅衬底；设置于晶硅衬底前表面的正面掺杂层；设置于正面掺杂层上的正面钝化层；设置于晶硅衬底背表面的隧穿氧化层；交替排列设置于隧穿氧化层上的n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层；设置于n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层上的负电极、正电极；以及设置于n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层之间的激光开槽区；所述n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层及激光开槽区上还设有背面钝化层。
[0005]优选地，所述正电极包括多条正极主栅、多条正极细栅、多个正极pad点，所述正极主栅连接于正极 pad点之间，所述正极细栅与正极主栅交叉垂直设置；
[0006]所述负电极包括多条负极主栅、多条负极细栅、多个负极pad点，所述负极主栅连接于负极pad点之间，所述负极细栅与负极主栅交叉垂直设置；
[0007]所述正极主栅、负极主栅均由若干段相等主栅线段组成，所述正极主栅与负极主栅相互平行并呈交错排列；
[0008]所述正极pad点与负极pad点图形结构不相同。
[0009]优选地，所述正极主栅、负极主栅是成对设置的，所述正极主栅和所述负极主栅的数量为最少1对；所述正极pad点以相等距离设置在正极主栅线段上，数量1
‑
5个，所述负极pad点以相等距离设置在负极主栅线段上，数量1
‑
5个，所述正极主栅、负极主栅的宽度为0.05
‑
1mm。
[0010]优选地，所述正极主栅与所述正极细栅的相交处、负极主栅与所述负极细栅的相交处均设有有防断栅，所述防断栅由正极细栅/负极细栅与正极主栅/负极主栅的相交处向远端逐渐变细，向近端逐渐变粗；
[0011]所述正极细栅、负极细栅均由若干细栅区域线路组成，所述正极细栅、负极细栅的区域线路间设有间隙，正极细栅、负极细栅的相邻区域线路间的水平间距为0.5
‑
2mm，垂直间距为1
‑
3mm，正极细栅与负极细栅相互平行并呈交错排列；
[0012]所述正极细栅其数量设置为2
‑
12根，所述负极细栅其数量设置为2
‑
12根。
[0013]优选地，所述正极pad点、负极pad点的形状不同，其形状结构包括长方形、工字形、圆形和十字架形；所述正极pad点或负极pad点分布在边缘主栅上时，其大小是在中间主栅上时大小的一半。
[0014]优选地，所述晶硅衬底为N型单晶硅或P型单晶硅中的任意一种；所述晶硅前表面为制绒面，背表面为抛光面。
[0015]优选地，所述正面掺杂层厚度为50
‑
120nm，方阻80
‑
180Ω。
[0016]优选地，所述隧穿氧化层厚度1
‑
2nm；所述n+掺杂非晶硅层厚度为50
‑
150nm，方阻80
‑
180Ω，所述 p+掺杂非晶硅层，厚度为50
‑
150nm，方阻130
‑
180Ω。
[0017]优选地，所述正面钝化层为SiO2层、AlOx层、SiNx层、SiONx层中的一种或几种叠层组合，钝化层厚度50
‑
100nm，折射率1.7
‑
2.4；所述背表面钝化层为SiNx层和SiONx层中的一种或两种叠层组合，钝化厚度50
‑
100nm，折射率1.7
‑
2.4。
[0018]优选地，其制备方法包括以下步骤：
[0019]步骤一：碱抛，使用KOH或NaOH碱溶液对晶硅衬底进行双面抛光；
[0020]步骤二：采用LPCVD制备晶硅衬底背面钝化接触结构；
[0021]步骤三：采用热氧化在晶硅衬底背表面沉积一层SiOx掩膜；
[0022]步骤四：制绒，对晶硅衬底正表面织构化馅光；
[0023]步骤五：激光开槽，对晶硅衬底背表面n+区进行激光开槽；
[0024]步骤六：磷扩散，使用低压扩散炉对晶硅衬底正表面、背表面进行磷掺杂；
[0025]步骤七：刻蚀，利用HF酸溶液去除PSG及掩膜层；
[0026]步骤八：印刷硼浆及激光掺杂，p+区掺杂，采用LPCVD掺杂技术实现，p+掺杂非晶硅层通过丝网印刷工艺把硼浆印刷在晶硅衬底背面，再利用激光掺杂工艺直实现硼掺杂；
[0027]步骤九：激光开槽，对背面n+区与p+区中间区域开槽；
[0028]步骤十：双面镀膜，制备正反面钝化减反射膜；
[0029]步骤十一：丝网印刷及烧结。
[0030]采用以上方案后，本专利技术具有如下优点：本专利技术背面接触方式采用背面TOPCon背面接触钝化方式的电池结构，优化了掺杂非晶硅生长方式，在保留IBC高短路电流的特点下，提高太阳电池钝化能力和接触能力，同时有效地降低了制造成本。优化金属正电极、负电极，通过缩窄主栅线宽，增加pad点，可以降低浆料的耗量，正极pad与负极pad图形不同进行区分，从而便于组件焊接时进行区分，减少组件焊接出现错误的概率，设计防断栅结构，保证了细栅与主栅的良好接触。
附图说明
[0031]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解的是，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根
据这些附图获得其他相关的附图。
[0032]图1为本专利技术一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池结构的电池局部结构示意图；
[0033]图2为本专利技术一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池结构的电池背面电极图形结构示意图；
[0034]图3为图2中A处局部放大的电极防断栅结构示意图；
[0035]图4为本专利技术一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池结构，其特征在于：包括晶硅衬底；设置于晶硅衬底前表面的正面掺杂层；设置于正面掺杂层上的正面钝化层；设置于晶硅衬底背表面的隧穿氧化层；交替排列设置于隧穿氧化层上的n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层；设置于n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层上的负电极、正电极；以及设置于n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层之间的激光开槽区；所述n+掺杂非晶硅层、p+掺杂非晶硅层及激光开槽区上还设有背面钝化层。2.根据权利要求1所述的一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池结构，其特征在于，所述正电极包括多条正极主栅、多条正极细栅、多个正极pad点，所述正极主栅连接于正极pad点之间，所述正极细栅与正极主栅交叉垂直设置；所述负电极包括多条负极主栅、多条负极细栅、多个负极pad点，所述负极主栅连接于负极pad点之间，所述负极细栅与负极主栅交叉垂直设置；所述正极主栅、负极主栅均由若干段相等主栅线段组成，所述正极主栅与负极主栅相互平行并呈交错排列；所述正极pad点与负极pad点图形结构不相同。3.根据权利要求2所述的一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池结构，其特征在于，所述正极主栅、负极主栅是成对设置的，所述正极主栅和所述负极主栅的数量为最少1对；所述正极pad点以相等距离设置在正极主栅线段上，数量1
‑
5个，所述负极pad点以相等距离设置在负极主栅线段上，数量1
‑
5个，所述正极主栅、负极主栅的宽度为0.05
‑
1mm。4.根据权利要求2所述的一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池结构，其特征在于，所述正极主栅与所述正极细栅的相交处、负极主栅与所述负极细栅的相交处均设有有防断栅，所述防断栅由正极细栅/负极细栅与正极主栅/负极主栅的相交处向远端逐渐变细，向近端逐渐变粗；所述正极细栅、负极细栅均由若干细栅区域线路组成，所述正极细栅、负极细栅的区域线路间设有间隙，正极细栅、负极细栅的相邻区域线路间的水平间距为0.5
‑
2mm，垂直间距为1
‑
3mm，正极细栅与负极细栅相互平行并呈交错排列；所述正极细栅其数量设置为2
‑
12根，所述负极细栅其数量设置为2
‑
12根。5.根据权利要求2所述的一种TOPCon背面钝化接触结构的IBC太阳能电池结构，其特征在于，所述正极pad点、负极pad点的形状不同，其形...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧文凯，李含朋，向亮睿，
申请(专利权)人：普乐新能源科技徐州有限公司，
类型：发明
国别省市：