一种钝化接触的太阳能电池制造技术

本发明专利技术提供了一种钝化接触的太阳能电池，所述太阳能电池包括第一导电类型的半导体衬底，所述第一导电类型的半导体衬底正面具有金属接触区和非金属接触区，所述第一导电类型的半导体衬底背面依次层叠设置有隧穿层、第二导电类型的掺杂多晶硅层和介质层。在本发明专利技术中，可以同时钝化半导体衬底的正面和背面的金属

【技术实现步骤摘要】
一种钝化接触的太阳能电池


[0001]本专利技术属于晶体硅太阳能电池设计
，涉及一种钝化接触太阳能电池。

技术介绍

[0002]在晶体硅太阳能电池中，表面复合及金属
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半导体接触区的复合，是制约太阳能电池效率提升的关键因素。隧穿氧化层钝化接触(Topcon)技术是近年来显著提升光伏电池光电转换效率的技术。这种钝化接触结构是由在晶体硅上叠加一层超薄的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层形成。其中氧化层用来钝化表面，掺杂多晶硅层作为载流子选择性接触材料，可以显著降低金属
‑
半导体接触区的载流子复合，同时具有良好的接触性能，从而极大地提升太阳能电池的效率。
[0003]CN109585578A公开了一种背结太阳能电池及其制备方法，背结太阳能电池包括P型硅基体，硅基体的正面形成有第III族元素掺杂的局部前表面场，正面由内至外设有正面钝化层、钝化减反层，正面设有正面电极，背面由内至外设有隧穿氧化层、第V族元素掺杂的掺杂硅层、背面钝化层，背面设有背面电极。制备方法包括：在P型硅基体背面形成隧穿氧化层，在隧穿氧化层上形成用V族元素掺杂的掺杂硅层，形成正面钝化层、钝化减反层与背面钝化层，在背面印银栅线，钝化减反层印金属栅线并烧结。该方法能得到背结太阳能电池，降低金属半导体接触区的少子复合，避免硼掺杂或开槽，避免高温损伤硅基体，金属栅线上叠加银线降低栅线电阻。
[0004]CN108666393A公开了一种太阳能电池的制备方法及太阳能电池，该方法包括：衬底经制绒和背面抛光处理后，在所述衬底的正面制备第一隧穿氧化层，在所述衬底的背面制备第二隧穿氧化层；在所述第一隧穿氧化层中与正面栅线对应区域的表面生长第一多晶硅层，在所述第二隧穿氧化层的表面生长第二多晶硅层，并在所述衬底的正面制备前场，在所述衬底的背面制备发射极；在制备前场和发射极后的衬底的正面生长第一减反膜，衬底的背面生长第二减反膜；在制备第一减反膜和第二减反膜后的衬底的正面印刷正面栅线，衬底的背面印刷背面栅线，并进行烧结处理，该专利技术能够提高太阳能电池的效率。
[0005]CN111162145A公开了一种具有选择性发射极结构的钝化接触太阳能电池及其制备方法。该方法包括：在N型晶体硅基体的两个表面均制备制绒面；在基体正表面的制绒面上进行硼扩散处理，形成轻掺杂区层；在轻掺杂区层利用掩膜进行局部硼离子注入，并退火，形成局部重掺杂区；在基体背表面的制绒面上制备隧穿氧化层，并在隧穿氧化层上制备磷掺杂多晶硅层；在磷掺杂多晶硅层上制备氮化硅减反射层；在基体正面的轻掺杂区层上制备氧化铝钝化层，并在氧化铝钝化层上制备氮化硅减反射层；对基体两个面均丝网印刷金属化浆料，并烧结。该专利技术可以显著降低发射极表面的复合电流，从而能将N型钝化接触电池效率提升0.2％以上。
[0006]目前电池的Topcon技术日益趋于成熟，已经实现了规模化量产，是下一代主流技术的种子选手之一。由于多晶硅层的吸光系数较大，会导致严重的寄生吸收和电流损失，因此常规的Topcon技术针对电池只有背面(非主受光面)有钝化接触结构，正面(主受光面)仍
是传统的重掺或选择性掺杂的发射极。也就是说，常规Topcon电池结构只对背面的金属接触区进行钝化，一定程度上提高了开路电压和转换效率，因此，亟需开发设计一种新的太阳能电池结构以满足实际生产生活的需求，同时提高太阳能电池的性能。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种钝化接触的太阳能电池，在本专利技术中，可以同时钝化半导体衬底的正面和背面的金属
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半导体衬底接触区，降低两面接触区的载流子复合，并将发射极放到背面，可以降低正面非接触区的载流子复合，从而获得比常规Topcon更高的开路电压和转换效率。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种钝化接触的太阳能电池，所述太阳能电池包括第一导电类型的半导体衬底，所述第一导电类型的半导体衬底正面具有金属接触区和非金属接触区，所述金属接触区的第一导电类型的半导体衬底表面依次层叠设置有隧穿层和第一导电类型的掺杂多晶硅层，所述第一导电类型的掺杂多晶硅层和金属电极接触。
[0010]所述非金属接触区的第一导电类型的半导体衬底表面设置有第一导电类型的轻掺杂层，或叠加的隧穿层和第一导电类型的掺杂多晶硅层，或无隧穿层和多晶硅层也无掺杂层，所述非金属接触区的第一导电类型的半导体衬底表面最外层设置有介质层。
[0011]所述第一导电类型的半导体衬底背面依次层叠设置有隧穿层、第二导电类型的掺杂多晶硅层和介质层，所述金属电极和第二导电类型的掺杂多晶硅层接触。
[0012]所述第一导电类型的半导体衬底正面为主受光面，所述第一导电类型的半导体衬底背面为非主受光面。
[0013]在本专利技术中，可以同时钝化半导体衬底的正面和背面的金属
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半导体衬底接触区，降低两面接触区的载流子复合，并将发射极放到背面，可以降低正面非接触区的载流子复合，从而获得比常规Topcon更高的开路电压和转换效率。
[0014]需要说明的是，本专利技术中的隧穿层制备方法包括但不限于热氧法、湿化学法、PECVD法、ALD法或准分子源干氧法等；本专利技术中的掺杂多晶硅层可以是由化学气相沉积(CVD)法制备，包括但不限于LPCVD、PECVD等，再经过热处理形成多晶硅，其掺杂方式可以是原位掺杂或非原位掺杂，非原位掺杂包括但不限于热扩散、离子注入、含源浆料印刷等方式；本专利技术中的金属电极可以为丝网印刷的金属浆料、电镀金属或喷墨打印、激光转印、蒸镀的金属，具体选择依照实际情况而定，且介质膜在金属接触区可以存在或者不存在，可以通过激光、刻蚀等手段开孔也可以不开孔。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的金属接触区的隧穿层厚度为≤3nm，例如可以是1nm、1.5nm、2nm、2.5nm、3nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0016]所述的金属接触区的第一导电类型的掺杂多晶硅层厚度为10～1000nm，例如可以是10nm、100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0017]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述的非金属接触区的第一导电类型的轻掺杂层方阻为50～1000ohm/sq，例如可以是50ohm/sq、100ohm/sq、200ohm/sq、300ohm/sq、
400ohm/sq、500ohm/sq、600ohm/sq、700ohm/sq、800ohm/sq、900ohm/sq、1000ohm/sq，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]所述的非金属接触区的叠加的隧穿层厚度为≤3nm，例如可以是1nm、1.5nm、2nm、2.5nm、3nm，但并不仅限于所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钝化接触的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池包括第一导电类型的半导体衬底，所述第一导电类型的半导体衬底正面具有金属接触区和非金属接触区，所述金属接触区的第一导电类型的半导体衬底表面依次层叠设置有隧穿层和第一导电类型的掺杂多晶硅层，所述第一导电类型的掺杂多晶硅层和金属电极接触；所述非金属接触区的第一导电类型的半导体衬底表面设置有第一导电类型的轻掺杂层，或叠加的隧穿层和第一导电类型的掺杂多晶硅层，或无隧穿层和多晶硅层也无掺杂层，所述非金属接触区的第一导电类型的半导体衬底表面最外层设置有介质层；所述第一导电类型的半导体衬底背面依次层叠设置有隧穿层、第二导电类型的掺杂多晶硅层和介质层，所述金属电极和第二导电类型的掺杂多晶硅层接触；所述第一导电类型的半导体衬底正面为主受光面，所述第一导电类型的半导体衬底背面为非主受光面。2.根据权利要求1所述的钝化接触的太阳能电池，其特征在于，所述的金属接触区的隧穿层厚度为≤3nm；所述的金属接触区的第一导电类型的掺杂多晶硅层厚度为10～1000nm。3.根据权利要求1所述的钝化接触的太阳能电池，其特征在于，所述的非金属接触区的第一导电类型的轻掺杂层方阻为50～1000ohm/sq；所述的非金属接触区的叠加的隧穿层厚度为≤3nm；所述的非金属接触区的叠加的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡匀匀，徐冠超，张倬涵，张学玲，陈达明，陈奕峰，冯志强，皮亚同，
申请(专利权)人：天合光能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：