光伏电池正面钝化接触结构及应用制造技术

本发明专利技术属于光伏电池技术领域，具体涉及一种光伏电池正面钝化接触结构及应用。所述光伏电池正面钝化接触结构为SiO2/TiO2/ZnO叠层结构或TiO2/ZnO叠层结构；SiO2/TiO2/ZnO叠层结构中，SiO2层厚度为1~2nm，TiO2层厚度为10~100nm，ZnO层厚度为5~20nm；TiO2/ZnO叠层结构中，TiO2层厚度为10~100nm，ZnO层厚度为5~20nm。本发明专利技术的光伏电池正面钝化接触结构，实现了对电池正面的良好钝化，不仅不影响光伏电池的光学利用率，反而可以改善陷光效果，提高光学利用率，同时降低远红外波段产生的热辐射升温，降低电池工作温度，增强电池可靠性。增强电池可靠性。增强电池可靠性。

【技术实现步骤摘要】
光伏电池正面钝化接触结构及应用


[0001]本专利技术属于光伏电池
，具体涉及一种光伏电池正面钝化接触结构及应用。

技术介绍

[0002]目前光伏市场上的主流光伏电池为PERC电池，正面和背面虽然均采用介质层进行钝化，但是仍需要局部区域的金属接触将光生载流子提取出来，而金属接触区域的复合严重，成为限制PERC电池效率提升的重要制约因素。
[0003]为进一步提高光伏电池的表面钝化效果，降低载流子复合，TOPCon技术逐渐受到各光伏企业的青睐。现有的TOPCon技术通常采用超薄氧化层与掺杂多晶硅层组成的复合膜层作为隧穿氧化钝化层，同时起到化学钝化和场钝化的作用。多晶硅层作为制备光伏电池功能层的重要材料之一，其对入射光具有较高的吸光系数。因此，额外增加的多晶硅层会降低光伏电池的有效光吸收，一定程度上降低光伏电池的量子效率，进而导致光伏电池的短路电流和效率降低。
[0004]例如专利CN111009583A和CN202110805992.0在PN结的正面和背面均采用常规的SiO2/掺杂poly
‑
Si叠层作为TOPCon结构，并在正面和背面的poly
‑
Si表面均沉积透明导电膜增强横向导电性。但正面TOPCon结构的寄生吸收较为严重，影响电池光吸收。
[0005]目前TOPCon电池主要基于n型硅片，背面沉积隧穿氧化钝化层（SiO2/poly
‑
Si叠层钝化），正面采用借鉴PERC电池的正面结构（进行硼扩散后采用Al2O3/SiN
x
对表面进行钝化）。由于poly
‑
Si对太阳入射光具有较大的吸收系数，因此目前的主流TOPCon结构中通常仅有背面采用TOPCon结构，避免正面使用TOPCon结构导致的光学损失，这就使得电池正表面没有得到更好的钝化，限制了电池效率的提升水平。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种光伏电池正面钝化接触结构，实现了对电池正面的良好钝化，不仅不影响光伏电池的光学利用率，反而可以改善陷光效果提高了光学利用率，同时降低远红外波段产生的热辐射升温，降低电池工作温度，增强电池可靠性；本专利技术还提供其应用。
[0007]本专利技术所述的光伏电池正面钝化接触结构，为SiO2/TiO2/ZnO叠层结构或TiO2/ZnO叠层结构；SiO2/TiO2/ZnO叠层结构中，SiO2层厚度为1~2 nm，TiO2层厚度为10~100 nm，ZnO层厚度为5~20 nm；TiO2/ZnO叠层结构中，TiO2层厚度为10~100 nm，ZnO层厚度为5~20 nm。
[0008]所述SiO2层的制备方法为热氧化、等离子体氧化法、等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）或低压气相沉积法（LPCVD）。
[0009]所述TiO2层优选使用本征二氧化钛；制备方法优选为溶胶凝胶法、化学气相沉积法、物理气相沉积或喷雾热解法。
[0010]所述ZnO层使用掺杂ZnO，优选为掺铝氧化锌（AZO）或者掺硼氧化锌（BZO）；制备方
法优选为化学气相沉积法、物理气相沉积法、溶液法或磁控溅射法。
[0011]本专利技术所述的光伏电池正面钝化接触结构的应用，用于p型TOPCon电池的正面。
[0012]所述SiO2/TiO2/ZnO叠层结构用于p型TOPCon电池时，包括以下步骤：
①ꢀ
对p型晶硅进行清洗并制备金字塔绒面陷光结构；
②ꢀ
对p型晶硅正面进行磷扩散，形成n型掺杂区；
③ꢀ
去除衬底p型晶硅侧面的磷硅玻璃和n型掺杂区，同时去除背面的磷硅玻璃和n型掺杂区，去除正面的磷硅玻璃；
④ꢀ
对扩散后p型晶硅衬底进行SiO2层制备，在其两面均生长1~2nm的SiO2层，即正面SiO2层和背面SiO2层；
⑤ꢀ
在p型晶硅衬底背面SiO2层上沉积硼掺杂多晶硅层，厚度为50~200nm，并于600~800℃退火；
⑥ꢀ
去除绕镀到正面及侧面的硼掺杂多晶硅层，露出正面SiO2层；
⑦ꢀ
在正面SiO2层表面沉积正面TiO2层，厚度为10~100nm；在正面TiO2层表面沉积掺硼氧化锌层，厚度为5~20nm；在掺硼氧化锌层表面沉积SiN
x
:H层，即正面钝化层，厚度为60~100nm；
⑧
在背面硼掺杂多晶硅层表面沉积背面钝化层；
⑨ꢀ
背面钝化层上印刷背面电极，正面钝化层表面印刷正面电极，并进行退火。
[0013]在一种实施方式中，步骤
⑦
的具体操作为：LPCVD沉积TiO2，将正面SiO2层朝外放置在基板上，以四异丙醇钛为源气体，以N2作为载气，向腔室内通入四异丙醇钛、N2、O2和水蒸气，其中钛源温度和水源温度为20~60℃，腔室压强100~700Pa，沉积温度80~300℃，氧气流量为0~200ml/min，四异丙醇钛和N2的流量10~100ml/min，H2O和N2的流量20~200ml/min；LPCVD沉积硼掺杂ZnO，以乙硼烷、二乙基锌和水蒸气为源气体，以Ar作为载气通入反应腔内，衬底温度为80~200℃，乙硼烷流量为20~100sccm，二乙基锌和水蒸气的流量为200~600 sccm，沉积时间150~450 s，退火温度150~300℃，退火时间10~30 min。
[0014]所述TiO2/ZnO叠层结构用于p型TOPCon电池时，包括以下步骤：
①ꢀ
对p型晶硅进行清洗并制备金字塔绒面陷光结构；
②ꢀ
对p型晶硅正面进行磷扩散，形成n型掺杂区；
③ꢀ
去除衬底p型晶硅侧面和背面的磷硅玻璃和n型掺杂区；
④ꢀ
对扩散后p型晶硅衬底背面生长1~2nm的背面SiO2层；然后在背面SiO2层上沉积硼掺杂多晶硅层，厚度为50~200nm，并于600~800℃退火；
⑤ꢀ
去除绕镀到正面及侧面的硼掺杂多晶硅层，去除n型掺杂区n型掺杂区表面的磷硅玻璃；
⑥ꢀ
在正面n型掺杂区表面沉积正面SiO2层，厚度为10~100nm；在正面SiO2层表面沉积掺硼氧化锌层，厚度为5~20nm；在掺硼氧化锌层表面沉积SiN
x
:H层，即正面钝化层，厚度为60~100nm；
⑦ꢀ
在背面硼掺杂多晶硅层表面沉积背面钝化层；
⑧ꢀ
背面钝化层上印刷背面电极，正面钝化层表面印刷正面电极，并进行退火。
[0015]在一种实施方式中，步骤
⑥
的具体操作为：
LPCVD沉积TiO2，将正面n型掺杂区朝外放置在基板上，以四异丙醇钛为源气体，以N2作为载气，向腔室内通入四异丙醇钛、N2、O2和水蒸气，其中钛源温度和水源温度为20~60℃，腔室压强100~700Pa，沉积温度80~300℃，氧气流量为0~200ml/min，四异丙醇钛和N2的流量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏电池正面钝化接触结构，其特征在于：为SiO2/TiO2/ZnO叠层结构或TiO2/ZnO叠层结构；SiO2/TiO2/ZnO叠层结构中，SiO2层厚度为1~2nm，TiO2层厚度为10~100nm，ZnO层厚度为5~20nm；TiO2/ZnO叠层结构中，TiO2层厚度为10~100nm，ZnO层厚度为5~20nm。2.根据权利要求1所述的光伏电池正面钝化接触结构，其特征在于：所述ZnO层使用掺硼氧化锌。3.根据权利要求1所述的光伏电池正面钝化接触结构，其特征在于：所述SiO2层的制备方法为热氧化、等离子体氧化法、等离子体增强化学气相沉积法或低压气相沉积法。4.根据权利要求1所述的光伏电池正面钝化接触结构，其特征在于：所述TiO2层的制备方法为溶胶凝胶法、化学气相沉积法、物理气相沉积或喷雾热解法。5.根据权利要求1所述的光伏电池正面钝化接触结构，其特征在于：所述ZnO层的制备方法为化学气相沉积法、物理气相沉积法、溶液法或磁控溅射法。6.一种权利要求1
‑
5任一项所述的光伏电池正面钝化接触结构的应用，其特征在于：用于p型TOPCon电池的正面。7.根据权利要求6所述的光伏电池正面钝化接触结构的应用，其特征在于：SiO2/TiO2/ZnO叠层结构用于p型TOPCon电池时，包括以下步骤：
①ꢀ
对p型晶硅（1）进行清洗并制备金字塔绒面陷光结构；
②ꢀ
对p型晶硅（1）正面进行磷扩散，形成n型掺杂区（2）；
③ꢀ
去除衬底p型晶硅（1）侧面的磷硅玻璃和n型掺杂区（2），同时去除背面的磷硅玻璃和n型掺杂区（2），去除正面的磷硅玻璃；
④ꢀ
对扩散后p型晶硅（1）衬底进行SiO2层制备，在其两面均生长1~2nm的SiO2层，即正面SiO2层（101）和背面SiO2层（201）；
⑤ꢀ
在p型晶硅（1）衬底背面SiO2层（201）上沉积硼掺杂多晶硅层（202），厚度为50~200nm，并于600~800℃退火；
⑥ꢀ
去除绕镀到正面及侧面的硼掺杂多晶硅层（202），露出正面SiO2层（101）；
⑦ꢀ
在正面SiO2层（101）表面沉积正面TiO2层（102），厚度为10~100nm；在正面TiO2层（102）表面沉积掺硼氧化锌层（103），厚度为5~20nm；在掺硼氧化锌层（103）表面沉积SiN
x
:H层，即正面钝化层（104），厚度为60~100nm；
⑧
在背面硼掺杂多晶硅层（202）表面沉积背面钝化层（203）；
⑨ꢀ
背面钝化层（203）上印刷背面电极（204），正面钝化层（104）表面印刷正面电极（105），并进行退火。8.根据权利要求7所述的光伏电池正面钝化接触结构的应用，其特征在于：步骤
⑦
的具体操作为：LPCVD沉积TiO2，将正面SiO2层（101）朝外放置在基板上，以四异丙醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：任慧雪，张树德，钱洪强，周海龙，荆蓉蓉，张俊巍，程志桓，
申请(专利权)人：苏州腾晖光伏技术有限公司，
类型：发明
国别省市：