异质结太阳能电池制造技术

本发明专利技术属于太阳能电池技术领域，涉及一种异质结太阳能电池，它包括由向光面至背光面依次叠设的第一电极、第一导电膜层、P型微晶叠层、本征膜层、半导体基板、隧穿氧化层、N型半导体膜层、第二导电膜层以及第二电极；所述P型微晶叠层包含一层以上的含氧型微晶层和一层以上的非含氧型微晶层。本发明专利技术的目的在于提供一种异质结太阳能电池，背面隧穿氧化层和n掺杂多晶硅层组成的TOPCON技术具有钝化效果好，导电性佳的特点，同时正面采用P型微晶叠层，用含氧型微晶层加强电学势垒同时拓宽光学能隙，既保证了电池的开路电压，又提升了电池填充因子。子。子。

【技术实现步骤摘要】
异质结太阳能电池


[0001]本专利技术属于太阳能电池
，涉及一种异质结太阳能电池。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断发展，太阳能电池已广泛应用于人们的日常生活以及工业中。近年来，太阳能电池生产技术不断进步，生产成本不断降低，转换效率不断提高，太阳能电池发电的应用日益广泛并成为电力供应的重要能源。
[0003]硅基异质结太阳能电池是其中一种高效的电池技术，其综合了单晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池的优势，有转换效率更高、高温特性好等特点，因此具有很大的市场潜力。
[0004]目前硅基异质结太阳能电池正背面的钝化层及掺杂层采用板式等离子体增强化学气相沉积（PECVD）设备沉积，沉积温度一般小于220℃，为减少掺杂元素的交叉污染，目前硅片一般采用背面本征非晶硅层、正面本征非晶硅层及N型掺杂非晶硅层、背面P型掺杂非晶硅层的顺序依序沉积，需要使用到3套板式PECVD镀膜设备，且中间需要进出真空腔室3次，其高昂设备成本，严重阻碍了异质结太阳能电池的发展。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种异质结太阳能电池，背面隧穿氧化层和n掺杂多晶硅层组成的TOPCON技术具有钝化效果好，导电性佳的特点，同时正面采用P型微晶叠层，用含氧型微晶层加强电学势垒同时拓宽光学能隙，既保证了电池的开路电压，又提升了电池填充因子。
[0006]本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种异质结太阳能电池，它包括由向光面至背光面依次叠设的第一电极、第一导电膜层、P型微晶叠层、本征膜层、半导体基板、隧穿氧化层、N型半导体膜层、第二导电膜层以及第二电极；所述P型微晶叠层包含一层以上的含氧型微晶层和一层以上的非含氧型微晶层。
[0007]较之现有技术而言，本专利技术的优点在于：1、背面隧穿氧化层和N型半导体膜层组成的TOPCON技术具有钝化效果好，导电性佳的特点，既保证了电池的开路电压，又提升了电池填充因子；2、正面采用P型微晶叠层，用含氧型微晶层加强电学势垒同时拓宽光学能隙，高度微晶化的非含氧型微晶层保证导电性，克服了单一P型非晶硅层无法兼顾钝化能力和导电性的缺点；3、由于背面用隧穿氧化层和N型半导体膜层取代了传统异质结的非晶N层或微晶N层，减少了平板式PECVD的设备投入，可以大幅降低异质结设备总成本。
附图说明
[0008]图1是本专利技术中高效异质结太阳能电池片一实施例的结构示意图；图2是本专利技术实施例中经双面抛光清洗后硅片的示意性截面图；图3是本专利技术实施例中在硅片表面依次形成隧穿氧化层及第一本征多晶硅层后的示意性截面图；图4是本专利技术实施例中硅片通过高温扩散后第一本征多晶层转换为N型多晶硅层及其表面形成磷硅玻璃层后的示意性截面图；图5是本专利技术实施例中去除硅片表面磷硅玻璃层后的示意性截面图；图6是本专利技术实施例中在硅片背面沉积氮化硅保护层后的示意性截面图；图7是本专利技术实施例中通过制绒清洗在硅片正面形成金字塔绒面的示意性截面图；图8是本专利技术实施例中去除硅片背面的氮化硅保护层后的示意性截面图；图9是本专利技术实施例中在硅片正面依次沉积第二本征非晶硅层、P型微晶叠层后的示意性截面图；图10是本专利技术实施例中在硅片背面形成高掺杂晶化硅膜层后的示意性截面图；图11是本专利技术实施例中在硅片的正背面沉积透明导电层后的示意性截面图；图12是本专利技术实施例中在硅片正背面上形成金属栅线电极后的示意性截面图；图13是本专利技术中高效异质结太阳能电池的制作的流程图；图14是本专利技术中高效异质结太阳能电池片一实施例的结构示意图。
[0009]标号说明：1、硅片，2、隧穿氧化层，3、第一本征多晶硅层，4、N型多晶硅层，4a、高掺杂晶化硅膜层，5、磷硅玻璃层，6、氮化硅保护层，7、第二本征非晶硅层，8、P型微晶叠层，81、第一非含氧型微晶层，82、含氧型微晶层，83、第二非含氧型微晶层，9、透明导电层，10、金属栅线电极。
具体实施方式
[0010]一种异质结太阳能电池，它包括由向光面至背光面依次叠设的第一电极、第一导电膜层、P型微晶叠层、本征膜层、半导体基板、隧穿氧化层、N型半导体膜层、第二导电膜层以及第二电极；所述P型微晶叠层包含一层以上的含氧型微晶层和一层以上的非含氧型微晶层。所述第二导电膜层覆盖N型半导体膜层上，第二电极设于第二导电膜层表面上，从而形成导电膜层与半导体膜层的全面积接触，避免电流在半导体膜层中的横向流动，提升导电能力。
[0011]所述半导体基板为单晶硅片，所述半导体基板向光面设有金字塔绒面，所述半导体基板背光面为化学抛光面。
[0012]所述本征膜层为氢化本征非晶硅层，厚度为3
‑
12nm；所述P型微晶叠层的厚度为9
‑
45nm。
[0013]所述N型半导体膜层为N型多晶硅层。
[0014]所述隧穿氧化层厚度为1
‑
2nm；所述N型多晶硅层的厚度为20
‑
300nm、方阻为30
‑
200Ω/
□
。
[0015]所述N型半导体膜层和第二导电膜层之间设有高掺杂晶化硅膜层。所述高掺杂晶
化硅膜层的厚度为0.3~3 nm，其掺杂浓度为1
×
10
19
‑2×
10
20
cm
‑3。所述高掺杂晶化硅膜层为N型掺杂（如掺磷）多晶，或，微晶，或，微晶、非晶的混和状态的硅薄膜，通过化学沉积或物理轰击的方式形成，其N型掺杂率高于N型半导体膜层的N型掺杂率，无序状态高于N型半导体膜层，不易氧化。因为所述高掺杂晶化硅膜层很薄，一般是多晶，微晶，微晶、非晶的混和状态的三种状态的混合态。在一优选方案中，高掺杂晶化硅膜层的微晶化率控制10%至70%，高掺杂晶化硅膜层的N型掺杂率是N型半导体膜层的N型掺杂率1
‑
5倍。
[0016]所述P型微晶叠层和N型半导体膜层的导电型掺杂浓度为10
19
‑
10
21
cm
‑3。
[0017]所述第一导电膜层和/或第二导电膜层为透明导电膜层。所述透明导电膜层为氧化铟锡ITO、掺钨的氧化铟IWO、掺镓掺锌氧化铟IGZO、掺铝氧化锌AZO、掺锌氧化铟IZO、掺镓氧化锌GZO、掺钛氧化铟ITiO中的一种膜层或两种以上膜层组合。
[0018]所述第一导电膜层的厚度为60
‑
110nm；所述第二导电膜层的厚度为15
‑
50nm。
[0019]所述P型微晶叠层中，含氧型微晶层的厚度为5
‑
20nm，非含氧型微晶层的厚度为5
‑
20nm。
[0020]所述P型微晶叠层包括由向光面至背光面依次叠设的非含氧型微晶层、含氧型微晶层以及非含氧型孵育层，其对应的膜厚比例为（0.5
‑
1.5）：1：（0.15
‑
0.6）。
[0021]所述P型微晶叠层的各个膜层为逐阶段提高P型掺杂气体与硅烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质结太阳能电池，其特征在于：它包括由向光面至背光面依次叠设的第一电极、第一导电膜层、P型微晶叠层、本征膜层、半导体基板、隧穿氧化层、N型半导体膜层、第二导电膜层以及第二电极；所述P型微晶叠层包含一层以上的含氧型微晶层和一层以上的非含氧型微晶层。2.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述半导体基板为单晶硅片，所述半导体基板向光面设有金字塔绒面，所述半导体基板背光面为化学抛光面。3.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述本征膜层为氢化本征非晶硅层，厚度为3
‑
12nm；所述P型半导体膜层的厚度为9
‑
45nm。4.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述N型半导体膜层为N型多晶硅层。5.根据权利要求4所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述隧穿氧化层厚度为1
‑
2nm；所述N型多晶硅层的厚度为20
‑
300nm、方阻为30
‑
200Ω/
□
。6.根据权利要求1所述的异质结太阳能电池，其特征在于：所述P型微晶叠层包括由向光面至背光面依次叠设的非含氧型微晶层、含氧型微晶层以及非含氧型孵育层，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：林朝晖，林楷睿，
申请(专利权)人：福建金石能源有限公司，
类型：发明
国别省市：