太阳能电池制造技术

本实用新型专利技术提供一种太阳能电池,包括P型硅片，所述硅片的正面具有金属化区域、非金属化区域；所述太阳能电池还包括：依次设置于所述金属化区域正面的隧穿氧化层、N型掺杂多晶硅层、正面金属电极；依次设置于所述非金属化区域正面的轻掺杂发射极、正面钝化层、正面减反层；依次设置于所述硅片背面的背面钝化层、背面减反层、背面金属电极。本实用新型专利技术打破以往P型PERC电池的SE传统结构，不在所述金属化区域形成重掺杂，极大的减少正面对光的吸收，而是在正面的金属化区域引入隧穿钝化结构，可以有效降低金属电极下方的复合，大幅提高电池的开路电压和填充因子，从而提高电池效率。从而提高电池效率。从而提高电池效率。

【技术实现步骤摘要】
太阳能电池


[0001]本技术涉及光伏领域，尤其涉及一种太阳能电池。

技术介绍

[0002]PERC电池(Passivated Emitter and Rear Cell，钝化发射极和后部接触太阳能电池)技术是目前市场上P型硅基电池的主流，目前量产的PERC电池效率水平可以达到23.0％以上，但再往上提升电池效率难度较大，主要受限于界面以及金属电极下方的钝化。
[0003]目前，P型PERC电池通常采用选择性发射极(Selective Emitter，SE)技术，即在硅片上与金属电极接触的部位进行重掺杂，在硅片不与金属电极接触的部位进行轻掺杂；这样的结构可降低发射极复合，提高光线的短波响应，同时减少前金属电极与硅的接触电阻，使得短路电流、开路电压和填充因子都得到较好的改善，从而提高转换效率。
[0004]但是，专利技术人发现：即使在金属电极下方实现重磷掺杂，但金属电极下方的复合仍比较高，且重掺杂对光具有吸收作用，成为限制电池效率提升的主要因素之一。
[0005]有鉴于此，有必要提供一种改进太阳能电池，以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0006]本技术旨在解决上述技术问题之一，提供一种改进的太阳能电池。
[0007]为实现上述技术目的之一，本技术采用如下技术方案：
[0008]一种太阳能电池，包括P型硅片，所述硅片的正面具有金属化区域、非金属化区域；所述太阳能电池还包括：依次设置于所述金属化区域正面的隧穿氧化层、N型掺杂多晶硅层、正面金属电极；依次设置于所述非金属化区域正面的轻掺杂发射极、正面钝化层、正面减反层；依次设置于所述硅片背面的背面钝化层、背面减反层、背面金属电极。
[0009]进一步地，所述正面金属电极包括主栅和副栅，所述金属化区域为与所述副栅对应的区域，或所述金属化区域包括与所述副栅对应的区域、与所述主栅对应的区域。
[0010]进一步地，所述隧穿氧化层的厚度介于0.5nm～2.5nm之间，所述隧穿氧化层为氧化硅层、氮氧化硅层中的一种或者两种形成的叠层膜结构。
[0011]进一步地，所述N型掺杂多晶硅层的厚度介于20nm～300nm之间。
[0012]进一步地，所述正面钝化层的厚度为60nm～100nm，所述正面钝化层为氮化硅层。
[0013]进一步地，所述正面减反层为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中的一种或多种叠层膜。
[0014]进一步地，所述正面钝化层与所述正面减反层的厚度之和为60nm～130nm。
[0015]进一步地，所述背面钝化层的厚度为3nm～20nm，所述背面钝化层为氧化铝钝化层。
[0016]进一步地，所述背面减反层的厚度介于60nm～130nm，所述背面减反层为氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中的一种或多种叠层膜。
[0017]进一步地，所述背面金属电极与硅片接触，所述背面金属电极为铝电极。
[0018]本技术的有益效果是：本技术的太阳能电池，打破以往P型PERC电池的SE
cm
‑3～7E20 cm
‑3；厚度介于20nm～300nm之间，优选50nm～150nm。
[0032]本技术通过所述隧穿氧化层5与所述N型掺杂多晶硅层6实现钝化接触，代替传统的重掺杂，不但可以减少金属下复合，还可以避免重掺杂对光的吸收。
[0033]所述正面金属优选银浆印刷形成的银电极，也可以为电镀形成的Ni/Cu/Ag电极。制作工艺中，所述正面减反层4覆盖所述硅片1的整个表面，所述正面金属电极7烧穿所述正面减反层4，与N型掺杂多晶硅层6欧姆接触。
[0034]所述轻掺杂发射极2，由磷扩形成，具体工艺参下述方法描述。所述轻掺杂发射极2的磷掺杂浓度1E19 cm
‑3～8E20 cm
‑3，优选5E19 cm
‑3～5E20 cm
‑3，方阻120Ω/sq～250Ω/sq，与硅片1基体形成PN结。
[0035]所述正面钝化层3厚度为60nm～100nm，优选氮化硅层，起到抗PID效果的同时，也能起到减反的效果。
[0036]所述正面减反层4可以是氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中的一种或多种叠层膜。
[0037]具体地，所述正面钝化层3与正面钝化层3叠加后总的减反层厚度为60nm～130nm，以保证正面较低的反射率，提高正面的限光性。
[0038]另外，所述太阳能电池还包括依次位于硅片1背面的背面钝化层8、背面减反层9、背面金属电极10。
[0039]其中，所述背面钝化层8的厚度为3nm～20nm，优选为氧化铝钝化层，可以大大降低表面复合。
[0040]所述背面减反层9的厚度介于60nm～130nm，可以是氮化硅、氮氧化硅、氧化硅中的一种或多种叠层膜，使得背面保持较低的反射率。
[0041]所述背面金属电极10优选铝电极，需要烧穿所述背面减反层9和背面钝化层8，与所述硅片1接触。
[0042]请参考图2和图3所示，基于上述结构设计，专利技术人提出一种新的太阳能电池制备方法，包括如下步骤：S1选用P型硅片1，在其正面制绒；S2在制绒后的硅片1正面形成掩膜层，所述掩膜层为磷掺杂氧化层；S3在掩膜层上对应于硅片正面金属化区域的位置，进行激光开窗；S4在所述激光开窗的区域进行二次制绒，去除激光损伤层；S5二次制绒后，在所述激光开窗的区域依次形成隧穿氧化层5、原位掺杂非晶硅层；S6退火,在硅片1的非金属化区域形成轻掺杂发射极2，且所述原位掺杂非晶硅层转变为N型掺杂多晶硅层6。
[0043]该制备方法，在正面的金属化区域引入隧穿钝化结构(n+poly
‑
finger结构)，可以有效降低金属电极下方的复合，大幅提高电池的开路电压(Voc)和填充因子(FF)，从而提高电池效率。
[0044]进一步地，太阳能电池制备方法还包括在正面制备其他膜层的如下步骤：烧结后，在与硅片1正面的非金属化区域对应的位置进行第二次激光开窗，去除N型掺杂多晶硅层6，再去除第二次激光开窗后露出的磷掺杂氧化层，依次在硅片1正面形成正面钝化层3、正面减反层4、正面金属电极7，第二次烧结。
[0045]进一步地，太阳能电池制备方法还包括在背面制备其他膜层的如下步骤：第二次激光开窗后，对硅片1背面进行抛光处理，在硅片1的背面形成背面钝化层8；在背面钝化层8的背面形成背面减反层9；在背面的金属化区域进行激光开窗；形成背面金属电极10，第二次烧结。
[0046]其中正面金属电极7、背面金属电极10形成后，一起烧结形成所述太阳能电池。
[0047]以下将对所述太阳能电池的制备方法进行详细的描述。
[0048]S1硅片1制绒。选用电阻率为0.3Ω
·
cm～7Ω
·
cm的P型硅片1，采用现有技术中的任意一种制绒工艺，可以单面制绒或双面制绒，绒面的微纳结构不限。
[0049]本技术优选采用碱制绒，在硅片1的正面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池，包括P型硅片，所述硅片的正面具有金属化区域、非金属化区域；其特征在于，所述太阳能电池还包括：依次设置于所述金属化区域正面的隧穿氧化层、N型掺杂多晶硅层、正面金属电极；依次设置于所述非金属化区域正面的轻掺杂发射极、正面钝化层、正面减反层；依次设置于所述硅片背面的背面钝化层、背面减反层、背面金属电极。2.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述正面金属电极包括主栅和副栅，所述金属化区域为与所述副栅对应的区域，或所述金属化区域包括与所述副栅对应的区域、与所述主栅对应的区域。3.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述隧穿氧化层的厚度介于0.5nm～2.5nm之间，所述隧穿氧化层为氧化硅层、氮氧化硅层中的一种或者两种形成的叠层膜结构。4.根据权利要求1所述的太阳能电池，其特征在于：所述N型掺杂多晶硅层的厚度介于20...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶晓亚，邓伟伟，王栩生，
申请(专利权)人：盐城阿特斯阳光能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：