【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳电池，尤其是涉及一种异质钝化隧穿氧化背接触式电池及其制备方法。
技术介绍
1、太阳电池是直接将光能转化为电能的微电子器件，其经过多年的发展，有多种结构，包括perc(passivated emitterand rear cell，发射极背面钝化电池)、topcon(tunneloxide passivated contact solar cell，隧穿氧化钝化太阳电池)、hjt(heterojunctionwith intrinsic thin layer，异质结太阳电池)等。目前，综合考虑电池效率以及制造成本，topcon电池无疑是目前的主流。topcon技术是一种在电池背面制备一层超薄隧穿氧化层(siox)并在其表面生长重掺杂的多晶硅层(poly-si)，二者共同形成了钝化接触结构。不导电但是极薄的隧穿氧化层可以使高浓度的多数载流子(多子)以量子隧穿的形式通过，但是会阻挡少子；重掺杂的poly可以改变硅的能带位置，使其变为p型/n型半导体，阻挡电子/空穴靠近。因此，topcon电池拥有高的钝化能力、转化效率，这也使得topcon电池成为大规模量产的首选。
2、异质结电池利用非晶硅薄膜/掺杂的非晶硅薄膜进行钝化(i-a si/p(n)-a si)，超薄非晶硅薄膜有效的减少了寄生光吸收损失。但是异质结电池由于使用a si薄膜作为钝化材料，使得电池不耐高温工艺。
3、ibc(interdigitated back contact)是将电池正面的电极栅线全部转移到电池背面，pn结和金属接触都
4、目前，为了更好的利用各种电池优势，技术人员会将topcon/hjt与ibc电池结合，制备tbc以及hbc电池。但是由于在poly-si中掺杂硼元素的难度较高，使得p+poly的制备难度增加，p+区域钝化性能较差，tbc电池效率弱于hbc，hbc电池成本弱于tbc。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种异质钝化隧穿氧化背接触式电池及其制备方法，在bc电池中使用topcon结构钝化太阳电池n+发射极，使用hjt电池结构钝化太阳电池p+区域发射极，在h/t-bc电池中尽可能的保留两种电池的优势。
2、本专利技术所采用的第一技术方案是，异质钝化隧穿氧化背接触式电池，其结构包括硅片衬底，所述硅片衬底的正面设置氮化硅钝化层；所述硅片衬底的背面形成相互交替阵列的p+区域和n+区域，相邻的p+区域与n+区域之间由氮化硅层进行间隔，所述p+区域由内至外依次设置本征非晶硅层、硼掺杂非晶硅层、tco薄膜和p+区域金属电极，所述n+区域由内至外依次设置隧穿氧化层、n+poly层和n+区域金属电极。
3、其中，所述硅片衬底的厚度为130μm、本征非晶硅层的厚度为5～10nm、硼掺杂非晶硅层的厚度为5～10nm、tco薄膜的厚度为80nm、隧穿氧化层的厚度为1nm、n+poly层的厚度为100nm。
4、本专利技术所采用的第二技术方案是，异质钝化隧穿氧化背接触式电池的制备方法，包括依次进行的如下步骤：
5、(1)选择硅片以及制绒处理；
6、(2)在硅片的正面制备一层氧化硅/氮化硅掩膜层；
7、(3)对硅片进行单面酸洗，去除其背面掩膜层；
8、(4)对硅片的背面进行碱抛光；
9、(5)基于pvd技术，采用板式pvd设备在硅片的背面制备局域topcon结构，即形成阵列式的局域n+区域，在n+区域中制备隧穿氧化层以及n型掺杂非晶硅层；
10、(6)在退火炉中对硅片进行高温退火，使n型掺杂非晶硅层变成n+poly层；
11、(7)对硅片进行boe清洗，去除正背面的掩膜层；
12、(8)采用pecvd在硅片的正/背面制备氮化硅层，作为钝化层以及减反射膜；
13、(9)采用丝网印刷工艺在硅片背面的n+区域涂敷金属浆料，烧结后制备n+区域金属电极；
14、(10)利用激光技术打开硅片背面p+区域的氮化硅膜层，直至露出硅基底；
15、(11)利用pvd技术在硅片的p+区域沉积i-si以及p-a-si；
16、(12)利用pvd技术继续在硅片的p+区域沉积tco薄膜；
17、(13)利用低温金属浆料在tco薄膜表面制备银栅线。
18、进一步地，所述步骤(1)中：对硅片进行制绒处理，去除表面切割损伤层以及在其表面形成织构化绒面结构，减少光损失；所述硅片采用厚度为130um、方阻为1ω/□的n型硅片。
19、进一步地，所述步骤(2)中：利用pecvd方式在硅片的正面生长一层30nm厚度的氮化硅层，或者利用热氧方式生长50nm厚度的氧化硅。
20、进一步地，所述步骤(4)中：硅片进行碱抛光后，在后清洗中，原溶液比例为去离子水∶naoh∶h2o2＝90∶1∶4，最后使用hcl+hf溶液清洗硅片表面，溶液中去离子水∶hcl∶hf＝90∶4∶1，清洗时间为80～100s。
21、进一步地，所述步骤(6)中：在退火时，在退火时，通过氮气气氛，提升退火温度至850℃，恒温2000s，以激活掺杂非晶硅层中的掺杂原子。
22、进一步地，所述步骤(11)中：在硅片的p+区域沉积80nm厚的tco薄膜，tco薄膜为ito。
23、本专利技术的有益效果是：基于pvd技术在电池背面n+区域制备topcon结构，在电池背面p+区域制备hjt结构，结合两种电池优势制备h/t-bc电池结构。测试结果表明，正/背面氮化硅钝化膜并未因高/低温烧结导致钝化膜性能变差；最终实现通过更好的钝化方式以及更低的寄生光吸收使得电池isc、voc都有所提升，电池的最终效率相较于topcon提升0.25～0.35％左右。
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1.一种异质钝化隧穿氧化背接触式电池，包括硅片衬底，其特征在于，所述硅片衬底的正面设置氮化硅钝化层；所述硅片衬底的背面形成相互交替阵列的p+区域和n+区域，相邻的p+区域与n+区域之间由氮化硅层进行间隔，所述p+区域由内至外依次设置本征非晶硅层、硼掺杂非晶硅层、TCO薄膜和p+区域金属电极，所述n+区域由内至外依次设置隧穿氧化层、n+poly层和n+区域金属电极。
2.根据权利要求1所述的异质钝化隧穿氧化背接触式电池，其特征在于，所述硅片衬底的厚度为130μm、本征非晶硅层的厚度为5～10nm、硼掺杂非晶硅层的厚度为5～10nm、TCO薄膜的厚度为80nm、隧穿氧化层的厚度为1nm、n+poly层的厚度为100nm。
3.一种异质钝化隧穿氧化背接触式电池的制备方法，其特征在于，包括依次进行的如下步骤：
4.根据权利要求3所述的异质钝化隧穿氧化背接触式电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中：对硅片进行制绒处理，去除表面切割损伤层以及在其表面形成织构化绒面结构，减少光损失；所述硅片采用厚度为130um、方阻为1Ω/□的n型硅片。
6.根据权利要求3所述的异质钝化隧穿氧化背接触式电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中：硅片进行碱抛光后，在后清洗中，原溶液比例为去离子水∶NaOH∶H2O2＝90∶1∶4，最后使用HCl+HF溶液清洗硅片表面，溶液中去离子水∶HCl∶HF＝90∶4∶1，清洗时间为80～100s。
7.根据权利要求3所述的异质钝化隧穿氧化背接触式电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中：在退火时，在退火时，通过氮气气氛，提升退火温度至850℃，恒温2000s，以激活掺杂非晶硅层中的掺杂原子。
8.根据权利要求3所述的异质钝化隧穿氧化背接触式电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(11)中：在硅片的p+区域沉积80nm厚的TCO薄膜，TCO薄膜为ITO。
...【技术特征摘要】
1.一种异质钝化隧穿氧化背接触式电池，包括硅片衬底，其特征在于，所述硅片衬底的正面设置氮化硅钝化层；所述硅片衬底的背面形成相互交替阵列的p+区域和n+区域，相邻的p+区域与n+区域之间由氮化硅层进行间隔，所述p+区域由内至外依次设置本征非晶硅层、硼掺杂非晶硅层、tco薄膜和p+区域金属电极，所述n+区域由内至外依次设置隧穿氧化层、n+poly层和n+区域金属电极。
2.根据权利要求1所述的异质钝化隧穿氧化背接触式电池，其特征在于，所述硅片衬底的厚度为130μm、本征非晶硅层的厚度为5～10nm、硼掺杂非晶硅层的厚度为5～10nm、tco薄膜的厚度为80nm、隧穿氧化层的厚度为1nm、n+poly层的厚度为100nm。
3.一种异质钝化隧穿氧化背接触式电池的制备方法，其特征在于，包括依次进行的如下步骤：
4.根据权利要求3所述的异质钝化隧穿氧化背接触式电池的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中：对硅片进行制绒处理，去除表面切割损伤层以及在其表面形成织构化绒面结构，减少光损失；所述硅片采用厚度为...
【专利技术属性】
技术研发人员：张耕，邹金圩，郭晨璐，邱建羽，郭飞，乔晓琴，熊大明，林建伟，
申请(专利权)人：山西中来光能电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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