本发明专利技术公开了一种异质结太阳能电池及其制作方法和设备。在硅衬底正面一侧，包括正面钝化层、正面掺杂层，在硅衬底背面一侧，包括背面钝化层、背面本征层、背面掺杂层；正面钝化层和背面钝化层由本征非晶硅基材料构成；正面掺杂层、背面掺杂层可以由微晶硅基材料构成，背面本征层由微晶硅基材料或纳米晶硅基材料构成，在背面钝化层上形成背面本征层；在背面本征层上形成背面掺杂层。本发明专利技术可以快速沉积具有高质量、高晶化率的微晶硅膜层，从而提升电池的转换效率，减小硅衬底边缘侧的电流泄漏。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种异质结太阳能电池及其制作方法和设备。
技术介绍
1、异质结太阳能电池因其高开压、高转换效率受到了广泛的关注，其电池结构通常采用n型硅片，在双面沉积本征非晶硅钝化层，在正面沉积n型掺杂非晶硅并在背面沉积p型掺杂非晶硅。例如，公开号为cn113302751b的中国专利，公开一种具有异质结的背面发射极太阳能电池结构及制造其的方法和装置。其中，电池结构具体为：正面由本征非晶硅构成至少一个正面本征层，并在上面用非晶硅构成至少一个正面掺杂层，背面由本征非晶硅构成至少一个背面本征层，并在上面用非晶硅构成至少一个背面掺杂层，掺杂类型与正面相反。在具有异质结的背面发射极太阳能电池结构的侧边缘上，在所述半导体衬底的边缘区域上，层的顺序按下述顺序从内到外存在：背面本征层、正面本征层、正面掺杂层和背面掺杂层。根据该专利说明书的记载，该专利技术在所述半导体衬底的边缘或侧边缘上的双本征层结构能够改善太阳能电池边缘处的分流电阻和反向电流，减小衬底边缘侧的泄漏电流。但是，该技术方案仍然存在以下缺陷：
2、第一，双本征层结构由于将衬底完全包裹，可以在一定程度上改善太阳能电池边缘处的分流电阻和反向电流，减小衬底边缘的泄漏电流。但是，在侧边缘处双本征层结构之外侧，正面掺杂层与背面掺杂层仍然存在一定的泄漏电流。
3、第二，正面掺杂层和背面掺杂层均使用非晶硅材料，但是用作掺杂层的非晶硅材料因其高光吸收系数和极低的掺杂效率，限制了异质结电池效率的突破。
4、微晶硅材料具有良好的透光性和优异的掺杂效率，已经被报道用来替代非晶硅掺杂层以形成更好的钝化接触。然而，大规模量产异质结电池如何在较短的沉积时间和较薄的膜层厚度下实现微晶硅良好的晶化率，是当前面临的一大挑战。尤其对于p型微晶硅，通常使用硼掺杂来形成p型微晶硅的掺杂层，但是硼元素原子半径较小，在微晶硅薄膜中容易移动，造成膜层的非晶化，即硼元素对微晶硅结晶有明显的抑制作用，通常更难实现高的结晶性。因此，p型微晶硅对工艺和设备的要求更高，需要提出新的工艺和膜层结构。已经有一些方案被提出用来改善p型微晶硅的晶化率，包括增大沉积工艺的氢气稀释比，或在沉积微晶p之前采用co2或者h2的plasma处理衬底的本征非晶硅层等。然而，增加氢稀释比通常会加剧刻蚀，同时降低膜层的沉积速率，影响大规模量产异质结电池的产量。而co2或者h2的plasma处理通常会对钝化造成严重的损伤，降低异质结电池的开路电压进而影响转换效率。此外，当前大规模量产异质结电池设备通常设置三段沉积链，即第一层沉积链用于在衬底背面沉积至少一层背面本征层。第二层沉积链用于在正面沉积至少一层正面本征层和至少一层正面掺杂层。第三层沉积链用于在背面本征层上沉积至少一层背面掺杂层，其直接在背面非晶硅本征层上沉积背面掺杂层，即p型掺杂，由于硼的扩散，其进一步影响了背面非晶硅本征层的钝化效果。
5、因此，急需开发一种新的工艺和电池结构，以实现快速沉积高质量、高晶化率的微晶硅膜层。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种异质结太阳能电池及其制作方法和设备。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：
3、本专利技术提出一种异质结太阳能电池制作方法，该方法包括以下顺序的步骤：提供具有第一导电类型掺杂的硅衬底；在所述硅衬底的背面上形成至少一个由本征非晶硅基材料构成的背面钝化层；在所述硅衬底的正面上形成至少一个由本征非晶硅基材料构成的正面钝化层；在所述至少一个正面钝化层上形成至少一个正面掺杂层；在所述至少一个背面钝化层上形成至少一个背面本征层；在所述至少一个背面本征层上形成至少一个背面掺杂层。
4、作为一种实施方式，所述异质结太阳能电池包括：具有第一导电类型掺杂的硅衬底，位于所述硅衬底正面一侧的至少一个正面钝化层、至少一个正面掺杂层、至少一个透明的正面导电层和至少一个正面电极；位于所述硅衬底背面一侧的至少一个背面钝化层、至少一个背面本征层、至少一个背面掺杂层，以及至少一个透明的背面导电层和至少一个背面电极；在所述正面掺杂层和所述背面掺杂层中，其中一个掺杂类型为第一导电类型，另一个掺杂类型为与第一导电类型相反的第二导电类型。
5、作为一种实施方式，所述顺序的步骤使得：在异质结太阳能电池的侧边缘上，在所述硅衬底的边缘区域上，层的顺序按下述顺序从内到外存在：至少一个背面钝化层，在所述至少一个背面钝化层上的至少一个正面钝化层，在所述至少一个正面钝化层上的至少一个正面掺杂层，在所述至少一个正面掺杂层上的至少一个背面本征层，在所述至少一个背面本征层上的至少一个背面掺杂层。
6、本专利技术还提出另外一种异质结太阳能电池制作方法，该方法包括以下顺序的步骤：提供具有第一导电类型掺杂的硅衬底；在所述硅衬底的正面上形成至少一个由本征非晶硅基材料构成的正面钝化层；在所述硅衬底的背面上形成至少一个由本征非晶硅基材料构成的背面钝化层；在所述至少一个正面钝化层上形成至少一个正面掺杂层；在所述至少一个背面钝化层上形成至少一个背面本征层；在所述至少一个背面本征层上形成至少一个背面掺杂层。
7、作为一种实施方式，所述异质结太阳能电池包括：具有第一导电类型掺杂的硅衬底，位于所述硅衬底正面一侧的至少一个正面钝化层、至少一个正面掺杂层、至少一个透明的正面导电层和至少一个正面电极；位于所述硅衬底背面一侧的至少一个背面钝化层、至少一个背面本征层、至少一个背面掺杂层，以及至少一个透明的背面导电层和至少一个背面电极；在所述正面掺杂层和所述背面掺杂层中，其中一个掺杂类型为第一导电类型，另一个掺杂类型为与第一导电类型相反的第二导电类型。
8、作为一种实施方式，所述顺序的步骤使得：在异质结太阳能电池的侧边缘上，在所述硅衬底的边缘区域上，层的顺序按下述顺序从内到外存在：至少一个正面钝化层，在所述至少一个正面钝化层上的至少一个背面钝化层，在所述至少一个背面钝化层上的至少一个正面掺杂层，在所述至少一个正面钝化层上的至少一个背面本征层，在所述至少一个背面本征层上的至少一个背面掺杂层。
9、作为一种实施方式，前述本专利技术提出的各方法中，还包括以下顺序的步骤：在至少一个背面掺杂层上形成至少一个透明的背面导电层；在至少一个正面掺杂层上形成至少一个透明的正面导电层；在至少一个透明的背面导电层上形成背面电极；在至少一个透明的正面导电层上形成正面电极。
10、作为一种实施方式，前述本专利技术提出的各方法中，所述硅衬底采用n型硅片，所述第一导电类型为n型，所述第二导电类型为p型，或者，所述硅衬底采用p型硅片，所述第一导电类型为p型，所述第二导电类型为n型。
11、作为一种实施方式，前述本专利技术提出的各方法中，所述背面本征层由微晶硅基材料构成。
12、作为一种实施方式，前述本专利技术提出的各方法中，所述背面本征层由微晶硅基材料或纳米晶硅基材料构成，采用pecvd法沉积，反应气体包括硅烷和氢气，功率密度为50～250mw/cm2，硅烷流量为30～120sccm，氢气流量为3000～250本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种异质结太阳能电池制作方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下顺序的步骤：
5.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，
6.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述背面本征层(22)由微晶硅基材料或纳米晶硅基材料构成。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，
10.一种异质结太阳能电池制作方法，其特征在于，
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
13.根据权利要求10至12任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下顺序的步骤：
14.根据权利要求10至12任意一项所述的方法，其特征在于，
>15.根据权利要求10至12任意一项所述的方法，其特征在于，所述背面本征层(22)由微晶硅基材料或纳米晶硅基材料构成。16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，
17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
18.根据权利要求16或者17所述的方法，其特征在于，
19.一种异质结太阳能电池，其特征在于，
20.根据权利要求19所述的太阳能电池，其特征在于，
21.根据权利要求19所述的太阳能电池，其特征在于，
22.根据权利要求19至21任意一项所述的太阳能电池，其特征在于，
23.根据权利要求19至21任意一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述背面本征层(22)由微晶硅基材料或纳米晶硅基材料构成。
24.根据权利要求19至21任意一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述正面掺杂层(12)由微晶硅基材料构成，所述背面掺杂层(23)由微晶硅基材料构成。
25.一种制造异质结太阳能电池的设备，其特征在于，所述设备用于，
26.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，所述背面本征层(22)由微晶硅基材料或纳米晶硅基材料构成。
27.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述背面本征层(22)采用PECVD法沉积，反应气体包括硅烷和氢气，功率密度为50～250mW/cm2，硅烷流量为30～120sccm，氢气流量为3000～25000sccm，所述背面本征层(22)的膜层厚度在3-15nm范围内，折射率在2.4-3.7范围内。
28.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，
29.根据权利要求27或者28所述的设备，其特征在于，
30.一种制造异质结太阳能电池的设备，其特征在于，所述设备用于，
31.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，所述背面本征层(22)由微晶硅基材料或纳米晶硅基材料构成。
32.根据权利要求31所述的设备，其特征在于，所述背面本征层(22)采用PECVD法沉积，反应气体包括硅烷和氢气，功率密度为50～250mW/cm2，硅烷流量为30～120sccm，氢气流量为3000～25000sccm，所述背面本征层(22)的膜层厚度在3-15nm范围内，折射率在2.4-3.7范围内。
33.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，
34.根据权利要求32或者33所述的设备，其特征在于，
35.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，
36.一种制造异质结太阳能电池的设备，其特征在于，所述设备用于，
37.根据权利要求36所述的设备，其特征在于，所述背面本征层(22)由微晶硅基材料或纳米晶硅基材料构成。
38.根据权利要求37所述的设备，其特征在于，所述背面本征层(22)采用PECVD法沉积，反应气体包括硅烷和氢气，功率密度为50～250mW/cm2，硅烷流量为30～120sccm，氢气流量为3000～25000sccm，所述背面本征层(22)的膜层厚度在3-15nm范围内，折射率在2.4-3.7范围内。
39.根据权利要求36所述的设备，其特征在于，
40.根据权利要求38或者39所述的设备，其特征在于，
41.一种制造异质结太阳能电池的设备，其特征在于，所述设备用于，
42.根据权利要求41所述的设备，其特征...
【技术特征摘要】
1.一种异质结太阳能电池制作方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下顺序的步骤：
5.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，
6.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述背面本征层(22)由微晶硅基材料或纳米晶硅基材料构成。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，
10.一种异质结太阳能电池制作方法，其特征在于，
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
13.根据权利要求10至12任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下顺序的步骤：
14.根据权利要求10至12任意一项所述的方法，其特征在于，
15.根据权利要求10至12任意一项所述的方法，其特征在于，所述背面本征层(22)由微晶硅基材料或纳米晶硅基材料构成。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，
17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，
18.根据权利要求16或者17所述的方法，其特征在于，
19.一种异质结太阳能电池，其特征在于，
20.根据权利要求19所述的太阳能电池，其特征在于，
21.根据权利要求19所述的太阳能电池，其特征在于，
22.根据权利要求19至21任意一项所述的太阳能电池，其特征在于，
23.根据权利要求19至21任意一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述背面本征层(22)由微晶硅基材料或纳米晶硅基材料构成。
24.根据权利要求19至21任意一项所述的太阳能电池，其特征在于，所述正面掺杂层(12)由微晶硅基材料构成，所述背面掺杂层(23)由微晶硅基材料构成。
25.一种制造异质结太阳能电池的设备，其特征在于，所述设备用于，
26.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，所述背面本征层(22)由微晶硅基材料或纳米晶硅基材料构成。
27.根据权利要求26所述的设备，其特征在于，所述背面本征层(22)采用pecvd法沉积，反应气体包括硅烷和氢气，功率密度为50～250mw/cm2，硅烷流量为30～120s...
【专利技术属性】
技术研发人员：郁操，彭振维，贺晨冉，周剑，
申请(专利权)人：苏州迈为科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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