一种双面钝化的MWT太阳电池及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种双面钝化的MWT太阳电池及其制造方法，包括硅基体、发射极电极以及基极电极，硅基体正表面设有扩散掺杂层，位于扩散掺杂层上方设有SiNx减反层，所述的SiNx减反层与扩散掺杂层之间设有正表面介质膜层，硅基体背表面的铝层表面上设有背表面介质膜层，背表面介质膜层的外表面设有背表面掩膜层，基极电极位于背表面掩膜层的外表面上。本发明专利技术通过采用新的电池制备工艺，在电池的正、背面分别加入钝化介质膜层，以及在背表面加入背表面掩膜层，使得电池正、背表面的界面少数载流子复合明显下降，提升了电池的开路电压，电池内部光学反射得到增加，电池短路电流出现明显增益，电池的光电转换效率高，可操作性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及太阳电池
，尤其是一种双面钝化的MWT太阳电池及其制造方法。
技术介绍
MWT (Metal Wrap Through):翻译为金属穿孔卷绕技术,应用在太阳能电池中，通过激光或者其他方法在原硅片上实现穿孔的工艺，达到将原电极引到同一面上的目的，通过减少BUSBAR遮光面积增加电池的转化效率。双面钝化技术一般应用于高效的太阳能电池工艺中，晶体硅太阳能电池中的钝化 工艺，是指通过某种手段来钝化硅晶体正背表面的一些少数载流子复合中心降低少子复合的能力。常用的手段有H2的体钝化，一些钝化薄膜如SiO2的表面钝化，以及通过各种介质薄膜中所带有不同电性电荷的电场钝化。然而在实际晶体硅太阳能电池应用中，MWT技术并没有体现出它在理论上的提高电池效率的潜力，重要原因之一是MWT结构电池背面结构的设计存在不足，导致发射极在背面不必要的绕射及复合速率增大。正常的MWT电池结构正表面为SiNx的光学减反层，背面为铝背场。也有些文献中提及在电池背表面或者穿透孔中加入介质薄膜，作为电极的绝缘防漏电保护。而目前的电池结构，造成在光学上电池内部背面的光学反射较低，不利于提升电池的开路电池以及短路电流。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中之不足，提供一种双面钝化的MWT太阳电池及其制造方法，通过在太阳电池正、背面引入具有光学属性的介质膜层，减少电池正、背表面的少数载流子复合，增加电池内部背面的光学反射，提升电池的开路电池以及短路电流。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种双面钝化的MWT太阳电池，包括娃基体、发射极电极以及基极电极，娃基体正表面设有扩散掺杂层，位于扩散掺杂层上方设有SiNx减反层，所述的SiNx减反层与扩散掺杂层之间设有正表面介质膜层，硅基体背表面的铝层表面上设有背表面介质膜层，背表面介质膜层的外表面设有背表面掩膜层，基极电极位于背表面掩膜层的外表面上。进一步地，所述的正表面介质膜层的厚度为5 30nm ;所述的背表面介质膜层的厚度为5 30nm ;所述的背表面掩膜层的厚度为50 200nm。一种上述双面钝化的MWT太阳电池的制造方法，包括以下步骤a、娃基体抛光米用机械、碱或者酸抛光工艺,对娃基体表面抛光；b、单面沉积阻挡层采用化学气相沉积或原子层沉积的方式沉积介质膜；C、从娃基体正表面向娃基体背表面米用激光打通孔；d、沿着以通孔为中心，去除掩膜层，用于形成硅基体正面、背面以及通孔内部的扩散掺杂层；e、采用制绒工艺对硅基体制绒，并去除激光损伤层；f、通过掺杂工艺对硅基体进行扩散掺杂，在硅基体正面、通孔及背面通孔周边区域形成PN结；g、磷硅玻璃去除，选用稀氢氟酸溶液去除硅基体正面及通孔的磷硅玻璃以及步骤b中形成的掩阻挡层；h、在硅基体背表面进行沉积处理，形成厚度为5 30nm的背表面介质膜层，在背表面介质膜层上沉积处理，形成厚度为50 200nm的背表面掩膜层； i、在硅基体正表面进行沉积处理，形成厚度为5 30nm的正表面介质膜层，正表面介质膜层上沉积，形成SiNx减反层；j、硅基体正、背表面采用丝网印刷和烧结方式，在硅基体正、背表面及通孔形成发射极电极，在硅基体背表面形成基极电极。本专利技术的有益效果是本专利技术通过采用新的电池制备工艺，在电池的正、背面分别加入钝化介质膜层，以及在背表面加入背表面掩膜层，使得电池正、背表面的界面少数载流子复合明显下降，提升了电池的开路电压，电池内部光学反射得到增加，电池短路电流出现明显增益，电池的光电转换效率高，可操作性强。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图I是本专利技术的结构示意图。图中I.硅基体2.发射极电极3.基极电极4.扩散掺杂层5. SiNx减反层6.正表面介质膜层7.背表面介质膜层8.背表面掩膜层.具体实施例方式现在结合附图和优选实施例对本专利技术作进一步的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图I所示的一种双面钝化的MWT太阳电池，为中心对称结构，包括硅基体I、发射极电极2以及基极电极3,娃基体I正表面设有扩散掺杂层4,位于扩散掺杂层4上方设有SiNx减反层5，所述的SiNx减反层5与扩散掺杂层4之间设有正表面介质膜层6，硅基体I背表面的铝层表面上设有背表面介质膜层7，背表面介质膜层7的外表面设有背表面掩膜层8，基极电极3位于背表面掩膜层8的外表面上，发射极电极2位于硅基体I中间所开通孔内，发射极电极2的下部弯折与背表面掩膜层8贴合接触。正表面介质膜层6，具有良好的界面钝化效果，所用薄膜折射率不作要求，膜厚范围在5nm 30nm。薄膜所带的电荷量不作要求。电荷属性要求，配合发射极电极2的掺杂类型来决定，发射极电极2掺杂为N型，薄膜电荷属性要求为正，若发射极电极2掺杂为P型，薄膜电荷属性要求为负。背表面介质膜层7，具有良好光学性质以及界面钝化效果，薄膜折射率不做要求，膜厚范围在5nm 30nm。并且要求薄膜配合娃基体I材料的掺杂类型形成良好的界面钝化。薄膜所带的电荷量不做要求。电荷属性要求，配合硅基体I掺杂类型来决定，若硅基体I掺杂为N型，薄膜电荷属性要求为正，若硅基体I掺杂为P型，薄膜电荷属性要求为负。背表面掩膜层8，贴附在背表面介质膜层7表面，作为背表面介质膜层7的掩护层，同时匹配背面第一层光学性能提升电池内部背反射的效果。背表面掩膜层8的厚度范围在50nm 200nm，折射率范围在I. 4 2. I。薄膜的电荷属性及其带电量不作要求。基极电极3，通过在背表面掩膜层8处开槽或者开孔，加入金属电极并完成金属化。开槽或者开孔可以采用激光或者腐蚀性浆料完成。金属电极形成可以采用PVD (物理气相沉积)或者丝网印刷方式完成。一种上述双面钝化的MWT太阳电池的制造方法，包括以下步骤硅基体I材料选择P型B (硼)掺杂晶体硅，发射极电极2掺杂P (磷)，基本电阻率范围Iohmcm IOohmcm,尺寸不限。I.娃基体I抛光米用碱抛光工艺,对娃基体I表面抛光； 2.背面沉积阻挡层采用等离子增强化学气相沉积法，SiO2沉积，膜厚IOOnm ；3.从硅基体I正表面向硅基体I背表面采用激光打通孔通孔直径150 ii m ;4.沿着以通孔为中心,去除掩膜层，范围为边长3mm 6mm的正方形,用于形成娃基体I的扩散掺杂层4的背面部分；5.采用制绒工艺对硅基体I制绒，并去除激光损伤层采用碱制绒工艺，工艺同时去除激光损伤层；6.通过掺杂工艺对硅基体I进行扩散掺杂，在硅基体I正面及通孔形成PN结，方阻为 IOOohm/sq ；7.磷硅玻璃去除，选用稀氢氟酸溶液去除硅基体I正面及通孔的磷硅玻璃，同时去除扩散以及制绒的阻挡层。8.在硅基体I背表面采用ALD(原子层沉积)进行沉积处理，形成厚度为IOnm的氧化铝背表面介质膜层7，折射率I. 6，薄膜电荷属性为负，在沉积好的背表面介质膜层7上采用CVD方式生长SiNx沉积处理，形成厚度为50 200nm的背表面掩膜层8，折射率为2. I,电荷属性为正；9.在硅基体I正表面采用热氧或者CVD (化学气相沉积)方式进行SiO2薄膜沉积处理，形成厚度为5 30nm的正表面介质膜层6，折射率为I. 45，薄膜电荷属性为正；然后在正表面介质膜层6上采用CV本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双面钝化的MWT太阳电池，包括硅基体（1）、发射极电极（2）以及基极电极（3），硅基体（1）正表面设有扩散掺杂层（4），位于扩散掺杂层（4）上方设有SiNx减反层（5），其特征是：所述的SiNx减反层（5）与扩散掺杂层（4）之间设有正表面介质膜层（6），硅基体（1）背表面的铝层表面上设有背表面介质膜层（7），背表面介质膜层（7）的外表面设有背表面掩膜层（8），基极电极（3）位于背表面掩膜层（8）的外表面上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：盛健，
申请(专利权)人：常州天合光能有限公司，
类型：发明
国别省市：