本發(fā)明屬于晶體硅太陽(yáng)能電池，涉及一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、在晶體硅太陽(yáng)能電池中，由于金屬和半導(dǎo)體接觸區(qū)域存在的嚴(yán)重復(fù)合，制約著太陽(yáng)能電池效率的提升。鈍化接觸技術(shù)是近年來(lái)顯著提升光伏電池光電轉(zhuǎn)換效率的技術(shù)。鈍化接觸(或接觸鈍化)結(jié)構(gòu)是一種在晶體硅上疊加一層超薄的隧穿氧化層和摻雜多晶硅層形成的結(jié)構(gòu)，其中氧化硅作為鈍化層、摻雜多晶硅作為載流子選擇性接觸材料，可以顯著降低金屬接觸區(qū)域的載流子復(fù)合，同時(shí)具有良好的接觸性能，從而極大地提升太陽(yáng)能電池的效率。

2、然而，鈍化接觸技術(shù)固有的缺點(diǎn)在于摻雜多晶硅層的吸光系數(shù)較大，整面使用在晶體硅電池上的話會(huì)導(dǎo)致電流損失較多，不能夠最大化提升太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。因此，目前行業(yè)內(nèi)也在研究局域鈍化接觸的方法，能夠兼顧鈍化接觸和光的吸收。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池的制造方法。

2、本發(fā)明的另一目的是提供一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池。

3、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了下列技術(shù)方案：

4、一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

5、將單晶硅片經(jīng)過(guò)制絨、擴(kuò)散制結(jié)、刻蝕和拋光或二次制)后得到襯底，在襯底的正面和背面同時(shí)制備一層超薄隧穿氧化硅層；

6、在襯底正面和背面的隧穿氧化硅層上再制備一層非晶硅層，或者只在襯底背面超薄隧穿氧化硅層上再制備一層非晶硅層；

7、在非晶硅層上沉積一層掩膜，在襯底背面掩膜上印刷耐腐蝕油墨，之后用氫氟酸去除沒(méi)有印刷耐腐蝕油墨區(qū)域的掩膜，再用氨水和雙氧水的混合水溶液去除油墨；

8、去除襯底背面無(wú)掩膜保護(hù)區(qū)域的非晶硅層，以及正面的非晶硅層，之后用氫氟酸去除無(wú)非晶硅區(qū)域的隧穿氧化層以及剩下的掩膜，得到制程片；

9、將制程片在高溫下進(jìn)行硼擴(kuò)散或磷擴(kuò)散，激活摻雜原子，同時(shí)使非晶硅全部轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч?，形成摻雜多晶硅層；

10、在襯底的正面和背面分別制備鈍化層，并印刷金屬柵線，經(jīng)過(guò)絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)后，得到成品太陽(yáng)能電池。

11、進(jìn)一步的，隧穿氧化硅層厚度不超過(guò)2nm，非晶硅層的厚度為100-400nm。

12、一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池的制造方法，包括以下步驟：

13、1)制絨：以p型或n型單晶硅片作為襯底，放置在制絨液中制成金字塔絨面，然后在體積濃度為1-10％的氫氟酸溶液中將硅片表面清洗干凈；

14、2)擴(kuò)散制結(jié)：對(duì)制絨后的硅襯底的兩面進(jìn)行磷擴(kuò)散或硼擴(kuò)散，以形成pn結(jié)；

15、3)刻蝕：采用單面刻蝕設(shè)備，去除襯底背面和邊緣的磷硅玻璃層或硼硅玻璃層；

16、4)背面拋光或二次制絨：對(duì)背面進(jìn)行拋光或二次制絨處理，以去除背面的擴(kuò)散層，并形成拋光面或絨面，然后去除正面的磷硅玻璃層或硼硅玻璃層；

17、5)制備隧穿氧化層：在襯底的正面和背面同時(shí)制備一層超薄的隧穿氧化硅；

18、6)制備摻雜非晶硅層：采用lpcvd或pecvd設(shè)備在襯底的兩面或背面沉積一層本征非晶硅層、硼摻雜或磷摻雜的非晶硅層；

19、7)制備圖形化的掩膜：采用apcvd或pecvd在襯底的背面沉積一層掩膜，然后在襯底的背面掩膜上印刷耐腐蝕油墨，然后在體積濃度為1-5％的氫氟酸溶液中去除非油墨保護(hù)區(qū)域的掩膜，再利用氨水和雙氧水的混合水溶液去除油墨材料；

20、8)制備圖形化的鈍化接觸區(qū)：在刻蝕液中去除背面無(wú)掩膜保護(hù)區(qū)域的摻雜非晶硅層，以及正面的非晶硅層，然后在體積濃度為1-10％的氫氟酸溶液中去除無(wú)非晶硅層區(qū)域的隧穿氧化層以及剩下的掩膜，得到制程片；

21、9)高溫激活和擴(kuò)散：將步驟8所得制程片放置在850-1050℃的條件下進(jìn)行硼擴(kuò)散或磷擴(kuò)散，激活摻雜原子，使非晶硅全部轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑Ч?，形成摻雜多晶硅層；

22、10)鈍化：在襯底的正面和背面分別制備鈍化層，鈍化層由氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化鋁、氧化鎵、氧化鋅或氧化鈦中的一種或幾種組成；

23、11)激光開(kāi)槽：對(duì)于p型襯底，背面需要用激光燒蝕打開(kāi)鈍化層，再印刷金屬柵線，對(duì)于n型襯底直接印刷金屬柵線；

24、12)絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)：對(duì)完成步驟11的制程片進(jìn)行絲網(wǎng)印刷和燒結(jié)，得到成品太陽(yáng)能電池。

25、進(jìn)一步的，制絨液包括重量比為1-20％的koh溶液，制絨溫度為80攝氏度左右，刻蝕液包括重量比為1-20％的koh溶液。

26、進(jìn)一步的，在步驟5中，超薄隧穿氧化硅層厚度不超過(guò)2nm，采用熱氧法、濕化學(xué)法、pecvd法或準(zhǔn)分子源干氧法制備。

27、進(jìn)一步的，在步驟6中，非晶硅層厚度為100-400nm。

28、進(jìn)一步的，在步驟7中，所述的印刷圖形為若干個(gè)相互連接的三角形，若干個(gè)三角形的形狀、大小相同，且底邊在同一直線上。

29、一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池，包括襯底，襯底正面和背面分別設(shè)有正面鈍化層和背面鈍化層，襯底正面設(shè)有正面金屬柵線，襯底背面設(shè)有背面金屬柵線，所述的襯底與背面金屬柵線之間依次設(shè)有超薄隧穿氧化層和摻雜多晶硅層，摻雜多晶硅層連接背面金屬柵線，超薄隧穿氧化層和摻雜多晶硅層的形狀相同，每相鄰的兩條背面金屬柵線之間還設(shè)有空白區(qū)，所述的空白區(qū)的邊緣形狀與超薄隧穿氧化層或摻雜多晶硅層的邊緣形狀吻合。

30、進(jìn)一步的，所述的摻雜多晶硅層包括金屬接觸區(qū)域和非金屬接觸區(qū)域，所述的金屬接觸區(qū)域的形狀、大小與背面金屬柵線的形狀、大小相同，所述的非金屬接觸區(qū)域包括若干個(gè)相互連接的三角形。

31、進(jìn)一步的，隧穿氧化硅厚度不超過(guò)2nm，摻雜多晶硅層厚度為100-400nm。

32、與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

33、本發(fā)明采用一種背面圖形化的鈍化接觸結(jié)構(gòu)，在晶體硅襯底的背面即不受光面疊加一層超薄的隧穿氧化層鈍化晶體硅表面，再疊加一層摻雜多晶硅層作為載流子選擇性接觸材料，降低金屬接觸區(qū)域的載流子復(fù)合，同時(shí)具有良好的接觸性能。

34、此外，在兼顧鈍化接觸的同時(shí)，為了降低摻雜多晶硅層對(duì)光的吸收，減少電流損失，而采用局域鈍化接觸的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)采用圖形化的局域接觸隧穿氧化層和多晶硅層，這種圖形包括金屬柵線和晶體硅襯底之間的接觸區(qū)域，但又不限于此，可以在鈍化接觸和光吸收損失之間取得較好的平衡。

35、本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過(guò)下面的說(shuō)明體現(xiàn)，部分還將通過(guò)對(duì)本發(fā)明的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

技術(shù)特征：

1.一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，所述隧穿氧化硅層厚度不超過(guò)2nm，所述非晶硅層的厚度為100-400nm。

3.一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，制絨液包括重量比為1-20％的koh溶液，制絨溫度為80攝氏度左右，刻蝕液包括重量比為1-20％的koh溶液。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，在步驟5中，超薄隧穿氧化硅層厚度不超過(guò)2nm，采用熱氧法、濕化學(xué)法、pecvd法或準(zhǔn)分子源干氧法制備。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，在步驟6中，非晶硅層厚度為100-400nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池的制造方法，其特征在于，在步驟7中，所述的印刷圖形為若干個(gè)相互連接的三角形，若干個(gè)三角形的形狀、大小相同，且底邊在同一直線上。

8.一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池，包括襯底，襯底正面和背面分別設(shè)有正面鈍化層和背面鈍化層，襯底正面設(shè)有正面金屬柵線，襯底背面設(shè)有背面金屬柵線，其特征在于，所述襯底與所述背面金屬柵線之間依次設(shè)有超薄隧穿氧化層和摻雜多晶硅層，所述摻雜多晶硅層連接所述背面金屬柵線，所述超薄隧穿氧化層在所述襯底上的正投影的形狀和所述摻雜多晶硅層在所述襯底上的正投影的形狀相同，每相鄰的兩條所述背面金屬柵線之間還設(shè)有空白區(qū)，所述空白區(qū)在所述襯底上的正投影的邊緣形狀與所述超薄隧穿氧化層或所述摻雜多晶硅層在所述襯底上的正投影的邊緣形狀吻合；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述金屬接觸區(qū)域的形狀、大小與所述背面金屬柵線的形狀、大小相同，所述非金屬接觸區(qū)域包括若干個(gè)相互連接的三角形。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池，其特征在于，所述超薄隧穿氧化層厚度不超過(guò)2nm，所述摻雜多晶硅層厚度為100-400nm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于晶體硅太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種圖形化的鈍化接觸太陽(yáng)能電池及其制造方法，包括襯底，襯底正面和背面分別設(shè)有正面鈍化層和背面鈍化層，襯底正面設(shè)有正面金屬柵線，襯底背面設(shè)有背面金屬柵線，襯底與背面金屬柵線之間依次設(shè)有超薄隧穿氧化層和摻雜多晶硅層，摻雜多晶硅層連接背面金屬柵線，超薄隧穿氧化層和摻雜多晶硅層的形狀相同，每相鄰的兩條背面金屬柵線之間還設(shè)有空白區(qū)，空白區(qū)的邊緣形狀與超薄隧穿氧化層或摻雜多晶硅層的邊緣形狀吻合。本發(fā)明采用一種背面圖形化的鈍化接觸結(jié)構(gòu)，能降低金屬接觸區(qū)域的載流子復(fù)合，同時(shí)具有良好的接觸性能。

技術(shù)研發(fā)人員：胡勻勻,徐冠超,馮志強(qiáng),楊陽(yáng),安亦奇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天合光能股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15