高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池，在N型硅襯底的正面依次形成P+層、氧化硅層、氧化鋁層和金屬電極，在N型硅襯底的背面依次形成N+層、氮化硅層和金屬電極，其特征在于：在正面金屬化區域下方存在一層20nm以上的致密氧化硅層，該氧化硅層的寬度比金屬柵線寬200um以上。同時，本發明專利技術還公開了一種制備所述高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池的方法。本發明專利技術提供的N型晶體硅雙面電池平均效率高于21.5%，并能有效的通過溫度為85度、濕度為85%、持續時間為96h的PID測試。

High conversion efficiency anti PID type N crystal silicon double faced cell and preparation method thereof

The invention discloses a N type double crystal silicon battery with high conversion efficiency against PID, in front of the N type silicon substrate sequentially forming a P+ layer, a silicon oxide layer, alumina layer and metal electrode on the back of the N type silicon substrate sequentially forming a N+ layer and a silicon nitride layer and metal electrode, characterized in that in front of metallized area below a layer above 20nm dense silicon oxide layer, the silicon oxide layer of the metal gate width than the width of the 200um above. At the same time, the invention also discloses a method for preparing the N type crystal silicon double faced battery with high conversion efficiency and anti PID. The N crystal silicon double-sided battery provided by the invention has an average efficiency of more than 21.5% and can effectively pass the PID test with a temperature of 85 degrees, a humidity of 85% and a duration of 96h.

【技術實現步驟摘要】
高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池及其制備方法
本專利技術涉及一種雙面太陽電池，尤其涉及一種高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池及其制備方法，屬于太陽電池生產

技術介紹
提高太陽能電池效率，降低組件的度電成本，從而實現平價上網是太陽能電池行業發展的主旋律。N型硅片由于其硅片具有良好的少子壽命，無LID效應等優點，因此被廣泛的應用于各種高效電池結構。其中N型雙面電池由于其具有雙面發電的優勢，能夠提升組件的發電量，有效降低組件的度電成本，因此受到很大的關注與研究。目前，N型雙面電池的電池結構主要為正面采用B摻雜形成PN結，采用氧化鋁加氮化硅進行鈍化減反，背面采用P摻雜形成背場，采用氮化硅進行減反鈍化。這種結構的電池目前已經能夠實現量產，效率在21％以上，背面效率能夠達到正面效率的90％以上。然而，這種結構的電池在進行PID測試時，當電壓為-1000V，電池的正面會累積大量的正電荷，進行吸引P+層中的電子到硅片表面，增加表面復合速率，降低電池的效率。當正電荷進一步累計時，會引起反型，使P+層反型成N+層，導致電池效率進一步下降。在P型電池中，為了克服PID失效的問題，常見的手段是使用高折射率的氮化硅工藝或者在硅片表面沉積一層氧化硅層，但是由于N型電池失效機理與P型不同，導致這兩種手段無法克服N型雙面電池PID失效的問題。文獻報道，在反型的條件下，只要提升金屬電極與反型層間的電阻，就能有效的防止電池效率下降。因此，本專利技術提出在電池硼擴散面的金屬化區域沉積一定厚度的氧化硅層，從而降低正電荷對P+層中電子的吸引，使這部分區域在PID測試條件下不會出現反型，從而提升金屬電極到反型區域間的電阻，保持電池的效率。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術中的上述技術問題，提供一種高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池本專利技術的另一方面，還提供一種制備所述高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池的方法。為此，本專利技術采用如下技術方案：一種高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池，在N型硅襯底的正面依次形成P+層、氧化硅層、氧化鋁層和金屬電極，在N型硅襯底的背面依次形成N+層、氮化硅層和金屬電極，其特征在于：在正面金屬化區域下方存在一層20nm以上的致密氧化硅層，該氧化硅層的寬度比金屬柵線寬200um以上。一種制備上述高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池的方法，包括如下步驟：S1：選取N型硅片進行雙面堿制絨，以形成低反射率的絨面；S2：在制絨后的硅片上用APCVD的方式在硅片的正面分別沉積一層BSG和一層SiO2；S3：將硅片放置在磷擴散管中進行磷擴散，以形成正表面的P+層和背表面的N+層；S4：將擴散后的硅片進行單面HF清洗，去除正表面的BSG層，保留背面的PSG層；S5：清洗后的硅片在氧化管中進行高溫氧化，使正面形成一層氧化硅層，同時使背面PSG層中的磷原子進一步擴散到硅片中；S6：氧化后的硅片在正面金屬印刷區域施加一層蠟，然后進行HF清洗，去除正面沒有蠟區域的氧化硅和背面的PSG；S7：在硅片的正面先后沉積氧化鋁薄膜和氮化硅薄膜，形成鈍化減反膜，背面沉積氮化硅形成鈍化減反膜；S8：進行絲網印刷和燒結，形成正面電極和背面電極。進一步地，在步驟S2中，所述BSG層的厚度為10～100nm，B的含量為1～10wt％，SiO2層的厚度為60～200nm。進一步地，在步驟S3中，P+層的方阻為30～100ohm/sq，N+層的方阻為1～30ohm/sq。進一步地，在步驟S5中，氧化溫度為800～950度，氧化時間為10～60min，氧化硅厚度為10～30nm，氧化后的N+層方阻為30～60ohm/sq，P+層方阻為80～120ohm/sq。進一步地，在步驟S6中，蠟的圖形與硅片金屬化的圖形一致，其細柵線的根數與金屬化圖形的根數一致，寬度為寬度為比金屬柵線寬200um以上。進一步地，在步驟S7中，正面氧化鋁的膜厚為10～30nm，氮化硅厚度為20～60nm。本專利技術具有如下有益效果：本專利技術通過電池硼擴面的金屬化區域沉積一定厚度的氧化硅層，降低正電荷對P+層中電子的吸引，使這部分區域在PID測試條件下不會出現反型，從而提升金屬電極到反型區域間的電阻，保證了太陽電池的光電效率。經測試，本專利技術提供的N型晶體硅雙面電池平均效率高于21.5％，并能有效通過溫度為85度、濕度為85％、持續時間為96h的PID測試。附圖說明圖1為本專利技術的N型晶體硅雙面電池的示意圖；其中：1為N型硅襯底，2為P+層，3為氧化硅層，4為金屬電極，5為N+層，6為氮化硅層，7為氧化鋁層。下面結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步以詳細描述。實施例1如圖1所示，本專利技術高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池，在N型硅襯底1的正面依次形成P+層2、氧化鋁層3和金屬電極4，在N型硅襯底的背面依次形成N+層5、氮化硅層6和金屬電極4，在正面金屬化區域下方存在一層20nm以上的致密氧化硅層7，該氧化硅層7的寬度比金屬柵線寬200um以上。實施例2本專利技術的另一方面，公開了制備上述高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池的方法，包括如下步驟：S1：選取N型硅片進行雙面堿制絨，以形成低反射率的絨面；S2：在制絨后的硅片上用APCVD的方式在硅片的正面分別沉積一層BSG和一層SiO2；其中，所述BSG層的厚度為10～100nm，B(硼)的含量為1～10wt％，SiO2層的厚度為60～200nm；S3：將硅片放置在磷擴散管中進行磷擴散，以形成正表面的P+層和背表面的N+層；其中，P+層的方阻為30～100ohm/sq，N+層的方阻為1～30ohm/sq；S4：將擴散后的硅片進行單面HF清洗，去除正表面的BSG層，保留背面的PSG層；S5：清洗后的硅片在氧化管中進行高溫氧化，使正面形成一層氧化硅層，同時使背面PSG層中的磷原子進一步擴散到硅片中；氧化溫度為800～950度，氧化時間為10～60min，氧化硅厚度為10～30nm，氧化后的N+層方阻為30～60ohm/sq，P+層方阻為80～120ohm/sq；S6：氧化后的硅片在正面金屬印刷區域施加一層蠟，然后進行HF清洗，去除正面沒有蠟區域的氧化硅和背面的PSG；蠟的圖形與硅片金屬化的圖形一致，其細柵線的根數與金屬化圖形的根數一致，寬度為300um；S7：在硅片的正面先后沉積氧化鋁薄膜和氮化硅薄膜，形成鈍化減反膜，背面沉積氮化硅形成鈍化減反膜；S8：進行絲網印刷和燒結，形成正面電極和背面電極。經測試，本專利技術提供的N型晶體硅雙面電池平均效率高于21.5％，并能有效通過溫度為85度、濕度為85％、持續時間為96h的PID測試。PID測試測試結果如下：PID測試結果以上所述的具體實施例，對本專利技術解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本專利的具體實施例而已，并不用于限制本專利技術，凡在本專利技術的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池，在N型硅襯底的正面依次形成P+層、氧化硅層、氧化鋁層和金屬電極，在N型硅襯底的背面依次形成N+層、氮化硅層和金屬電極，其特征在于：在正面金屬化區域下方存在一層20nm以上的致密氧化硅層，該氧化硅層的寬度比金屬柵線寬200um以上。

【技術特征摘要】
1.一種高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池，在N型硅襯底的正面依次形成P+層、氧化硅層、氧化鋁層和金屬電極，在N型硅襯底的背面依次形成N+層、氮化硅層和金屬電極，其特征在于：在正面金屬化區域下方存在一層20nm以上的致密氧化硅層，該氧化硅層的寬度比金屬柵線寬200um以上。2.一種制備權利要求1所述的高轉化效率抗PID的N型晶體硅雙面電池的方法，包括如下步驟：S1：選取N型硅片進行雙面堿制絨，以形成低反射率的絨面；S2：在制絨后的硅片上用APCVD的方式在硅片的正面分別沉積一層BSG和一層SiO2；S3：將硅片放置在磷擴散管中進行磷擴散，以形成正表面的P+層和背表面的N+層；S4：將擴散后的硅片進行單面HF清洗，去除正表面的BSG層，保留背面的PSG層；S5：清洗后的硅片在氧化管中進行高溫氧化，使正面形成一層氧化硅層，同時使背面PSG層中的磷原子進一步擴散到硅片中；S6：氧化后的硅片在正面金屬印刷區域施加一層蠟，然后進行HF清洗，去除正面沒有蠟區域的氧化硅和背面的PSG；S7：在硅片的正面先后沉積氧化鋁...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王子港，崔艷峰，袁聲召，盛赟，劉成法，陳達明，陳奕峰，
申請(專利權)人：常州天合光能有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32