一種鈍化接觸全背電極太陽電池結構及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種鈍化接觸全背電極太陽電池結構及其制備方法，其結構包括硅片襯底，在硅片襯底正面設置金字塔絨面，硅片襯底背面形成拋光面，在硅片襯底背面設置遂穿氧化層，在遂穿氧化層上交替排列N型多晶硅層和P型多晶硅層，N型多晶硅層和P型多晶硅層中間通過本征多晶硅層隔離開來，N型多晶硅層和P型多晶硅層上分別設置對應的N區金屬接觸電極和P區金屬接觸電極。作為另一種改進的結構，可以設置背面鈍化膜，并在其上開接觸孔設置N區金屬接觸電極和P區金屬接觸電極。本發明專利技術技術方案將鈍化接觸手段應用到全背電極電池，可以極大地降低表面復合速率，特別是金屬接觸區復合速率，提升開路電壓，從而提升電池效率。

Passivation contact full back electrode solar cell structure and preparation method thereof

The invention discloses a passive contact full back electrode of solar cell structure and its preparing method, the structure includes a silicon substrate, the silicon substrate is provided Pyramid suede, silicon substrate formed on a polished surface, on silicon substrate is arranged on the back surface of the tunneling oxide layer in the tunneling oxide layer on the polysilicon layer and the N type are arranged alternately the P type polysilicon layer, the middle layer and the P type N type polysilicon polysilicon layer by the polysilicon layer to isolate metal metal contact electrode and the N region P region contact electrode N type polysilicon layer and the P type polysilicon layer are respectively arranged on the corresponding. As another improved structure, a reverse passivation film can be provided and a contact hole is opened on the passivation film, wherein the N zone metal contact electrode and the P zone metal contact electrode are arranged. The technical scheme of the invention will be applied to the contact means passivation battery electrodes, can greatly reduce the surface recombination velocity, especially the metal contact zone composite rate, improve the open circuit voltage, so as to enhance the efficiency of the battery.

【技術實現步驟摘要】
一種鈍化接觸全背電極太陽電池結構及其制備方法
本專利技術涉及太陽能電池
，特別涉及一種鈍化接觸全背電極太陽電池結構及其制備方法。
技術介紹
太陽電池作為一種清潔能源，是新能源，并能改變能源結構，其永恒的發展方向是提高效率和降低成本。全背電極太陽電池的制備流程復雜，主要是復雜的背面圖形化過程，涉及到多次掩膜和擴散過程。一般是通過圖形化的氧化掩膜來進行定域擴散。掩膜的圖形化需要用到絲網印刷或激光工藝，增加了工藝步驟。電池開路電壓的高低取決于鈍化效果的好壞，目前一般的全背電極電池都是采用AlOx、SiNx或SiO2等薄膜結構來進行背面鈍化。這種鈍化結構可以減小表面復合速率，對開壓的提升有一定的幫助。但是，要想往更高的開路電壓發展，此種鈍化技術也遇到了瓶頸，特別是金屬接觸區的復合速率大，限制了電池效率的提升。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種鈍化接觸全背電極太陽電池結構及其制備方法，有利于降低鈍化區和金屬接觸區復合速率，提升開路電壓和電池效率。為實現上述目的，本專利技術提供了一種鈍化接觸全背電極太陽電池結構，包括硅片襯底，在硅片襯底正面設置金字塔絨面，硅片襯底背面形成拋光面，在硅片襯底背面設置遂穿氧化層，在遂穿氧化層上交替排列N型多晶硅層和P型多晶硅層，N型多晶硅層和P型多晶硅層中間通過本征多晶硅層隔離開來，N型多晶硅層和P型多晶硅層上分別設置對應的N區金屬接觸電極和P區金屬接觸電極。進一步改進在于，在N型多晶硅層、P型多晶硅層以及本征多晶硅層上設置背面鈍化膜，在背面鈍化膜上對應N區金屬接觸電極的位置設置有N區接觸孔，在背面鈍化膜上對應P區金屬接觸電極的位置設置有P區接觸孔，然后在N區接觸孔中設置對應的N區金屬接觸電極，在P區接觸孔中設置對應的P區金屬接觸電極，并且N區金屬接觸電極的上端伸出N區接觸孔，P區金屬接觸電極的上端伸出P區接觸孔，其中背面鈍化膜結構為AlOx/SiNx或者SiO2/AlOx/SiNx的疊層膜組合。更進一步的，所述硅片襯底為N型硅片襯底，金字塔絨面上還設置有前表面場，在前表面場外側設置正面鈍化減反膜。其中優選的，遂穿氧化層的厚度為0.5-5nm，多晶硅層厚度為20-300nm。本專利技術還提供了一種鈍化接觸全背電極太陽電池制備方法，包括以下步驟：1）對N型單晶硅片襯底進行前處理，形成正面為金字塔絨面，背面為拋光面的單面拋光制絨結構；2）對經過前處理的硅片進行遂穿氧化層生長，通過爐管方式生長熱氧化層，或者通過臭氧水生長濕法氧化層，或者通過化學方法生長，遂穿氧化層厚度為0.5-5nm；3）使用LPCVD或PECVD方法在背面生長本征非晶硅層或者多晶硅層，本征非晶硅層或者多晶硅層厚度為20-300nm；4）在正面金字塔絨面上采用離子注入方法注入磷，作為前表面場，或者通過爐管擴散、APCVD方法形成，方阻為100-1000Ω/□；5）在背面需要形成P型多晶硅層摻雜區域的地方進行硼注入，硼注入通過在硅片上方設置對應圖形的掩模版來實現局域注入；6）在背面需要形成N型多晶硅層摻雜區域的地方進行磷注入，磷注入通過在硅片上方設置具有對應圖形的掩模版來實現局域注入，硼注入和磷注入的掩模版圖形呈交替排列，通過掩模版圖形來形成介于硼注入與磷注入區域中間的非摻雜區域，即本征多晶硅層區域；7）對經過三次注入的硅片襯底進行共退火處理，使非晶硅晶化成多晶硅，同時注入雜質原子擴散進入多晶硅層；8）對經過共退火處理的硅片襯底進行清洗，然后在背面形成鈍化膜，鈍化膜結構為AlOx/SiNx或者SiO2/AlOx/SiNx的疊層膜組合，在正面形成正面鈍化減反膜，結構為單層或疊層SiNx，或者SiO2/SiNx/SiNxOy的疊層膜組合；9）對背面鈍化膜進行開孔處理，在P區和N區進行開孔處理，分別開出P區接觸孔和N區接觸孔；10）在P區接觸孔和N區接觸孔上制備對應的P區金屬接觸電極和N區金屬接觸電極。其中，背面鈍化膜上的接觸孔，通過激光，刻蝕漿料或阻擋漿料的方式形成。優選的，N區金屬接觸電極和P區金屬接觸電極，包括各自的細柵線和主柵線，采用一層金屬化設計或兩層金屬化設計，其中一層金屬化設計中，細柵線為分段式，在靠近相反極性的主柵線附近斷開，斷開距離為0.05-0.3mm，主柵線對數為2-20對；兩層金屬化設計中，細柵線不分段，通過在主柵線下面設置絕緣層來隔離，絕緣層為線段結構，位于主柵線下方相反極性的細柵線上，覆蓋相反極性的細柵線，達到隔離的目的，主柵線對數為2-10對；N區金屬接觸電極和P區金屬接觸電極通過絲網印刷，電鍍，或蒸發方法制得。在背面遂穿氧化層上交替排列N型和P型多晶硅層制備方法還可以為，先使用LPCVD或PECVD方法在背面生長本征非晶硅層或者多晶硅層；在本征非晶硅層或者多晶硅層上采用熱氧化或APCVD沉積制備第一次氧化硅掩膜層；對第一次氧化硅掩膜層進行第一次圖形化處理，留出需要進行硼摻雜的部分；進行硼擴散摻雜，硼擴散的高溫過程同時使得非晶硅晶化，變成多晶硅；去除第一次氧化硅掩膜層，再采用熱氧化或APCVD沉積制備第二次氧化硅掩膜層；對第二次氧化硅掩膜層進行第二次圖形化處理，留出需要進行磷摻雜的部分；進行磷擴散摻雜；去除第二次氧化硅掩膜層,得到交替排列的N型和P型多晶硅層。在背面遂穿氧化層上交替排列N型和P型多晶硅層制備方法還可以為，先使用LPCVD或PECVD方法在背面生長本征非晶硅層或者多晶硅層；在本征非晶硅層或者多晶硅層上局域印刷硼漿料，作為P型區；在本征非晶硅層或者多晶硅層上局域印刷磷漿料，作為N型區，其中P型區和N型區交替排列，中間通過本征非晶硅層或者多晶硅層隔離開來；對印刷完硼漿和磷漿的硅片進行退火處理，使非晶硅晶化成多晶硅，同時硼和磷原子往多晶硅里擴散，完成摻雜。在背面遂穿氧化層上交替排列N型和P型多晶硅層制備方法還可以為，使用LPCVD或PECVD方法在背面生長原位摻雜的P型或N型非晶硅層或者多晶硅層；在原位摻雜的P型或N型非晶硅層或者多晶硅層上制備第一次氧化硅或氮化硅掩膜層；對第一次掩膜層進行第一次圖形化處理，去除掩膜保護外的摻雜非晶硅層，得到原位摻雜的P型或N型非晶硅或者多晶硅區域；再次生長一層遂穿氧化層，并采用LPCVD或PECVD方法生長原位摻雜的N型或P型非晶硅層或者多晶硅層，本次生長摻雜層與第一次摻雜層類型相反；再次生長第二次氧化硅或氮化硅掩膜層，并對第二次生長的摻雜非晶硅層或者多晶硅層進行第二次圖形化處理和刻蝕，得到原位摻雜的N型或P型非晶硅或者多晶硅區域；去除兩次掩膜層，并進行退火處理，調節摻雜曲線，同時使非晶硅晶化，得到背面遂穿氧化層上交替排列的N型和P型多晶硅層。全背電極太陽電池作為一種高效太陽電池結構，其高效率前景已被廣泛認識。近來，鈍化接觸技術的發展使得各大公司和研究所紛紛看好該技術在太陽電池上的應用。因此，全背電極太陽電池與鈍化接觸相結合，將是一個非常有前景的發展方向。通過鈍化接觸技術，可以極大地降低各區域的復合，顯著提高電池開路電壓，加上全背電極電池正面無遮擋的電流優勢，其效率提升潛力巨大。本專利技術技術方案將鈍化接觸手段應用到全背電極電池，可以極大地降低表面復合速率，特別是金屬接觸區復合速率，提升開路電壓，從而提升電池效率。本專利技術技術方案帶來的有益效果如下：將全背電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鈍化接觸全背電極太陽電池結構，其特征在于：包括硅片襯底，在硅片襯底正面設置金字塔絨面，硅片襯底背面形成拋光面，在硅片襯底背面設置遂穿氧化層，在遂穿氧化層上交替排列N型多晶硅層和P型多晶硅層，N型多晶硅層和P型多晶硅層中間通過本征多晶硅層隔離開來，N型多晶硅層和P型多晶硅層上分別設置對應的N區金屬接觸電極和P區金屬接觸電極。

【技術特征摘要】
1.一種鈍化接觸全背電極太陽電池結構，其特征在于：包括硅片襯底，在硅片襯底正面設置金字塔絨面，硅片襯底背面形成拋光面，在硅片襯底背面設置遂穿氧化層，在遂穿氧化層上交替排列N型多晶硅層和P型多晶硅層，N型多晶硅層和P型多晶硅層中間通過本征多晶硅層隔離開來，N型多晶硅層和P型多晶硅層上分別設置對應的N區金屬接觸電極和P區金屬接觸電極。2.如權利要求1所述的一種鈍化接觸全背電極太陽電池結構，其特征在于：在N型多晶硅層、P型多晶硅層以及本征多晶硅層上設置背面鈍化膜，在背面鈍化膜上對應N區金屬接觸電極的位置設置有N區接觸孔，在背面鈍化膜上對應P區金屬接觸電極的位置設置有P區接觸孔，然后在N區接觸孔中設置對應的N區金屬接觸電極，在P區接觸孔中設置對應的P區金屬接觸電極，并且N區金屬接觸電極的上端伸出N區接觸孔，P區金屬接觸電極的上端伸出P區接觸孔，其中背面鈍化膜結構為AlOx/SiNx或者SiO2/AlOx/SiNx的疊層膜組合。3.如權利要求1或2所述的一種鈍化接觸全背電極太陽電池結構，其特征在于：所述硅片襯底為N型硅片襯底，金字塔絨面上還設置有前表面場，在前表面場外側設置正面鈍化減反膜。4.如權利要求1或2所述的一種鈍化接觸全背電極太陽電池結構，其特征在于：遂穿氧化層的厚度為0.5-5nm，多晶硅層厚度為20-300nm。5.一種鈍化接觸全背電極太陽電池制備方法，其特征在于包括以下步驟：1）對N型單晶硅片襯底進行前處理，形成正面為金字塔絨面，背面為拋光面的單面拋光制絨結構；2）對經過前處理的硅片進行遂穿氧化層生長，通過爐管方式生長熱氧化層，或者通過臭氧水生長濕法氧化層，或者通過化學方法生長，遂穿氧化層厚度為0.5-5nm；3）使用LPCVD或PECVD方法在背面生長本征非晶硅層或者多晶硅層，本征非晶硅層或者多晶硅層厚度為20-300nm；4）在正面金字塔絨面上采用離子注入方法注入磷，作為前表面場，或者通過爐管擴散、APCVD方法形成，方阻為100-1000Ω/□；5）在背面需要形成P型多晶硅層摻雜區域的地方進行硼注入，硼注入通過在硅片上方設置對應圖形的掩模版來實現局域注入；6）在背面需要形成N型多晶硅層摻雜區域的地方進行磷注入，磷注入通過在硅片上方設置具有對應圖形的掩模版來實現局域注入，硼注入和磷注入的掩模版圖形呈交替排列，通過掩模版圖形來形成介于硼注入與磷注入區域中間的非摻雜區域，即本征多晶硅層區域；7）對經過三次注入的硅片襯底進行共退火處理，使非晶硅晶化成多晶硅，同時注入雜質原子擴散進入多晶硅層；8）對經過共退火處理的硅片襯底進行清洗，然后在背面形成鈍化膜，鈍化膜結構為AlOx/SiNx或者SiO2/AlOx/SiNx的疊層膜組合，在正面形成正面鈍化減反膜，結構為單層或疊層SiNx，或者SiO2/SiNx/SiNxOy的疊層膜組合；9）對背面鈍化膜進行開孔處理，在P區和N區進行開孔處理，分別開出P區接觸孔和N區接觸孔；10）在P區接觸孔和N區接觸孔上制備對應的P區金屬接觸電極和N區金屬接觸電極。6.如權利要求5所述的一種鈍化接觸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李華，魯偉明，李中蘭，
申請(專利權)人：泰州樂葉光伏科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32