N型晶体硅双面电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了N型晶体硅双面电池，属于太阳能电池【技术领域】，包括N型硅衬底、硼掺杂层、电池的正极、氧化铝钝化层、氮化硅减反射层、离子注入磷掺杂层、氮化硅钝化及减反射层、电池的负极，在N型硅衬底的上下表面分别设置了电池的正极和电池的负极，在电池的正极的下方设置硼掺杂层；在N型硅衬底的上表面设有氧化铝钝化层，在氧化铝钝化层的表面设有第一氮化硅减反射层；在N型硅衬底的下表面设有离子注入磷掺杂层，在离子注入磷掺杂层的表面设有第二氮化硅减反射层。本实用新型的N型晶体硅双面电池，使得电池稳定性能提高，降低了对短波的吸收，提高了蓝光响应，提高电池的短路电流密度，电池效率得到提升，具有很好的实用性。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于太阳能电池【技术领域】，具体涉及一种N型晶体硅双面电池。 N型晶体娃双面电池
【背景技术】
[0002] 双面电池能更加充分的利用太阳光，不仅正面入射的太阳光还有背面的散射光 等，提高了电池的发电量，该种电池更适合建筑一体化，以及垂直安装等应用，然而传统的 双面电池结构复杂，制备成本高，使得双面电池大规模的走向市场遇到了瓶颈。 实用新型内容
[0003] 实用新型目的：本实用新型的目的在于提供一种N型晶体硅双面电池，使得电池 的稳定性能提高，同时降低了对短波的吸收，提高了蓝光响应，提高了电池的短路电流密 度，提升了电池效率。
[0004] 技术方案：为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0005] N型晶体硅双面电池，包括N型硅衬底、硼掺杂层、电池的正极、氧化铝钝化层、氮 化硅减反射层、离子注入磷掺杂层、氮化硅钝化及减反射层、电池的负极，在N型硅衬底的 上下表面分别设置了电池的正极和电池的负极，在电池的正极的下方设置硼掺杂层；在N 型硅衬底的上表面设有氧化铝钝化层，在氧化铝钝化层的表面设有第一氮化硅减反射层； 在N型硅衬底的下表面设有离子注入磷掺杂层，在离子注入磷掺杂层的表面设有第二氮化 娃减反射层。
[0006] 所述的N型硅衬底为电阻率在0. 3 Ω · cm?10 Ω · cm之间的N型硅衬底。
[0007] 所述的氧化铝钝化层的厚度为5?20nm。
[0008] 所述的第一氮化硅减反射层的厚度为65?75nm，第二氮化硅减反射层的厚度为 73 ?86nm。
[0009] 实用新型原理：本实用新型通过在N型硅衬底上表面局部重扩硼，形成一个局域 的PN结，在N型衬底的上面制备有A1 203，该A1203带有固定负电荷，并在A120 3的下面的N 型硅中诱导出P+的反型层；A1203的上面沉积有氮化硅减反射层电池背面有重掺的磷，形成 背场，背场采用SiN x钝化电池的双面都可以受光发电，电极分布电池的两面。
[0010] 有益效果：与现有技术相比，本实用新型的N型晶体硅双面电池，由于没有硼掺杂 的影响，使得电池稳定性能提高，同时降低了对短波的吸收，提高了蓝光响应，提高电池的 短路电流密度，电池效率得到提升；利用A1203带有固定负电荷，在N型衬底的前表面诱导 出一个P型反型层，提供前电场，替代了原有的PN节，具有很好的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 附图1 N型晶体硅双面电池结构示意图。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
[0013] 如图1所示，N型晶体硅双面电池，包括N型硅衬底1、硼掺杂层2、电池的正极3、 氧化铝钝化层4、氮化硅减反射层5、离子注入磷掺杂层6、氮化硅钝化及减反射层7、电池的 负极8,在N型硅衬底1的上下表面分别设置了电池的正极3和电池的负极8,在电池的正 极3的下方设置硼掺杂层2 ;在N型硅衬底1的上表面设有氧化铝钝化层4,在氧化铝钝化 层4的表面设有第一氮化娃减反射层5 ;在N型娃衬底1的下表面设有离子注入磷掺杂层 6,在离子注入磷掺杂层6的表面设有第二氮化硅减反射层7。
[0014] 其中，N型硅衬底1的电阻率在0. 3 Ω · cm到10 Ω · cm之间。氧化铝钝化层4的 厚度在5?20nm，并带有5X 102cm_2?3X 103cm_2的固定负电荷。第一氮化硅减反射层5 的厚度为65?75nm，第二氮化娃减反射层7的厚度为73?86nm。
[0015] 实施例1
[0016] 制备N型晶体硅双面电池的方法，包括以下步骤：
[0017] 1)化学清洗
[0018] 对电阻率为0. 3 Ω ?cm的N型硅衬底的表面绒面采用稀得氢氧化钠或氢氧化钾溶 液在衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构，随后用稀释的盐酸和氢氟酸进行清洗，得 到化学清洗过的N型硅衬底；
[0019] 2)上表面印刷硼掺杂层
[0020] 在化学清洗过的N型硅衬底的上表面印刷硼掺杂层，该印刷硼掺杂层的形状与电 池的正极的截面形状吻合，印刷后在400°C的烘干炉中烘干，得到具备硼源的N型硅衬底；
[0021] 3)下表面注入磷源并退火
[0022] 在具备硼源的N型硅衬底的下表面注入磷源，在离子束能量8kev情况下，离子注 入量1 X 15cnT2,然后将注入磷源的N型硅衬底放入退火炉中，在800°C的温度范围内退火， 退火后目标方阻为40 Ω / □，使硼扩散倒硅片机体中，形成局部的PN节，激活离子注入的磷 源，并对离子注入时损伤的硅表面进行修复，让注入的磷源形成背场，得到注入磷源的N型 娃衬底；
[0023] 4)上表面制备氧化铝钝化层和第一氮化硅减反射层
[0024] 在400°C下，在注入磷源的N型硅衬底的上表面采用原子沉积或者等离子化学气 相沉积厚度为5nm的三氧化二铝，三氧化二铝所带的负电荷是在5 X 1012cnT2,形成氧化铝钝 化层；
[0025] 在氧化铝钝化层的表面采用等离子化学气相沉积厚度为65nm的第一氮化硅减反 射层；
[0026] 5)下表面制备第二氮化硅减反射层
[0027] 在注入磷源的N型硅衬底的下表面采用等离子化学气相沉积厚度为73nm的第二 氮化娃减反射层；
[0028] 6)制备电池的正极和电池的负极
[0029] 采用印刷的方法在电池的上表面印刷硼掺杂层的上方印刷银铝浆，形成电池的正 极；采用印刷的方法在电池的下表面印刷银浆，形成电池的负极；
[0030] 7)烧结
[0031] 在700°C的温度下，将步骤6)得到的电池在烧结炉中进行烧结，让电池和硅形成 欧姆接触，即得到电池成品。
[0032] 实施例2
[0033] 制备N型晶体硅双面电池的方法，包括以下步骤：
[0034] 1)化学清洗
[0035] 对电阻率为10 Ω · cm的N型硅衬底的表面绒面采用稀得氢氧化钠或氢氧化钾溶 液在衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构，随后用稀释的盐酸和氢氟酸进行清洗，得 到化学清洗过的N型硅衬底；
[0036] 2)上表面印刷硼掺杂层
[0037] 在化学清洗过的N型硅衬底的上表面印刷硼掺杂层，该印刷硼掺杂层的形状与电 池的正极的截面形状吻合，印刷后在400°C的烘干炉中烘干，得到具备硼源的N型硅衬底；
[0038] 3)下表面注入磷源并退火
[0039] 在具备硼源的N型硅衬底的下表面注入磷源，在离子束能量15kev情况下，离子注 入量7 X 15cm_2,然后将注入磷源的N型硅衬底放入退火炉中，在1000°C的温度范围内退火， 退火后目标方阻为120 Ω / □，使硼扩散倒硅片机体中，形成局部的PN节，激活离子注入的 磷源，并对离子注入时损伤的硅表面进行修复，让注入的磷源形成背场，得到注入磷源的N 型硅衬底；
[0040] 4)上表面制备氧化铝钝化层和第一氮化硅减反射层
[0041] 在400°C下，在注入磷源的N型硅衬底的上表面采用原子沉积或者等离子化学气 相沉积厚度为20nm的三氧化二铝，三氧化二铝所带的负电荷是在5X10 13cnT2,形成氧化铝 钝化层；
[0042] 在氧化铝钝化层的表面采用等离子化学气相沉积厚度为75nm的第一氮化硅减反 射层；
[0043] 5)下表面制备第二氮化硅减反射层
[0044] 在注入磷源的N型硅衬底的下表面采用等离子化学气相沉积厚度为86nm的第二 氮化娃减反射层；
[0045] 6)制备电池的正极和电池的负极
[0046] 采用印刷的方法在电池的上表面印刷硼掺杂层的上方印刷银铝浆，形成电池的正 极；采用印刷的方法在电池的下表面印刷银浆，形成电池的负极；
[0047] 7)烧结
[0048] 在900°C的温度下，将步骤6)得到的电池在烧结炉中进行烧结，让电池和硅形成 欧姆接触，即得到电池成品。
[0049] 实施例3
[0050] 制备N型晶体硅双面电池的方法，包括以下步骤：
[0051] 1)化学清洗
[0052] 对电阻率为0. 3 Ω ?cm的N型硅衬底的表面绒面采用稀得氢氧化钠或氢氧化钾溶 液在衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构，随后用稀释的盐酸和氢氟酸进行清洗，得 到化学清洗过的N型硅衬底；
[0053] 2)上表面注入硼源
[0054] 在化学清洗过的N型硅衬底的上表面注入硼源，在离子束能量6kev情况下，离子 注入量1 X 14cnT2,退火后目标方阻为40 Ω / □，得到具备硼源的N型硅衬底；
[0055] 3)下表面注入磷源并退火
[0056] 在具备硼源的N型硅衬底的下表面注入磷源，在离子束能量8kev情况下，离子注 入量1 X 15cnT2,然后将注入磷源的N型硅衬底放入退火炉中，在800°C的温度范围内退火， 退火后目标方阻为40 Ω / □，使硼扩散倒硅片机体中，形成局部的PN节，激活离子注入的磷 源，并对离子注入时损伤的硅表面进行修复，让注入的磷源形成背场，得到注入磷源的N型 娃衬底；
[0057] 4)上表面制备氧化铝钝化层和第一氮化硅减反射层
[0058] 在400°C下，在注入磷源的N型硅衬底的上表面采用原子沉积或者等离子化学气 相沉积厚度为5nm的三氧化二铝，三氧化二铝所带的负电荷是在5 X 1012cnT2,形成氧化铝钝 化层；
[0059] 在氧化铝钝化层的表面采用等离子化学气相沉积厚度为65nm的第一氮化硅减反 射层；
[0060] 5)下表面制备第二氮化硅减反射层
[0061] 在注入磷源的N型硅衬底的下表面采用等离子化学气相沉积厚度为73nm的第二 氮化娃减反射层；
[0062] 6)制备电池的正极和电池的负极
[0063] 采用印刷的方法在电池的上表面印刷硼掺杂层的上方印刷银铝浆，形成电池的正 极；采用印刷的方法在电池的下表面印刷银浆，形成电池的负极；
[0064] 7)烧结
[0065] 在700°C的温度下，将步骤6)得到的电池在烧结炉中进行烧结，让电池和硅形成 欧姆接触，即得到电池成品。
[0066] 实施例4
[0067] 制备N型晶体硅双面电池的方法，包括以下步骤：
[0068] 1)化学清洗
[0069] 对电阻率为10 Ω · cm的N型硅衬底的表面绒面采用稀得氢氧化钠或氢氧化钾溶 液在衬底的表面制备出金字塔形状的陷光结构，随后用稀释的盐酸和氢氟酸进行清洗，得 到化学清洗过的N型硅衬底；
[0070] 2)上表面注入硼源
[0071] 在化学清洗过的N型硅衬底的上表面注入硼源，在离子束能量20kev情况下，离子 注入量9 X 15cnT2,退火后目标方阻为120 Ω / □，得到具备硼源的N型硅衬底；
[0072] 3)下表面注入磷源并退火
[0073] 在具备硼源的N型硅衬底的下表面注入磷源，在离子束能量15kev情况下，离子注 入量7 X 15cm_2,然后将注入磷源的N型硅衬底放入退火炉中，在1000°C的温度范围内退火， 退火后目标方阻为120 Ω / □，使硼扩散倒硅片机体中，形成局部的PN节，激活离子注入的 磷源，并对离子注入时损伤的硅表面进行修复，让注入的磷源形成背场，得到注入磷源的N 型硅衬底；
[0074] 4)上表面制备氧化铝钝化层和第一氮化硅减反射层
[0075] 在400°C下，在注入磷源的N型硅衬底的上表面采用原子沉积或者等离子化学气 相沉积厚度为20nm的三氧化二铝，三氧化二铝所带的负电荷是在5X1013cnT2,形成氧化铝 钝化层；
[0076] 在氧化铝钝化层的表面采用等离子化学气相沉积厚度为75nm的第一氮化硅减反 射层；
[0077] 5)下表面制备第二氮化硅减反射层
[0078] 在注入磷源的N型硅衬底的下表面采用等离子化学气相沉积厚度为86nm的第二 氮化娃减反射层；
[0079] 6)制备电池的正极和电池的负极
[0080] 采用印刷的方法在电池的上表面印刷硼掺杂层的上方印刷银铝浆，形成电池的正 极；采用印刷的方法在电池的下表面印刷银浆，形成电池的负极；
[0081] 7)烧结
[0082] 在900°C的温度下，将步骤6)得到的电池在烧结炉中进行烧结，让电池和硅形成 欧姆接触，即得到电池成品。
[0083] 实施例5
[0084] 按照实施例1?4,对电池成品进行品质测定，得到表1如下：
[0085] 表1电池品质测定
[0086]
【权利要求】
1. N型晶体硅双面电池，其特征在于：包括N型硅衬底（1)、硼掺杂层（2)、电池的正极 (3)、氧化铝钝化层（4)、氮化硅减反射层（5)、离子注入磷掺杂层（6)、氮化硅钝化及减反射 层（7)、电池的负极（8)，在N型硅衬底（1)的上下表面分别设置了电池的正极（3)和电池的 负极（8)，在电池的正极（3)的下方设置硼掺杂层（2);在N型硅衬底（1)的上表面设有氧 化铝钝化层（4)，在氧化铝钝化层（4)的表面设有第一氮化硅减反射层（5);在N型硅衬底 (1)的下表面设有离子注入磷掺杂层（6)，在离子注入磷掺杂层（6)的表面设有第二氮化硅 减反射层（7)。
2. 根据权利要求1所述的N型晶体硅双面电池，其特征在于：所述的N型硅衬底（1)为 电阻率在0. 3 Ω . cnTlO Ω . cm之间的N型硅衬底。
3. 根据权利要求1所述的N型晶体硅双面电池，其特征在于：所述的氧化铝钝化层（4) 的厚度为5?20nm。
4. 根据权利要求1所述的N型晶体硅双面电池，其特征在于：所述的第一氮化硅减反 射层（5)的厚度为65?75nm，第二氮化硅减反射层（7)的厚度为73?86nm。
【文档编号】H01L31/0328GK203839387SQ201420253264
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月16日 优先权日:2014年5月16日
【发明者】高艳涛, 张斌, 邢国强 申请人:奥特斯维能源（太仓）有限公司