选择性增强正面钝化的PERC太阳能电池及其制备方法与流程

本发明涉及一种选择性增强正面钝化的perc太阳能电池，还涉及该选择性增强正面钝化的perc太阳能电池的制备方法。

背景技术：

晶硅太阳能电池是一种有效吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件。当太阳光照射在半导体p-n结上时，会形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后形成电流。

perc太阳能电池一般采用常规的正面钝化技术，在硅片的正面使用pecvd方式沉积一层氮化硅，以降低少子在前表面的复合速率，提升晶硅太阳能电池的开路电压和短路电流，从而提升晶硅太阳电池的光电转换效率。

但是，随着当前对晶硅太阳能电池光电转换效率的要求越来越高，如何进一步提高perc太阳能电池的光电转换效率是目前业界亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明的第一个目的在于提供一种能够提升电池的光电转换效率、成本低、工艺简单的选择性增强正面钝化的perc太阳能电池。

本发明的第二个目的在于提供一种上述选择性增强正面钝化的perc太阳能电池的制备方法。

本发明的第一个目的通过如下的技术方案来实现：一种选择性增强正面钝化的perc太阳能电池，包括背银电极、全铝背场或铝栅线、背面钝化膜、p型硅、n型硅、正面钝化膜和正银电极，在所述p型硅的背面上依次设有所述背面钝化膜、全铝背场或铝栅线、背银电极，在所述背面钝化膜上开有贯通背面钝化膜的开槽，所述p型硅露于所述开槽中，所述全铝背场或铝栅线位于开槽内的部分与所述p型硅相连，其特征在于：在所述p型硅的正面上依次设有增强钝化膜、正面钝化膜和正银电极，且所述增强钝化膜位于p型硅上对应正银电极的区域，所述增强钝化膜为n型薄膜，在p型硅的正面上对应正银电极以外的区域与正面钝化膜之间设有n型硅。

本发明在硅片上对应正银电极的区域设置n型薄膜，n型薄膜是指重掺杂磷源或其它源的薄膜，正面钝化膜的钝化作用和重掺杂n型薄膜的场钝化作用可以极大地降低少子复合速率，增强钝化效果；同时，n型薄膜对于多子来说具有良好的传导性，可降低接触电阻，最终提高电池的光电转换效率。本发明结构简单，制备工艺简单，设备投入成本低，而且与现有生产线兼容性好，对现有生产线进行简单改造后即可使用，因此，适于广泛推广和适用。

本发明在所述p型硅和n型薄膜之间设有对应正银电极区域的隧道氧化层，隧道氧化层优选二氧化硅，可进一步提高正银电极处的钝化效果，降低少子复合速率，从而提升电池的光电转换效率。

优选地，所述n型薄膜为多晶硅薄膜或碳化硅薄膜。

优选地，所述n型薄膜的厚度是5～50nm。

优选地，所述隧道氧化层的厚度为5～10nm。

本发明的第二个目的通过如下的技术方案来实现：一种上述选择性增强正面钝化的perc太阳能电池的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

⑴在p型硅的正面上形成n型薄膜；

⑵在n型薄膜上沉积氮化硅膜；

⑶对步骤⑵所得产品的正面进行激光刻蚀，去除对应正银电极以外区域的n型薄膜和氮化硅膜；

⑷在步骤⑶所得产品的正面上制绒，扩散磷源形成n型硅；

⑸去除在扩散过程中形成的磷硅玻璃和周边pn结，并去除对应正银电极区域的氮化硅膜，再对产品的背面进行刻蚀；

⑹对由步骤⑸所得产品进行退火；

⑺在由步骤⑹所得产品的正面和背面上分别沉积正面钝化膜和背面钝化膜；

⑻在由步骤⑺所得产品的背面上激光开槽贯通背面钝化膜，使p型硅露于开槽中；

⑼在由步骤⑻所得产品的背面印刷背银电极浆料并烘干；

⑽在由步骤⑼所得产品的背面印刷铝浆并烘干；

⑾在由步骤⑽所得产品正面的n型薄膜上印刷正银电极浆料并烘干；

⑿对由步骤⑾所得产品进行高温烧结，形成背银电极、全铝背场或铝栅线和正银电极，全铝背场或铝栅线通过开槽与p型硅相连；

⒀对由步骤⑿所得产品进行抗lid退火。

本发明在形成n型薄膜之前，先在p型硅的正面上形成隧道氧化层，再在隧道氧化层上形成n型薄膜，并在所述步骤⑷的制绒过程中，对应正银电极以外区域的隧道氧化层被去除。隧道氧化层优选采用热氧化工艺、热硝酸氧化工艺或者臭氧氧化工艺形成的厚度为5～10nm的二氧化硅层。

本发明完成步骤⑶后，留存于对应正银电极区域的隧道氧化层和n型薄膜的面积大于正银电极的面积，以保证正银电极完全落在n型薄膜区域之内。

本发明所述n型薄膜采用低压化学气相沉积法或等离子增强化学气相沉积法制备而成，工艺气体为ph3和sih4，或ph3、sih4和ch4。

与现有技术相比，本发明具有如下显著的效果：

⑴本发明在硅片上对应正银电极的区域设置n型薄膜，正面钝化膜的钝化作用和n型薄膜的场钝化作用可以极大地降低少子复合速率，增强钝化效果；同时，n型薄膜对于多子来说具有良好的传导性，可降低接触电阻，最终提高电池的光电转换效率。

⑵本发明通过在正电极对应的硅片区域沉积隧道氧化层和n型薄膜，可进一步提高正电极处的钝化效果，降低少子复合速率，从而进一步提升电池的光电转换效率。

⑶本发明结构简单，制备工艺简单，设备投入成本低，而且与现有生产线兼容性好，对现有生产线进行简单改造后即可使用，因此，适于广泛推广和适用。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明一种选择性增强正面钝化的perc太阳能电池，包括背银电极1、全铝背场或铝栅线2、背面钝化膜3、p型硅5、n型硅6、隧道氧化层9、增强钝化膜10、正面钝化膜7和正银电极8，正面钝化膜7采用氮化硅膜，背面钝化膜3是三氧化二铝膜和氮化硅膜的复合层，三氧化二铝膜是内层，与p型硅5接触，氮化硅膜是外层。隧道氧化层9采用二氧化硅，隧道氧化层9的厚度是5～10nm。在p型硅5的背面上依次设有背面钝化膜3、全铝背场或铝栅线2和背银电极1，在背面钝化膜3上开有贯通背面钝化膜3的开槽11，p型硅5露于开槽11中，全铝背场或铝栅线2位于开槽11内的部分与p型硅5相连，在p型硅5的正面上依次设有隧道氧化层9、增强钝化膜10、正面钝化膜7和正银电极8，且隧道氧化层9和增强钝化膜10位于p型硅5上对应正银电极8的区域，其中，隧道氧化层和n型薄膜的区域面积大于正银电极的面积，从而保证在制备过程中正银电极可以完全落在n型薄膜区域之内。增强钝化膜10为n型薄膜，在本领域中，n型薄膜是指重掺杂磷源或其他源的薄膜，具体可为多晶硅薄膜或碳化硅薄膜，n型薄膜的厚度是5～50nm。在p型硅5的正面上对应正银电极8以外的区域与正面钝化膜7之间设有n型硅6。

一种上述选择性增强正面钝化的perc太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：

⑴采用酸或碱对p型硅5进行清洗，使用热氧化工艺、热硝酸氧化工艺或者臭氧氧化工艺在p型硅5的正面上形成厚度为5～10nm的二氧化硅层；

采用pecvd(等离子增强化学气相沉积法)或lpcvd(低压化学气相沉积法)在二氧化硅层上形成厚度是5～50nm的n型薄膜，工艺气体为ph3和sih4，或ph3、sih4和ch4。

⑵采用pecvd在n型薄膜上沉积氮化硅膜作为保护层；

⑶对步骤⑵所得产品的正面进行激光刻蚀，去除对应正银电极8以外区域的n型薄膜和氮化硅膜；

⑷在步骤⑶所得产品的正面上进行制绒，在制绒过程中，制绒液会把对应正银电极以外区域的二氧化硅去掉，而氮化硅膜不会被制绒液腐蚀，会保护其下方的n型薄膜；再扩散磷源形成n型硅；

⑸去除在扩散过程中形成的磷硅玻璃和周边pn结，并去除对应正银电极区域的氮化硅膜；对产品的背面进行刻蚀；

⑹对由步骤⑸所得产品进行退火；

⑺在由步骤⑹所得产品的正面和背面上分别沉积正面钝化膜7和背面钝化膜3。

⑻在由步骤⑺所得产品的背面上激光开槽贯通背面钝化膜3，使p型硅5露于开槽11中；

⑼在由步骤⑻所得产品的背面印刷背银电极浆料并烘干；

⑽在由步骤⑼所得产品的背面印刷铝浆并烘干；

⑾在由步骤⑽所得产品正面的n型薄膜上印刷正银电极浆料并烘干；

⑿对由步骤⑾所得产品进行高温烧结，形成背银电极、全铝背场或铝栅线和正银电极，全铝背场或铝栅线通过开槽与p型硅相连；

⒀对由步骤⑿所得产品进行抗lid退火。

本发明的实施方式不限于此，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。