一种背面钝化太阳能电池及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于太阳能电池技术领域，尤其涉及一种背面钝化太阳能电池及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 目前，随着环境问题和能源问题得到越来越多人的关注，太阳能电池作为一种清 洁的能源，人们对其研究开发已经进入到了一个新的阶段。高效低成本是目前硅太阳电池 追求的主要目标。为降低晶硅成本，适应竞争激烈的光伏产业，晶硅电池厚度越来越薄，因 为晶体硅是间隙带材料，光吸收系数小，由透射光引起的损失会由着硅片厚度的减小而增 大，所以在晶硅日益减薄的今天，基于较薄晶硅的高效电池技术是各大企业与高效机构的 研究重点。目前，主要研究热点有HIT电池、WMT电池、N型双面电池、背钝化电池等。
[0003] 其中，PERC电池即发射极与背面双面钝化太阳能电池是一种能够很好解决薄片带 来的量子效率降低以及背面复合增高问题的技术途径。相比传统工艺生产的太阳能电池 片，PERC电池背面以一层或叠层钝化薄膜取代丝网印刷ALBSF，之后在背面钝化薄膜上进 行激光开窗，在开窗后的钝化薄膜上印刷电极，通过开窗位置使金属电极与硅形成欧姆接 触导出电流，其余工艺与传统太阳能电池工艺基本相同。较之常规铝背场多晶硅电池，PERC 结构电池在开路电压Voc、短路电流密度Jsc、转换效率方面均有明显提高。
[0004]当面比较普遍的制备PERC电池的方法是：背面制备氧化铝/氮化硅钝化层，然后 使用激光开槽。虽然该结构具备较好的钝化和背面内反射效果，但是氧化铝的制备是其关 键点与难点。首先，用于制备氧化铝的设备非常昂贵，导致背钝化太阳能电池的生产成本显 著上升；其次，制备氧化铝层所需的原材料是三甲基铝（TMA)，是一种极易燃易爆的材料， 遇到空气或者水都会迅速燃烧，在使用过程中和存储过程中都是极大的安全隐患。
[0005] 申请号为CN201410854107. 2的中国专利公开了一种采用PEVCD制备太阳能背钝 化电池背钝化膜层的方法。该发明采用PECVD制备太阳能背钝化电池的背钝化膜层，由于 底层引入一定厚度的SiOjl，能够有效降低硅片表面界面态，提高表面钝化效果；顶层采用 单层或多层SiN；^以有效保护好SiOjl，且SiO x+SiNjl还可以延长入射光线的路程，增强 晶娃电池的长波响应，使背纯化晶娃电池$父常规电池开路电压和短路电流提尚，从而提尚 电池的转换效率。但该方法在背面直接采用PECVD制备一层SiOjl，导致该膜层的均匀性 很难控制且起到的钝化效果不明显。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种背面钝化太阳能电池及其制备 方法，该方法制备的背面钝化太阳能电池背反射率较高。
[0007] 本发明提供了一种背面钝化太阳能电池，包括：背电极、全铝背电场、背面钝化层、 局部铝背场、P型硅、N型发射极、钝化膜和正电极；
[0008] 所述背电极、全铝背电场、背面钝化层、P型硅、N型发射极与钝化膜由下至上依次 连接；
[0009] 所述全铝背电场通过所述局部铝背场与所述P型硅相连接；
[0010] 所述正电极设置于钝化膜上，且通过烧结与所述N型发射极相连接；
[0011] 所述背面钝化层包括二氧化硅层与氮化硅层，所述二氧化硅层与所述P型硅相连 接，所述氮化硅层与所述全铝背电场相连接；所述二氧化硅层包括氧化形成的二氧化硅层 与等离子体化学气相沉积形成的二氧化硅层；
[0012] 所述钝化膜包括二氧化硅层与氮化硅层，所述二氧化硅层与所述N型发射极相连 接。
[0013] 优选的，所述背面钝化层中的氧化形成的二氧化硅层的厚度为5~10nm。
[0014] 优选的，所述背面钝化层中等离子体化学气相沉积形成的二氧化硅层的厚度为 20 ~30nm。
[0015] 优选的，所述背面钝化层中的氮化硅层的厚度为100~150nm。
[0016] 优选的，所述钝化膜中二氧化硅层的厚度为5~10nm。
[0017] 优选的，所述钝化膜中氮化娃层的厚度为75~95nm。
[0018] 本发明还提供了一种背面钝化太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
[0019] 1)将P型硅片进行制绒、扩散与刻蚀，得到形成N型发射极的P型硅片；
[0020] 2)将所述形成N型发射极的的P型硅片进行氧化，在其正面与背面均形成一层二 氧化硅层；
[0021] 3)利用等离子体化学气相沉积在背面二氧化硅层表面沉积二氧化硅层，然后再沉 积氮化硅，形成背面钝化层；
[0022] 4)利用等离子体化学气相沉积在正面二氧化硅层表面沉积氮化硅，形成钝化膜；
[0023] 5)将形成钝化膜后的P型硅片背面开槽烧结形成局部铝背场，然后印刷背电场、 背电极与正电极，烧结后得到背面钝化太阳能电池。
[0024] 优选的，所述步骤2)中的氧化为热氧化或利用臭氧氧化。
[0025] 优选的，所述步骤5)中通过丝网印刷的方式在背面开槽烧结形成局部铝背场。
[0026] 优选的，所述P型硅片的电阻率为1~3Q ? cm ;所述P型硅片的厚度为160~ 200 um〇
[0027] 本发明提供了一种背面钝化太阳能电池及其制备方法，包括以下步骤：1)将P型 硅片进行制绒、扩散与刻蚀，得到形成N型发射极的P型硅片；2)将所述形成N型发射极的 P型硅片进行氧化，在其正面与背面均形成一层二氧化硅层；3)利用PECVD在背面二氧化 硅层表面沉积二氧化硅层，然后再沉积氮化硅，形成背面钝化层；4)利用PECVD在正面二氧 化硅层表面沉积氮化硅，形成钝化膜；5)将形成钝化膜后的P型硅片背面开槽烧结形成局 部铝背场，然后印刷背电场、背电极与正电极，烧结后得到背面钝化太阳能电池。与现有技 术相比，本发明采用双面二氧化硅/氮化硅叠层钝化膜使电池表面形成良好的钝化，同时 由于多晶硅晶界处的悬挂键是主要的复合中心，PECVD制备的氮化硅层中含有大量的氢原 子，可饱和娃表面处的悬挂键，并在快速热处理中扩散到娃片中，钝化娃体内的缺陷和杂质 的电活性，从而起到表面钝化和体钝化的作用，此外，较高的背反射率增加了长波长的光的 吸收，提高了背表面附近载流子的收集，而且双面二氧化硅/氮化硅叠层膜钝化提高了少 数载流子的寿命，从而提高了背面钝化太阳能电池的开路电压和短路电流密度，使最终效 率得到提升。
【附图说明】
[0028]图1为本发明提供的背面钝化太阳能电池的局部结构示意图。
【具体实施方式】
[0029] 下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 本发明提供了一种背面钝化太阳能电池，包括：背电极、全铝背电场、背面钝化层、 局部铝背场、P型硅、N型发射极、钝化膜和正电极；
[0031] 所述背电极、全铝背电场、背面钝化层、P型硅、N型发射极与钝化膜由下至上依次 连接；
[0032] 所述全铝背电场通过所述局部铝背场与所述P型硅相连接；
[0033] 所述正电极设置于钝化膜上，且通过烧结与所述N型发射极相连接；
[0034] 所述背面钝化层包括二氧化硅层与氮化硅层，所述二氧化硅层与所述P型硅相连 接，所述氮化硅层与所述全铝背电场相连接；所述二氧化硅层包括氧化形成的二氧化硅层 与等离子体化学气相沉积（PECVD)形成的二氧化硅层；
[0035] 所述钝化膜包括二氧化硅层与氮化硅层，所述二氧化硅层与所述N型发射极相连 接。
[0036] 本发明提供的背面钝化太阳能电池的局部结构示意图如图1所示，其中a为全铝 背电场，b为局部铝背场，c为背面钝化层中的氮化硅层，d为背面钝化层中的二氧化硅层， e为P型硅，f为N型发射极，g为钝化膜中的二氧化硅层，h为钝化膜中的氮化硅层，i为正 电极。
[0037] 本发明中，所述背电极、全铝背电场均为本领域技术人员熟知的背电极与全铝背 电场即可，并无特殊的限制。
[0038] 所述背面钝化层包括二氧化硅层（SiOjl)与氮化硅层（SiN J1);所述二氧化