一种背钝化太阳能电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种背钝化太阳能电池，包括背电极、背电场、背面钝化层、P+层、P型硅、N型发射极、减反膜和正电极；所述背面钝化层的表面涂覆硼源，对涂覆有硼源的背面钝化层通过激光刻蚀形成孔或槽，并在所述孔或槽处形成所述P+层；所述背电场覆盖所述孔或槽，与所述P+层直接接触。采用本实用新型，能大大降低背面的复合速率，提高电池的转换效率。
【专利说明】 一种背钝化太阳能电池
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及太阳能电池【技术领域】，尤其涉及一种背钝化太阳能电池。
【背景技术】
[0002]目前大部分太阳能电池的基底材料为晶体硅，其较大的表面复合速率限制了其转换效率，这是因为:在硅片表面，晶体的周期性破坏产生大量悬挂键，使得晶体表面存在大量位于带隙中的缺陷能级；另外，位错、化学残留物、表面金属的沉积都会引入缺陷能级，这些都使得硅片表面成为复合中心。因此，在太阳能电池的正面沉积氮化硅，在背面丝网印刷金属铝，可以在一定程度上减小复合的速率。此外，由于太阳能电池的正面是光吸收面，在设计钝化层的同时还需要考虑光的吸收问题，对于正面的钝化层的研究收到了很大的限制。为了提高电池转换效率，研究者把重点转移到了太阳能电池的背面钝化上来了。
[0003]现有技术的背钝化太阳能电池的结构如图1所示:在太阳能电池的背面，先沉积钝化层，但由于钝化层为绝缘层，须通过激光刻蚀选择性的刻蚀掉部分钝化层，暴露出硅层，之后的背电场浆料灌满这些刻蚀区和硅片直接接触，从而实现导电。但是，在背面的激光刻蚀区，由于部分钝化层被去除，影响了整体的背面钝化的效率，降低了电池的转换效率。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种电池转换效率高的背钝化太阳能电池。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种背钝化太阳能电池，包括背电极、背电场、背面钝化层、P+层、P型硅、N型发射极、减反膜和正电极；
[0006]所述背面钝化层的表面涂覆硼源，对涂覆有硼源的背面钝化层通过激光刻蚀形成孔或槽，并在所述孔或槽处形成所述P+层；
[0007]所述背电场覆盖所述孔或槽，与所述P+层直接接触。
[0008]作为上述方案的改进，所述硼源为硼酸三甲酯、三溴化硼、硼酸三丙酯或者氯化硼；
[0009]涂覆硼源的厚度为10-50 μ m。
[0010]作为上述方案的改进，所述背面钝化层包括:
[0011]与所述P型硅相连的Al2O3层或S12层；
[0012]与所述Al2O3层或S12层相连的氮化硅层。
[0013]作为上述方案的改进，所述S12层的厚度为8-25 nm ；
[0014]所述Al2O3层的厚度为3_25nm ；
[0015]所述氮化娃层的厚度为80_120nm。
[0016]作为上述方案的改进，所述S12层的厚度为10-20 nm ；
[0017]所述Al2O3层的厚度为5_20nm ;
[0018]所述氮化硅层的厚度为90_110nm。
[0019]作为上述方案的改进，所述孔或槽的面积占所述背面钝化层面积的3%_25%。
[0020]作为上述方案的改进，所述孔或槽的面积占所述背面钝化层面积的5%_20%。
[0021]作为上述方案的改进，所述孔或槽的横截面形状为矩形、圆形或者葫芦形。
[0022]作为上述方案的改进，所述背面钝化层上设有多个孔或者槽，所述多个孔或者槽平均分布于所述背面钝化层上。
[0023]作为上述方案的改进，所述减反膜为氮化硅膜。
[0024]作为上述方案的改进，所述背电极、正电极为银电极。
[0025]实施本实用新型，具有如下有益效果:
[0026]现有背钝化太阳能电池的激光刻蚀区，由于钝化层被去除，影响了背面钝化的效果，降低了电池的转换效率。
[0027]本实用新型提供了一种背钝化太阳能电池，通过在背面钝化层上涂覆硼源，然后利用激光对涂覆有硼源的背面钝化层进行刻蚀，刻蚀的效果一方面腐蚀掉绝缘的背面钝化层，裸露出P型硅，方便导电；另一方面，硼在激光的高能量作用下，从激光刻蚀区往P型硅片内部扩散，形成一层P+层；P+层与P型硅形成高低结，能大大降低背面的复合速率，提高电池的转换效率。
[0028]而且，与现有技术相比，本实用新型工艺不复杂，成本低，能大大提高转换效率，可以大规模工业化推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是现有背钝化太阳能电池的结构示意图。
[0030]图2是本实用新型背钝化太阳能电池的结构示意图。
【具体实施方式】
[0031]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。
[0032]参见图1，图1显示了一种现有的背钝化太阳能电池，包括背电极1、背电场2、背面钝化层3、P型硅4、N型发射极5、减反膜6和正电极7，所述背电极1、背电场2、背面钝化层3、P型硅4、N型发射极5、减反膜6和正电极7依次相连。所述背面钝化层3通过激光刻蚀形成孔或槽31，所述背电场2覆盖所述孔或槽31，与所述P型硅4直接接触。
[0033]现有的太阳能电池的背面，先沉积背面钝化层3，但由于背面钝化层3为绝缘层，须通过激光刻蚀选择性的刻蚀掉部分钝化层，暴露出硅层，之后的背电场浆料灌满这些刻蚀区和硅片直接接触，从而实现导电。但是，在背面的激光刻蚀区，由于部分钝化层被去除，影响了整体的背面钝化的效率，降低了电池的转换效率。
[0034]参见图2，图2显示了本实用新型背钝化太阳能电池，包括背电极1、背电场2、背面钝化层4、P+层5、P型硅6、N型发射极7、减反膜8和正电极9，所述背电极1、背电场2、背面钝化层4、P+层5、P型硅6、N型发射极7、减反膜8和正电极9依次相连。
[0035]所述背面钝化层4的表面涂覆硼源，涂覆有硼源的背面钝化层4通过激光刻蚀形成孔或槽40，并在所述孔或槽40处形成所述P+层5 ;所述背电场2覆盖所述孔或槽40，与所述P+层5直接接触。
[0036]需要说明的是，所述P+层5也叫P型层，其是在激光的高能量的作用下，从激光刻蚀区往P型硅片内部扩散而形成的。P+层5与P型硅6形成高低结。
[0037]所述硼源为硼酸三甲酯、三溴化硼、硼酸三丙酯或者氯化硼，涂覆硼源的厚度为10-50 μ m。具体的，涂覆硼源的厚度可以是10 μ m、20 μ m、30 μ m、40 μ m、50 μ m,且并不以此为限。
[0038]本实用新型通过在背面钝化层4上涂覆硼源，然后利用激光对涂覆有硼源的背面钝化层4进行刻蚀，刻蚀的效果一方面腐蚀掉绝缘的背面钝化层，裸露出P型硅，方便导电；另一方面，硼在激光的高能量作用下，从激光刻蚀区往P型硅片内部扩散，形成一层P+层5 ;P+层5与P型硅6形成高低结，能大大降低背面的复合速率，提高电池的转换效率。
[0039]优选的，所述背面钝化层4上设有多个孔或者槽40，所述多个孔或者槽40平均分布于所述背面钝化层4上。
[0040]所述孔或槽40的面积占所述背面钝化层4面积的3%_25%。优选的，所述孔或槽40的面积占所述背面钝化层4面积的5%-20%。更佳的，所述孔或槽40的面积占所述背面钝化层4面积的5%、8%、10%、12%、15%、18%、20%，且并不以此为限。
[0041]所述孔或槽40的横截面形状优选为矩形、圆形或者葫芦形，但不限于此。
[0042]需要说明的是，所述孔或槽40的横截面还可以是其他形状，例如正多边形、椭圆形等，其实施方式并不局限于本实用新型所举实施例。
[0043]所述背面钝化层4包括:
[0044]与所述P型硅6相连的Al2O3层或S12层41 ；
[0045]与所述Al2O3层或S12层41相连的氮化硅层42。
[0046]作为背面钝化层4的一实施例，所述背面钝化层4包括S12层和氮化硅层(SiNx),Si02/SiNx叠层结构具有很好的钝化效果。具体的，所述S12层的厚度为8-25 nm;所述氮化硅层的厚度为80-120nm。优选的，所述S12层的厚度为10-20 nm ;所述氮化硅层的厚度% 90-1 1nm0更佳的，所述S12层的厚度为10 nm、12 nm、15 nm、18 nm、20nm,且并不以此为限；所述氮化娃层的厚度为90 nm、95 nm> 100 nm> 105 nm、IlOnm,且并不以此为限。
[0047]作为背面钝化层4的另一实施例，所述背面钝化层4包括Al2O3层和氮化硅层(51队)41203/51队叠层结构具有更佳的钝化效果，但制备成本相对要高一些。具体的，所述Al2O3层的厚度为3-25nm ;所述氮化硅层的厚度为80_120nm。优选的，所述Al2O3层的厚度为5-20nm ;所述氮化娃层的厚度为90-110nm。更佳的,所述Al2O3层的厚度为5 nm、8 nm、10 nm、12 nm、15 nm、18 nm、20nm,且并不以此为限；所述氮化娃层的厚度为90 nm、95 nm、100 nm、105 nm、IlOnm,且并不以此为限。
[0048]进一步，所述减反膜8即为减反射膜，优选为氮化硅膜，但不限于此。
[0049]所述背电极1、正电极9为银电极，但不限于此。
[0050]综上，本实用新型工艺不复杂，成本低，能大大提高转换效率，可以大规模工业化推广应用。
[0051]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种背钝化太阳能电池，其特征在于，包括背电极、背电场、背面钝化层、P+层、P型硅、N型发射极、减反膜和正电极； 所述背面钝化层的表面涂覆硼源，对涂覆有硼源的背面钝化层通过激光刻蚀形成孔或槽，并在所述孔或槽处形成所述P+层； 所述背电场覆盖所述孔或槽，与所述P+层直接接触。
2.如权利要求1所述的背钝化太阳能电池，其特征在于，所述硼源为硼酸三甲酯、三溴化硼、硼酸三丙酯或者氯化硼； 涂覆硼源的厚度为10-50 μ m。
3.如权利要求1所述的背钝化太阳能电池，其特征在于，所述背面钝化层包括: 与所述P型硅相连的Al2O3层或S12层； 与所述Al2O3层或S12层相连的氮化硅层。
4.如权利要求3所述的背钝化太阳能电池，其特征在于，所述S12层的厚度为8-25nm ； 所述Al2O3层的厚度为3-25nm ； 所述氮化娃层的厚度为80-120nm。
5.如权利要求4所述的背钝化太阳能电池，其特征在于，所述S12层的厚度为10-20nm ； 所述Al2O3层的厚度为5-20nm ； 所述氮化硅层的厚度为90-11Onm。
6.如权利要求1所述的背钝化太阳能电池，其特征在于，所述孔或槽的面积占所述背面钝化层面积的3%-25%。
7.如权利要求6所述的背钝化太阳能电池，其特征在于，所述孔或槽的面积占所述背面钝化层面积的5%-20%。
8.如权利要求1所述的背钝化太阳能电池，其特征在于，所述孔或槽的横截面形状为矩形、圆形或者葫芦形。
9.如权利要求1所述的背钝化太阳能电池，其特征在于，所述背面钝化层上设有多个孔或者槽，所述多个孔或者槽平均分布于所述背面钝化层上。
10.如权利要求1所述的背钝化太阳能电池，其特征在于，所述减反膜为氮化硅膜。
【文档编号】H01L31/04GK204118081SQ201420473307
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】石强, 秦崇德, 方结彬, 黄玉平, 何达能, 陈刚 申请人:广东爱康太阳能科技有限公司