一种N型双面太阳能电池片及其制作方法与流程

本发明涉及太阳能电池片技术领域，更为具体的说，涉及一种n型双面太阳能电池片及其制作方法。

背景技术：

常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种清洁、普遍和潜力高的替代能源。太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且太阳能是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源，并受到了广泛的关注。

在太阳能电池所使用的基底材料中，n型晶体硅比p型晶体硅具有更长的少子寿命，n型晶体硅的光衰减性能则更为稳定，因此，在n型硅片上进行电池制作形成的n型双面太阳能电池，电池的两面都可以吸收光线，使得太阳能电池发电效率更高。现有的n型双面电池多采用叠层式双面钝化结构，能够有效提高光电转换效率，如n型双面电池的背面一般采用二氧化硅层作为钝化层；但是，采用现有沉积方法形成的二氧化硅层的钝化效果较差。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种n型双面太阳能电池片及其制作方法，通过热扩散工艺在n型硅片的背面扩散形成二氧化硅层，保证二氧化硅层的钝化效果高，提高n型双面太阳能电池片的光电转换效率。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种n型双面太阳能电池片的制作方法，包括：

提供一n型硅片；

在所述n型硅片的正面扩散一p型扩散层；

在所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧依次形成正面钝化层和第一减反射层的叠层、及在所述n型硅片的背面依次形成二氧化硅层和第二减反射层的叠层，其中，所述二氧化硅层为采用热扩散工艺在所述n型硅片的背面扩散而成；

在所述第一减反射层背离所述n型硅片一侧形成正面栅线电极、及在所述第二减反射层背离所述n型硅片一侧形成背面栅线电极。

可选的，在所述n型硅片的背面形成所述二氧化硅层包括：

提供一辅助n型硅片，且所述辅助n型硅片的正面扩散一辅助p型扩散层；

将所述n型硅片的p型扩散层和所述辅助n型硅片的辅助p型扩散层相对紧贴设置为叠层结构；

将所述叠层结构放置于扩散炉，采用热扩散工艺在所述n型硅片的背面扩散所述二氧化硅层、及在所述辅助n型硅片的背面扩散一辅助二氧化硅层。

可选的，所述第一减反射层和第二减反射层的材质相同，其中，在所述n型硅片的背面形成所述二氧化硅层后，形成所述正面钝化层、所述第一减反射层和所述第二减反射层包括：

在所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧沉积所述正面钝化层；

在所述正面钝化层背离所述p型扩散层一侧沉积所述第一减反射层，且同时在所述二氧化硅层背离所述n型硅片一侧沉积所述第二减反射层。

可选的，在所述n型硅片的背面形成所述二氧化硅层和所述第二减反射层包括：

将所述n型硅片放置于扩散炉，采用热扩散工艺在所述n型硅片的背面扩散一二氧化硅层、及同时在所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧扩散一辅助二氧化硅层；

在所述二氧化硅层背离所述n型硅片一侧沉积所述第二减反射层作为保护层；

去除所述辅助二氧化硅层。

可选的，在所述n型硅片的背面形成所述二氧化硅层和所述第二减反射层后，形成所述正面钝化层和所述第一减反射层包括：

在所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧沉积所述正面钝化层；

在所述正面钝化层背离所述p型扩散层一侧沉积所述第一减反射层。

可选的，在形成所述p型扩散层后，且在形成所述正面钝化层、所述二氧化硅层、所述第一减反射层和所述第二减反射层之前，还包括：

在所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧形成掩膜层；

在所述n型硅片的背面扩散一n+扩散层；

去除所述掩膜层。

可选的，采用热扩散工艺扩散所述二氧化硅层的工艺参数为：

扩散气氛包括氮气和氧气；

扩散温度范围为750摄氏度～850摄氏度，包括端点值；

及，扩散时间范围为30min～60min，包括端点值。

可选的，所述二氧化硅层的厚度范围为5nm～20nm，包括端点值；

所述正面钝化层的厚度范围为4nm～10nm，包括端点值；

及，所述第一减反射层和第二减反射层的厚度范围为60nm～80nm，包括端点值。

可选的，所述正面钝化层为氧化铝层；

及，所述第一减反射层和所述第二减反射层均为氮化硅层。

相应的，本发明还提供了一种n型双面太阳能电池片，所述n型双面太阳能电池片采用上述的n型双面太阳能电池片的制作方法制作而成。

相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：

本发明提供了一种n型双面太阳能电池片及其制作方法，包括：提供一n型硅片；在所述n型硅片的正面扩散一p型扩散层；在所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧依次形成正面钝化层和第一减反射层的叠层、及在所述n型硅片的背面依次形成二氧化硅层和第二减反射层的叠层，其中，所述二氧化硅层为采用热扩散工艺在所述n型硅片的背面扩散而成；在所述第一减反射层背离所述n型硅片一侧形成正面栅线电极、及在所述第二减反射层背离所述n型硅片一侧形成背面栅线电极。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，通过热扩散工艺在n型硅片的背面扩散形成二氧化硅层，保证二氧化硅层的钝化效果高，提高n型双面太阳能电池片的光电转换效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种n型双面太阳能电池片的制作方法的流程图；

图2a～图2d为与图1中各步骤相应的结构流程图；

图3本申请实施例提供的一种二氧化硅层的扩散方法的流程图；

图4a至图4c为与图3中各步骤相应的结构流程图；

图5为本申请实施例提供的另一种二氧化硅层的扩散方法的流程图；

图6a至图6c为与图5中各步骤相应的结构流程图；

图7为本申请实施例提供的一种n型双面太阳能电池的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

正如背景技术所述，在太阳能电池所使用的基底材料中，n型晶体硅比

p型晶体硅具有更长的少子寿命，n型晶体硅的光衰减性能则更为稳定，因此，在n型硅片上进行电池制作形成的n型双面太阳能电池，电池的两面都可以吸收光线，使得太阳能电池发电效率更高。现有的n型双面电池多采用叠层式双面钝化结构，能够有效提高光电转换效率，如n型双面电池的背面一般采用二氧化硅层作为钝化层；但是，采用现有沉积方法形成的二氧化硅层的钝化效果较差。

基于此，本申请实施例提供了一种n型双面太阳能电池片及其制作方法，通过热扩散工艺在n型硅片的背面扩散形成二氧化硅层，保证二氧化硅层的钝化效果高，提高n型双面太阳能电池片的光电转换效率。为实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下，具体结合图1至图7对本申请实施例提供的技术方案进行详细的说明。

参考图1所示，为本申请实施例提供的一种n型双面太阳能电池片的制作方法的流程图，其中，制作方法包括：

s1、提供一n型硅片；

s2、在所述n型硅片的正面扩散一p型扩散层；

s3、在所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧依次形成正面钝化层和第一减反射层的叠层、及在所述n型硅片的背面依次形成二氧化硅层和第二减反射层的叠层，其中，所述二氧化硅层为采用热扩散工艺在所述n型硅片的背面扩散而成；

s4、在所述第一减反射层背离所述n型硅片一侧形成正面栅线电极、及在所述第二减反射层背离所述n型硅片一侧形成背面栅线电极。

由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，通过热扩散工艺在n型硅片的背面扩散形成二氧化硅层，保证二氧化硅层的钝化效果高，提高n型双面太阳能电池片的光电转换效率。

下面结合其他附图对本申请实施例提供的n型双面太阳能电池的制作方法进行更为详细的描述。其中，图2a至图2d为与图1中各步骤相应的结构流程图。

参考图2a所示，对应步骤s1`，本申请实施例提供的制作方法，首先提供一n型硅片100。

进一步的，在获取了n型硅片后、且在进行p型扩散前，可以对n型硅片的正面和背面进行制绒工艺，使得n型硅片的正面和背面呈绒面，而形成金字塔形貌。

参考图2b所示，对应步骤s2，对n型硅片100进行p型扩散层200的制备。

在得到步骤s1提供的n型硅片后，可以对n型硅片进行rca清洗，而后对清洗过后的n型硅片进行正面扩散。其中，将n型硅片放置扩散炉中进行正面和背面的硼扩散，而后采用刻蚀工艺将背面的硼扩散层去除，且同时去除边缘pn结，最终得到n型硅片的正面的p型扩散层，以得到pn结。

在本申请一实施例中，在进行p型扩散层的制备过程中，采用的扩散工艺参数可以为：扩散温度范围为850摄氏度～950摄氏度，包括端点值，具体可以为860摄氏度、900摄氏度、930摄氏度等；

形成的p型扩散层的方阻范围为80ω/□～100ω/□，包括端点值。

参考图2c，对应步骤s3，在p型扩散层200背离n型硅片100一侧依次形成有正面钝化层300和第一减反射层400的叠层、及在n型硅片200的背面依次形成有二氧化硅层500和第二减反射层600的叠层。其中，本申请实施例提供的二氧化硅层500为通过热扩散工艺在n型硅片100的背面扩散而成。

目前通过热扩散工艺扩散二氧化硅层多是利用管式扩散炉进行，但是，管式扩散炉对n型硅片进行热扩散时，会对n型硅片的正面和背面均进行二氧化硅的扩散，即，n型硅片的正面和背面会同时生长一扩散层，而达不到本申请背面单层扩散二氧化硅层的目的。为此，本申请实施例提供了两种具体扩散二氧化硅层的方法，以达到背面单面生长二氧化硅层的目的。如下：

在本申请一实施例中，结合图3至图4c所示，图3为本申请实施例提供的一种二氧化硅层的扩散方法的流程图，图4a至图4c为与图3中各步骤相应的结构流程图，其中，在所述n型硅片的背面形成所述二氧化硅层包括：

s211、提供一辅助n型硅片，且所述辅助n型硅片的正面扩散一辅助p型扩散层。

参考图4a所示，提供一辅助n型硅片100’，其中，辅助n型硅片100’的正面扩散有一辅助p型扩散层200’。

s212、将所述n型硅片的p型扩散层和所述辅助n型硅片的辅助p型扩散层相对紧贴设置为叠层结构。

参考图4b所示，将n型硅片100的p型扩散层200和辅助n型硅片100’的辅助p型扩散层200’相对紧贴设置为叠层结构，即，p型扩散层200和辅助p型扩散层200’面对面紧贴叠放在一起。

s213、将所述叠层结构放置于扩散炉，采用热扩散工艺在所述n型硅片的背面扩散所述二氧化硅层、及在所述辅助n型硅片的背面扩散一辅助二氧化硅层。

参考图4c所示，将叠放于一起的n型硅片100和辅助n型硅片100’放置于扩散炉中的石英舟上，且放置于石英舟的同一个槽内，而后对该叠层结构进行热扩散，最终在n型硅片100的背面扩散有一二氧化硅层500，以及，在辅助n型硅片100’的背面扩散有一辅助二氧化硅层500’，将两者分开后得到两个背面单面扩散有二氧化硅的n型硅片。

在采用图3至图4c中提供的制作方法制备二氧化硅层后，而后开始制作正面钝化层、第一减反射层和第二减反射层。其中，本申请实施例提供的所述第一减反射层和第二减反射层的材质相同，其中，在所述n型硅片的背面形成所述二氧化硅层后，形成所述正面钝化层、所述第一减反射层和所述第二减反射层包括：

在所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧沉积所述正面钝化层；

在所述正面钝化层背离所述p型扩散层一侧沉积所述第一减反射层，且同时在所述二氧化硅层背离所述n型硅片一侧沉积所述第二减反射层。

在本申请另一实施例中，结合图5至图6c所示，图5为本申请实施例提供的另一种二氧化硅层的扩散方法的流程图，图6a至图6c为与图5中各步骤相应的结构流程图，其中，在所述n型硅片的背面形成所述二氧化硅层和所述第二减反射层包括：

s221、将所述n型硅片放置于扩散炉，采用热扩散工艺在所述n型硅片的背面扩散一二氧化硅层、及同时在所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧扩散一辅助二氧化硅层。

参考图6a所示，首先将n型硅片100放置于扩散炉中进行正面和背面双层二氧化硅的扩散。其中，n型硅片100的背面扩散有一二氧化硅层500、及同时p型扩散层200背离n型硅片100一侧扩散有一辅助二氧化硅层500’。

s222、在所述二氧化硅层背离所述n型硅片一侧沉积所述第二减反射层作为保护层。

参考图6b所示，在二氧化硅层500背离n型硅片100的一侧，采用等离子体化学增强气相沉积设备沉积一第二减反射层600作为一保护层，而保护该二氧化硅层500。

s223、去除所述辅助二氧化硅层。

参考图6c所示，采用刻蚀等工艺去除辅助二氧化硅层500’，得到背面单面具有二氧化硅层500的n型硅片100。其中，本申请实施例提供的第二减反射层的材质可以为氮化硅，故而，可以通过采用氢氟酸溶液刻蚀去除辅助二氧化硅层，而由于氮化硅不与低浓度的氢氟酸溶液反应，第二减反射层能够有效的保护二氧化硅层，而不被氢氟酸溶液刻蚀；其中，氢氟酸溶液的浓度可以为2％～10％，包括端点值，具体可以为4％、7％、9％等，清洗刻蚀时间可以为60s～120s，包括端点值，具体可以为80s、100s、110s等。

在采用图5至图6c中提供的制作方法制备二氧化硅层和第二减反射层后，而后开始制作正面钝化层和第一减反射层。其中，在所述n型硅片的背面形成所述二氧化硅层和所述第二减反射层后，形成所述正面钝化层和所述第一减反射层包括：

在所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧沉积所述正面钝化层；

在所述正面钝化层背离所述p型扩散层一侧沉积所述第一减反射层。

参考图2d所示，对应步骤s4，在第一减反射层400背离n型硅片100一侧形成正面栅线电极700、及在第二减反射层600背离n型硅片100一侧形成背面栅线电极800。

其中，通过丝网印刷工艺在第一减反射层的表面和第二减反射层的表面分别形成正面栅线和背面栅线，其中，主栅线可以为5根，其宽度可以为0.7mm；细栅可以为201根，其宽度可以为32um。在丝网印刷正面栅线和背面栅线完毕后进行烧结，以得到正面栅线电极和背面栅线电极。其中，烧结温度范围可以为890摄氏度～910摄氏度，包括端点值，具体可以为900摄氏度、905摄氏度等。最后可以将制备完毕的n型双面太阳能电池进行光电转换效率测试。

在本申请上述任意一实施例中，本申请采用热扩散工艺扩散所述二氧化硅层的工艺参数为：

扩散气氛包括氮气和氧气；

扩散温度范围为750摄氏度～850摄氏度，包括端点值，具体可以为780摄氏度、800摄氏度、830摄氏度等；

及，扩散时间范围为30min～60min，包括端点值，具体可以为40min、50min、55min等。

可选的，本申请实施例提供的所述二氧化硅层的厚度范围为5nm～20nm，包括端点值，具体可以为8nm、10nm、15nm、19nm等；

所述正面钝化层的厚度范围为4nm～10nm，包括端点值，具体可以为5nm、7nm、9nm等；

及，所述第一减反射层和第二减反射层的厚度范围为60nm～80nm，包括端点值，具体可以为70nm、75nm等。

可选的，本申请实施例提供的所述正面钝化层为氧化铝层，其中，氧化铝层可以采用原子层沉积设备沉积而成；

及，所述第一减反射层和所述第二减反射层均为氮化硅层。

进一步的，为了提高n型双面太阳能电池的光电转换效率，本申请实施例提供的制作方法中，在形成所述p型扩散层后，且在形成所述正面钝化层、所述二氧化硅层、所述第一减反射层和所述第二减反射层之前，还包括：

在所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧形成掩膜层；

在所述n型硅片的背面扩散一n+扩散层；

去除所述掩膜层。

参考图7所示，为本申请实施例提供的一种n型双面太阳能电池的结构示意图，其中，位于n型硅片100和二氧化硅层500之间还包括有一n+扩散层900。

在n型硅片的正面扩散有p型扩散层后，在p型扩散层背离n型硅片一侧形成一掩膜层，其中，掩膜层的材质可以为sion。而后，在n型硅片的背面进行磷扩散，扩散温度范围可以为750摄氏度～850摄氏度，包括端点值，具体可以为770摄氏度、800摄氏度、830摄氏度等；最终扩散形成一方块电阻在50ω/□～70ω/□(包括端点值)的n+扩散层。

相应的，本申请实施例还提供了一种n型双面太阳能电池片，所述n型双面太阳能电池片采用上述任意一实施例提供的n型双面太阳能电池片的制作方法制作而成。

其中，n型双面太阳能电池片包括：

n型硅片；

位于所述n型硅片正面的p型扩散层；

位于所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧依次形成的正面钝化层和第一减反射层；

位于所述n型硅片背面依次形成的二氧化硅层和第二减反射层；

及，位于所述第一减反射层背离所述n型硅片一侧的正面栅线电极、及位于第二减反射层背离所述n型硅片一侧的背面栅线电极。

进一步的，本申请实施例提供的n型双面太阳能电池片还包括：位于所述n型硅片和所述二氧化硅层之间的n+扩散层。

本申请实施例提供了一种n型双面太阳能电池片及其制作方法，包括：提供一n型硅片；在所述n型硅片的正面扩散一p型扩散层；在所述p型扩散层背离所述n型硅片一侧依次形成正面钝化层和第一减反射层的叠层、及在所述n型硅片的背面依次形成二氧化硅层和第二减反射层的叠层，其中，所述二氧化硅层为采用热扩散工艺在所述n型硅片的背面扩散而成；在所述第一减反射层背离所述n型硅片一侧形成正面栅线电极、及在所述第二减反射层背离所述n型硅片一侧形成背面栅线电极。由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，通过热扩散工艺在n型硅片的背面扩散形成二氧化硅层，保证二氧化硅层的钝化效果高，提高n型双面太阳能电池片的光电转换效率。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。