图形化的钝化接触太阳能电池的制作方法

1.本实用新型属于晶体硅太阳能电池技术领域，涉及一种图形化的钝化接触太阳能电池。


背景技术：

2.在晶体硅太阳能电池中，由于金属和半导体接触区域存在的严重复合，制约着太阳能电池效率的提升。钝化接触技术是近年来显著提升光伏电池光电转换效率的技术。钝化接触(或接触钝化)结构是一种在晶体硅上叠加一层超薄的隧穿氧化层和掺杂多晶硅层形成的结构，其中氧化硅作为钝化层、掺杂多晶硅作为载流子选择性接触材料，可以显著降低金属接触区域的载流子复合，同时具有良好的接触性能，从而极大地提升太阳能电池的效率。
3.然而，钝化接触技术固有的缺点在于掺杂多晶硅层的吸光系数较大，整面使用在晶体硅电池上的话会导致电流损失较多，不能够最大化提升太阳能电池的转换效率。因此，目前行业内也在研究局域钝化接触的方法，能够兼顾钝化接触和光的吸收。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种图形化的钝化接触太阳能电池。
5.为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
6.一种图形化的钝化接触太阳能电池，包括衬底，衬底正面和背面分别设有正面钝化层和背面钝化层，衬底正面设有正面金属栅线，衬底背面设有背面金属栅线，所述的衬底与背面金属栅线之间依次设有超薄隧穿氧化层和掺杂多晶硅层，掺杂多晶硅层连接背面金属栅线，超薄隧穿氧化层和掺杂多晶硅层的形状相同，每相邻的两条背面金属栅线之间还设有空白区，所述的空白区的边缘形状与超薄隧穿氧化层或掺杂多晶硅层的边缘形状吻合。
7.进一步的，所述的掺杂多晶硅层包括金属接触区域和非金属接触区域，所述的金属接触区域的形状、大小与背面金属栅线的形状、大小相同，所述的非金属接触区域包括若干个相互连接的三角形。
8.进一步的，隧穿氧化硅厚度不超过2nm，掺杂多晶硅层厚度为100
‑
400nm。
9.与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：
10.本实用新型采用一种背面图形化的钝化接触结构，在晶体硅衬底的背面即不受光面叠加一层超薄的隧穿氧化层钝化晶体硅表面，再叠加一层掺杂多晶硅层作为载流子选择性接触材料，降低金属接触区域的载流子复合，同时具有良好的接触性能。
11.此外，在兼顾钝化接触的同时，为了降低掺杂多晶硅层对光的吸收，减少电流损失，而采用局域钝化接触的结构。该结构采用图形化的局域接触隧穿氧化层和多晶硅层，这种图形包括金属栅线和晶体硅衬底之间的接触区域，但又不限于此，可以在钝化接触和光吸收损失之间取得较好的平衡。
12.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
13.图1为本实用新型太阳能电池的结构示意图。
14.图2为本实用新型的图形化的局域钝化接触结构示意图。图中：衬底11、超薄隧穿氧化层12、掺杂多晶硅层13、正面钝化层14、背面钝化层15、背面金属栅线16、正面金属栅线17、空白区18、非金属接触区域21、金属接触区域22。
具体实施方式
15.为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
16.实施例1
17.如图1、图2所示，一种图形化的钝化接触太阳能电池，包括衬底11，衬底11正面和背面分别设有正面钝化层14和背面钝化层15，衬底11正面设有正面金属栅线17，衬底11背面设有背面金属栅线16，其特征在于，所述的衬底11与背面金属栅线16之间依次设有超薄隧穿氧化层12和掺杂多晶硅层13，掺杂多晶硅层13连接背面金属栅线16，超薄隧穿氧化层12和掺杂多晶硅层13的形状相同，每相邻的两条背面金属栅线16之间还设有空白区18，所述的空白区18的边缘形状与超薄隧穿氧化层12或掺杂多晶硅层13的边缘形状吻合。
18.本实施例中，空白区18为衬底背面去除超薄隧穿氧化层和掺杂多晶硅层的区域。
19.掺杂多晶硅层13包括金属接触区域22和非金属接触区域21，所述的金属接触区域22的形状、大小与背面金属栅线16的形状、大小相同，所述的非金属接触区域21包括若干个相互连接的三角形。
20.非金属接触区域21设计成三角形，能够更好地收集两根栅线中间的电流，降低串阻损失。通过调整非金属接触区域21的隧穿氧化层/掺杂多晶硅层的面积占比，可以在钝化接触和光吸收损失之间取得更好的平衡。因此这种背面图形化的钝化接触结构，在兼顾钝化接触的同时，还能够降低掺杂多晶硅层对光的吸收，减少电流损失。
21.隧穿氧化硅厚度不超过2nm，本实施例中为0.5
‑
1.5nm，掺杂多晶硅层13厚度为100
‑
400nm。
22.实施例2
23.一种图形化的钝化接触太阳能电池，具体实施和制备方法如下：
24.将p型或n型单晶硅片作为衬底，进行常规的制绒。经过氢氟酸和rca标准清洗后，进行磷扩散或硼扩散形成pn结。后清洗去除硅衬底背面的磷硅玻璃层或硼硅玻璃层。然后对背面进行抛光处理，以去除背面的扩散层。接着在硅衬底的正面和背面同时用热氧法制备一层厚度为1
‑
2nm的超薄隧穿氧化硅，再采用lpcvd设备在硅衬底的正面和背面同时沉积一层厚度为100
‑
300nm的硼掺杂或磷掺杂的非晶硅层。采用apcvd或pecvd在硅衬底的背面沉积一层掩膜，然后在掩膜上印刷耐腐蚀油墨，印刷图形如图2所示。在体积浓度为1
‑
5％的氢氟酸溶液中去除非油墨保护区域的掩膜，再利用氨水和双氧水的混合水溶液去除油墨材料。在koh和刻蚀添加剂的混合水溶液中去除背面无掩膜保护区域的掺杂非晶硅，以及正面
的非晶硅。然后在体积浓度为1
‑
10％的氢氟酸溶液中去除无非晶硅区域的隧穿氧化层以及剩下的掩膜材料。在850
‑
1050摄氏度的条件下，对掺杂原子进行高温激活处理，并使非晶硅层全部转变为多晶硅层。对制程片的正面和背面分别制备相应的钝化膜。对于p型硅衬底，需要用激光烧蚀打开背面钝化膜，对于n型硅衬底则不需要。接着进行常规的丝网印刷和烧结，形成电学接触，得到成品太阳能电池。
25.本实施例提出的一种图形化的钝化接触太阳能电池，相比栅线局域钝化接触太阳能电池，只需要改变背面印刷油墨所采用的网版图形，其它工序几乎不变，适合大规模产业化应用。通过调整非金属接触区的面积占比，可以在钝化接触和光吸收损失之间取得更好的平衡，进一步提高晶硅太阳能电池的转化效率。
26.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神。