一种IBC太阳能电池及其制作方法与流程

一种ibc太阳能电池及其制作方法
技术领域
1.本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种ibc太阳能电池及其制作方法。


背景技术：

2.在现有技术中，将超薄氧化硅与掺杂多晶硅(poly-si)的叠层结构应用于晶硅基体表面形成的隧穿钝化接触(topcon)电池结构，尽管能够获得良好的隧穿钝化效果。但是将隧穿钝化层结构应用于ibc电池结构时，由于背侧掺杂层的p型掺杂区和n型掺杂区的掺杂顺序不同，导致先形成的掺杂区的掺杂源粒子受到了后进行的掺杂工艺的高温影响，掺杂源过多地透过现有的隧穿钝化层(超薄氧化硅)直接进入到晶硅基底内。这样会引起晶硅基底表面的俄歇复合，从而丧失了隧穿钝化特性。如果单纯增加隧穿钝化层的厚度，一方面会破坏载流子的隧穿效应，同时降低表面钝化特性。另一方面还会增加整体电池的接触电阻。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术存在的不足，在本发明的一方面提供了一种ibc太阳能电池的制作方法，包括在晶硅基底层上依序层叠形成隧穿钝化层、掺杂层和电极层，所述隧穿钝化层被形成为量子阱结构。
4.优选地，所述量子阱结构包括交替层叠的n个势垒层和n-1个势阱层；其中，n≥2。
5.优选地，在所述掺杂层上形成所述电极层之前包括：
6.对所述掺杂层进行开槽，使所述掺杂层的p型掺杂区和n型掺杂区之间间隔设置；
7.在所述掺杂层上沉积形成背面钝化层，使所述背面钝化层覆盖所述p型掺杂区和所述n型掺杂区以及所述p型掺杂区和所述n型掺杂区之间的间隔区域。
8.优选地，形成所述电极层包括：
9.在位于所述p型掺杂区上方的所述背面钝化层和所述n型掺杂区上方的所述背面钝化层上分别形成所述电极层，并使所述电极层穿过所述背面钝化层分别与所述p型掺杂区和所述n型掺杂区进行接触。
10.优选地，所述制作方法还包括：在所述晶硅基底层的背向所述隧穿钝化层的一侧上依序层叠形成正面钝化层和正面减反射层。
11.在本发明的另一方面提供了一种ibc太阳能电池，包括依序层叠设置的晶硅基底层、隧穿钝化层、掺杂层和电极层，所述隧穿钝化层由量子阱结构来构成。
12.优选地，所述量子阱结构包括交替层叠的n个势垒层和n-1个势阱层；其中，n≥2。
13.优选地，所述掺杂层包括彼此相邻的p型掺杂区和n型掺杂区，所述p型掺杂区和所述n型掺杂区之间间隔设置。
14.优选地，所述晶硅基底层的背向所述隧穿钝化层的一侧上依序层叠设置有正面钝化层和正面减反射层。
15.优选地，所述掺杂层与所述电极层之间设置有背面钝化层，所述背面钝化层上开
设有通孔，所述电极层通过所述通孔与所述掺杂层进行接触。
16.与现有技术相比，本发明的ibc太阳能电池的制作过程中，由于隧穿钝化层被形成为量子阱结构，因此在一方面，形成掺杂层时，在先形成的掺杂区的掺杂源粒子受到在后进行的另一掺杂区的形成过程中所产生的热量(≥850℃)，从而会穿过量子阱结构的一势垒层，其中的部分掺杂源粒子进入到势阱层中，对势阱层形成掺杂。在这个掺杂过程中，该当部分掺杂源粒子已经耗尽了上述的高温环境所提供的能量，因此该当部分掺杂源粒子进入量子阱结构的势阱层后，无法再次穿过另一势垒层，因而滞留在本发明的量子阱结构的势阱层中，以此来防止了掺杂源粒子进入晶硅基底内，引起俄歇复合的问题。在另一方面，光生载流子通过隧穿效应直接穿过本发明的隧穿钝化层，从而使通过本发明的ibc太阳能电池的制作方法来制作的太阳能电池具有较低的接触电阻。
附图说明
17.图1a至图1f为本发明实施例的ibc太阳能电池的制程图；
18.图2为本发明实施例的ibc太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
19.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。这些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于这些实施方式。
20.在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
21.针对背景技术中所述的现有技术问题，本发明提供了如下具体实施方式。
22.实施例1
23.本实施例提供了一种ibc太阳能电池的制作方法，为了防止ibc太阳能电池的制作过程中，先形成的掺杂区的掺杂源粒子受到了后进行的掺杂工艺的高温高压影响，穿过隧穿钝化层后在晶硅基底层的表面上引起俄歇复合的问题，在本实施例的制作过程中，将隧穿钝化层形成为量子阱结构。形成所述量子阱结构的过程中需要调节势垒层的势垒宽度(或者势阱层的厚度)，使所述量子阱结构的势垒层对所述掺杂层的掺杂源粒子起到阻挡作用，另一方面，根据需要合理选择不同禁带宽度的势阱层材料，调节势阱层的深度，从而增加势阱层对光生载流子的陷阱作用，而光生载流子通过隧穿效应直接穿过本实施例的隧穿钝化层，从而所形成的ibc太阳能电池具有良好的表面钝化特性及较低的接触复合与接触电阻。需要说明的是，具体调节势垒层的势垒宽度、势阱层的厚度以及势阱层的深度的手段属于本领域公知，因此在这里不进行赘述。
24.如图1a至图1f所示，本实施例的ibc太阳能电池的制作方法包括：
25.步骤s1、如图1a所示，在晶硅基底层1的表面上形成隧穿钝化层2。具体地，在所述晶硅基底层1的表面上依序层叠形成第一势垒层21、势阱层22和第二势垒层23来形成所述隧穿钝化层2。
26.步骤s2、如图1e所示，在所述隧穿钝化层2的背向所述晶硅基底层1的一侧上依序
层叠形成掺杂层3和电极层4。
27.其中，如图1b至图1d所示，在所述掺杂层3上形成所述电极层4之前包括：
28.步骤s2a、对所述掺杂层3进行开槽，使所述掺杂层3的p型掺杂区31和n型掺杂区32之间间隔设置。
29.步骤s2b、在所述掺杂层3上沉积形成背面钝化层7，使所述背面钝化层7覆盖所述p型掺杂区31和所述n型掺杂区32以及所述p型掺杂区31和所述n型掺杂区32之间的间隔区域。
30.如图1e所示，形成所述电极层4包括：
31.步骤s2c、在位于所述p型掺杂区31上方的所述背面钝化层7和所述n型掺杂区32上方的所述背面钝化层7上分别形成所述电极层4，并使所述电极层4穿过所述背面钝化层7分别与所述p型掺杂区31和所述n型掺杂区32进行接触。
32.进一步地，为了改善ibc太阳能电池的性能，本实施例的制作方法还包括：
33.步骤s3、如图1f所示，在所述晶硅基底层1的背向所述第一势垒层21的一侧上依序层叠形成正面钝化层5和正面减反射层6。
34.在本实施例的，掺杂层的形成过程中，在先形成的掺杂区(例如p型掺杂区)的掺杂源粒子受到在后进行的另一掺杂区(例如n型掺杂区)的形成过程中所产生的热量(≥850℃)，从而会穿过量子阱结构的第二势垒层，其中的部分掺杂源粒子进入到势阱层中，对势阱层形成掺杂。在这个掺杂过程中，该当部分掺杂源粒子已经耗尽了上述的高温环境所提供的能量，因此该当部分掺杂源粒子进入量子阱结构的势阱层后，无法再次穿过第一势垒层，因而滞留在本实施例的量子阱结构的势阱层中，以此来防止了在先形成的掺杂区的掺杂源粒子进入晶硅基底内，引起俄歇复合的问题。在另一方面，光生载流子通过隧穿效应直接穿过本实施例的隧穿钝化层，从而使通过本实施例的ibc太阳能电池的制作方法来制作的太阳能电池具有较低的接触电阻。
35.此外还需要说明的是，根据实际需要，本实施例的所述量子阱结构可包括交替层叠形成的多个势垒层和多个势阱层。所述势垒层的数量为n个(n≥2)，所述势阱层的数量为n-1个。在本实施例中，可以通过形成额外的势垒层和势阱层来提高隧穿钝化层的对于受到在后掺杂工艺的高温环境(≥850℃)的影响的在先形成的掺杂区的掺杂源粒子的阻挡效果。
36.实施例2
37.本实施例提供了一种ibc太阳能电池，本实施例的ibc太阳能电池可以通过实施例1的ibc太阳能电池的制作方法来进行制作。
38.如图2所示，本实施例的ibc太阳能电池包括依序层叠设置的晶硅基底层1'、隧穿钝化层2'、掺杂层3'和电极层4'。其中，所述隧穿钝化层2'由量子阱结构来构成。
39.具体地，如图2所示，在本实施例中，所述隧穿钝化层2'包括依序层叠设置在所述晶硅基底层1'的表面上的第一势垒层21'、势阱层22'和第二势垒层23'。所述掺杂层3'和所述电极层4'依序层叠设置在所述第二势垒层23'的背向所述势阱层22'的一侧上。其中，所述掺杂层3'包括彼此相邻的p型掺杂区31'和n型掺杂区32'，所述p型掺杂区31'和所述n型掺杂区32'之间间隔设置。
40.较佳地，如图2所示，为了进一步改善本实施例的ibc太阳能电池的性能，在本实施
例中，所述晶硅基底层1'的背向所述隧穿钝化层2'的一侧上依序层叠设置了正面钝化层5'和正面减反射层6'。而且，在所述掺杂层3'与所述电极层4'之间设置了背面钝化层7'。所述背面钝化层7'上开设有通孔，所述电极层4'通过所述通孔与所述掺杂层3'进行接触。作为可选的设置，所述背面钝化层7'上还可以额外设置背面减反射层(图中未示出)，所述背面减反射层上也开设有通孔，所述电极层4'依序穿过所述背面减反射层和所述背面钝化层7'与所述掺杂层3'进行接触。
41.可选地，本实施例的所述量子阱结构可包括交替层叠的n个势垒层和n-1个势阱层；其中，n≥2。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。