双面混合太阳能电池及其制备方法与流程

本发明属于太阳能电池，具体涉及一种双面混合太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，随着光伏相关技术的不断发展，各大厂家的量产电池效率不断提升，perc电池作为当前市场的主流产品，仍然占有相当大的体量，但是其量产效率已经逼近理论极限24.5％。按照晶硅电池转换效率每年进步0.5个百分点的规律，到2030年晶硅电池转换效率将达到27.5％的产业化极限，接近单结晶硅电池29.43％的理论极限，从而进入到晶硅叠层电池发展时代。作为高效电池的代表，隧穿氧化层钝化接触太阳能电池(tunnel oxidepassivated contact,topcon)、异质结太阳能电池(hetero-junction with instrinsicthin-layer，hjt)和叉指背接触电池技术(interdigitated back contact，ibc)三种n型技术路线都拥有非常高的效率天花板。

2、目前业界的眼光，主要聚焦在topcon和hjt这两种钝化接触技术路线。高效晶硅电池技术演进的逻辑是，用更低成本的规模化工艺手段，减少电池载流子的复合，从而提高开路电压和转换效率。perc电池胜出bsf铝背场电池，关键在于在电池背面实行更好的钝化技术，增强光线的内背反射，降低了背面复合。从实验室和产业化结果来看，topcon和hjt电池的钝化接触技术，能大幅减少金属电极和电池的接触复合，从而实现比perc电池更高的转换效率。在量产成本上，能兼容perc生产线的topcon电池工艺比hjt领先一步。

3、hjt电池技术中文名称异质结电池，光伏电池的一种，是在晶体硅上沉积非晶硅薄膜，它综合了晶体硅电池与薄膜电池的优势，具有转换效率高、工艺温度低、稳定性高、衰减率低、双面发电等优点，技术具有颠覆性。其四道工艺流程较topcon更容易实现且双面钝化接触，效率较topcon单面具备效率优势。

4、目前双面hjt电池设备投资高，低温cvd设备成本较高，纳米晶硅有效提升效率的同时，其均匀性差；pvd设备使用靶材，双面镀膜成本较高。清洗要求高，本征非晶硅对清洗要求较高方能达到最佳的钝化效果；正面全面的非晶硅导致寄生吸收较高，电流密度偏低。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种双面混合太阳能电池及其制备方法。

2、在本发明的一个方面，本发明提出了一种双面混合太阳能电池。根据本发明的实施例，所述双面混合太阳能电池包括：

3、半导体基底，所述半导体基底具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面包括相邻的第一区域和第二区域；

4、隧穿氧化层和掺杂多晶硅层，所述隧穿氧化层在所述第一区域上，所述掺杂多晶硅层在所述隧穿氧化层的远离所述半导体基底的表面上；

5、氧化铝层和减反层，所述氧化铝层在所述第二区域上，所述减反层在所述氧化铝层的的远离所述半导体基底的表面上；

6、本征非晶硅层和掺杂非晶硅层，所述掺杂多晶硅层与所述掺杂非晶硅层的导电类型相反，所述本征非晶硅层在所述第二区域上，所述掺杂非晶硅层在所述本征非晶硅层的远离所述半导体基底的表面上。

7、根据本发明实施例的双面混合太阳能电池，通过在正面的第一区域设置掺杂的poly finger(即掺杂多晶硅层)，降低了正面的寄生光吸收(由于在受光面除了栅线区域之外，没有多晶硅硅层，而是用氮化硅和氧化铝叠层，氮化硅和氧化铝叠层的晶化率更高，是短程和长程有序的结构，而多晶硅是短程无序的结构，造成了多晶硅有很多晶界，由于晶界的存在很容易产生光的复合，这种复合可以理解为光的寄生吸收)，解决了hjt电池中正面全面的非晶硅导致寄生吸收较高的问题。且在正面的第二区域设置氧化铝层和减反层，对第二区域进行钝化，降低了正面的复合，增加了少数载流子寿命，进一步降低了反射率。且本发明在第一区域设置的掺杂多晶硅层，在第二区域设置的氧化铝层，对于清洗要求低(相对于hjt电池对非晶硅钝化绒面的清洗要求高而言)，降低了工艺难度。

8、另外，根据本发明上述实施例的双面混合太阳能电池还可以具有如下附加的技术特征：

9、在本发明的一些实施例中，所述双面混合太阳能电池还包括：第一电极，所述第一电极与所述掺杂多晶硅层接触。

10、在本发明的一些实施例中，所述第一电极形成在所述掺杂多晶硅层的上表面且延伸至所述掺杂多晶硅层的至少部分侧面。

11、在本发明的一些实施例中，所述双面混合太阳能电池还包括：透明导电层和第二电极，所述透明导电层在所述掺杂非晶硅层的远离所述本征非晶硅层的表面上，所述第二电极与所述透明导电层接触。

12、在本发明的一些实施例中，所述掺杂非晶硅层为p型掺杂非晶硅层p-a-si，所述掺杂多晶硅层为n型掺杂多晶硅层n-poly-si；或者，所述掺杂非晶硅层为n型掺杂非晶硅层n-a-si，所述掺杂多晶硅层为p型掺杂多晶硅层p-poly-si。

13、在本发明的一些实施例中，所述隧穿氧化层的厚度为1.2-3.5nm，优选1.5-2.5nm；和/或，所述掺杂多晶硅层的厚度为30～270nm；优选30-50nm。

14、在本发明的一些实施例中，所述本征非晶硅层的厚度为5～15nm；和/或，所述掺杂非晶硅层为p型掺杂非晶硅层，所述p型掺杂非晶硅层的厚度为20-30nm，或，所述掺杂非晶硅层为n型掺杂非晶硅层，所述n型掺杂非晶硅层的厚度为10-20nm。

15、在本发明的一些实施例中，所述氧化铝层的厚度为4-14nm。

16、在本发明的再一个方面，本发明提出了一种制备双面混合太阳能电池的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

17、提供半导体基底，所述半导体基底具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面包括相邻的第一区域和第二区域；

18、在所述第一表面依次形成隧穿氧化层和掺杂多晶硅层；

19、去除所述第二区域对应的所述掺杂多晶硅层和所述隧穿氧化层，以及去除所述半导体基底的所述第二表面以及侧面绕镀形成的掺杂多晶硅层和隧穿氧化层；

20、在所述第二区域依次形成氧化铝层和减反层；

21、在所述第二表面依次形成本征非晶硅层和掺杂非晶硅层。

22、根据本发明实施例的方法，通过在正面的第一区域形成掺杂的poly finger(即掺杂多晶硅层)，降低了正面的寄生光吸收(由于在受光面除了栅线区域之外，没有多晶硅硅层，而是用氮化硅和氧化铝叠层，氮化硅和氧化铝叠层的晶化率更高，是短程和长程有序的结构，而多晶硅是短程无序的结构，造成了多晶硅有很多晶界，由于晶界的存在很容易产生光的复合，这种复合可以理解为光的寄生吸收)，解决了hjt电池中正面全面的非晶硅导致寄生吸收较高的问题。且在正面的第二区域形成氧化铝层和减反层，对第二区域进行钝化，降低了正面的复合，增加了少数载流子寿命，进一步降低了反射率。且本发明在第一区域形成的掺杂多晶硅层，在第二区域形成的氧化铝层，对于清洗要求低(相对于hjt电池对非晶硅钝化绒面的清洗要求高而言)，降低了工艺难度。

23、另外，根据本发明上述实施例的方法还可以具有如下技术方案：

24、在本发明的一些实施例中，所述方法还包括：制备第一电极，使所述第一电极与所述掺杂多晶硅层接触。

25、在本发明的一些实施例中，所述方法还包括：在所述掺杂非晶硅层的远离所述本征非晶硅层的表面上形成透明导电层；制备第二电极，使所述第二电极与所述透明导电层接触。

26、在本发明的一些实施例中，采用lpcvd、pecvd、pvd或peald分别形成所述隧穿氧化层和所述掺杂多晶硅层。

27、在本发明的一些实施例中，所述去除所述第二区域对应的所述掺杂多晶硅层和所述隧穿氧化层，以及去除所述半导体基底的所述第二表面以及侧面绕镀形成的掺杂多晶硅层和隧穿氧化层包括如下步骤：

28、去除所述第二区域对应的所述掺杂多晶硅层表面的掺杂氧化层；

29、去除所述半导体基底的第二表面以及侧面绕镀形成的掺杂多晶硅层表面的掺杂氧化层；

30、去除所述半导体基底的第二表面以及侧面绕镀形成的掺杂多晶硅层，以及所述第二区域对应的所述掺杂多晶硅层；

31、去除所述半导体基底的第二表面以及侧面绕镀形成的隧穿氧化层，以及所述第二区域对应的所述隧穿氧化层，同时去除所述第一区域对应的所述掺杂多晶硅层表面的掺杂氧化层。

32、在本发明的一些实施例中，采用pecvd、peald或ald分别沉积形成所述氧化铝层和所述减反层。

33、在本发明的一些实施例中，采用cvd设备分别沉积形成所述本征非晶硅层和所述掺杂非晶硅层。

34、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。