一种太阳电池及其制备方法与流程

本申请涉及太阳电池，具体而言，涉及一种太阳电池及其制备方法。

背景技术：

1、光伏发电的核心部件是太阳能电池，其目标是不断提升光电转换效率、降低发电成本。topcon太阳能电池是一种基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触(tunneloxide passivated contact)太阳能电池技术，其电池结构为n型硅衬底电池，在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合。

2、topcon电池正面金属诱导复合是太阳能电池中总复合损失的重要组成部分，通过缩小电池背面的金属接触面积，可有效降低金属化造成的复合损失，但这将导致金属与硅片间的接触电阻变大，影响电池片光电转换效率提升。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种太阳电池及其制备方法，其能够提高太阳电池的光电转换效率。

2、第一方面，本申请实施例提供一种太阳电池的制备方法，其包括：先在硅片表面形成第一氧化硅层，再在第一氧化硅层表面进行硼的沉积形成硼前驱层，然后采用激光处理栅线区域进行区域掺杂形成硼扩散层，接着将完成激光处理的硅片进行高温氧化处理形成第二氧化硅层。

3、在上述技术方案中，本申请的太阳电池的制备方法通过轻扩散形成硼前驱体，通过叠加激光选择性扩散可有效在金属栅线(电极)与硅片接触部位进行硼扩重掺杂，在电极之间位置进行硼扩轻掺杂，并能平衡硅片表面的损伤。这样的结构可降低扩散层复合，由此可提高光线的短波响应，同时减少前金属电极与硅的接触电阻，使得短路电流、填充因子都得到较好的改善，从而提高太阳电池的光电转换效率，并降低发电成本。

4、结合第一方面，本申请可选的实施方式中，在硅片形成第一氧化硅层的步骤包括：

5、向放置有硅片的容器中通入氮气和氧气，并在830℃～840℃下使硅片形成第一氧化硅层。

6、可选地，氮气的流量为1000sccm～1500sccm。

7、可选地，氧气的流量为800sccm～1200sccm。

8、可选地，第一氧化硅层的厚度为0.3nm～0.5nm。

9、在上述示例中，第一氧化硅层有利于在进行硼的沉积时能够沉积均匀并形成均匀的硼前驱层。

10、结合第一方面，本申请可选的实施方式中，在第一氧化硅层表面进行硼的沉积形成硼前驱层的步骤包括：

11、向放置有硅片的容器中通入三氯化硼、氮气和氧气，并在840℃～890℃下进行硼的沉积形成硼前驱层。

12、可选地，三氯化硼的流量为70sccm～100sccm。

13、可选地，氮气的流量为1800sccm～2200sccm。

14、可选地，氧气的流量为250sccm～300sccm。

15、结合第一方面，本申请可选的实施方式中，形成硼前驱层后，硅片的方块电阻为75ω～125ω，ecv结深为0.3μm～0.4μm，硼掺杂最高浓度为1*1020n/cm-3～2*1020n/cm-3。

16、结合第一方面，本申请可选的实施方式中，采用激光处理栅线区域进行区域掺杂时，激光区与非激光区反射率差异小于等于1.5％。

17、在上述示例中，当激光区与非激光区反射率差异小于等于1.5％时，有利于激光在金属栅线(电极)与硅片接触部位进行硼扩重掺杂。

18、结合第一方面，本申请可选的实施方式中，高温氧化处理的温度为1000℃～1050℃。

19、可选地，第二氧化硅层的厚度为80nm～100nm。

20、在上述示例中，第二氧化硅层能够对硅片进行保护，并利用硼在二氧化硅中的固溶度大于硅的特性对非激光区域进行表面的浓度的一个调整高温推结，钝化表面缺陷及悬挂键，降低复合。

21、结合第一方面，本申请可选的实施方式中，在形成第一氧化硅层前，先向放置有硅片的容器中通入氮气，并升温至650℃～830℃，保持容器内气压为100mbar～150mbar。

22、在上述示例中，先向放置有硅片的容器中通入氮气能够提供惰性气体氛围。

23、结合第一方面，本申请可选的实施方式中，在形成第一氧化硅层后，继续向放置有硅片的容器中通入氮气升温推进至890℃～940℃，然后再形成硼扩散层。

24、第二方面，本申请实施例提供一种太阳电池，其包括正面栅线、背面栅线和依次层叠布置的正面氧化硅层、氧化铝层、硼扩散层、n型衬底、隧穿氧化层硅层、掺杂磷的非晶硅层和背面氧化硅层，硼扩散层包括轻掺杂区域和重掺杂区域，正面栅线穿过正面氧化硅层和氧化铝层，并与重掺杂区域欧姆接触形成带硼的合金，背面栅线穿过背面氧化硅层和掺杂磷的非晶硅层，并结合于隧穿氧化层硅层。

25、在上述技术方案中，本申请的太阳电池具有较高的光电转换效率，以及较低的发电成本。

26、结合第二方面，本申请可选的实施方式中，轻掺杂区域的方块电阻为50ω～95ω，ecv结深为1.8μm～2.0μm，硼掺杂最高浓度为1*1019n/cm-3～2*1019n/cm-3。

27、重掺杂区域的方块电阻为175ω～225ω，ecv结深为0.9μm～1.0μm，硼掺杂最高浓度为9*1018n/cm-3～1*1019n/cm-3。

技术特征：

1.一种太阳电池的制备方法，其特征在于，所述太阳电池的制备方法包括：先在硅片表面形成第一氧化硅层，再在所述第一氧化硅层表面进行硼的沉积形成硼前驱层，然后采用激光处理栅线区域进行区域掺杂形成硼扩散层，接着将完成所述激光处理的硅片进行高温氧化处理形成第二氧化硅层。

2.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述在硅片形成第一氧化硅层的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述在所述第一氧化硅层表面进行硼的沉积形成硼前驱层的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，形成所述硼前驱层后，所述硅片的方块电阻为75ω～125ω，ecv结深为0.3μm～0.4μm，硼掺杂最高浓度为1*1020n/cm-3～2*1020n/cm-3。

5.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，采用激光处理栅线区域进行区域掺杂时，激光区与非激光区反射率差异小于等于1.5％。

6.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，所述高温氧化处理的温度为1000℃～1050℃；

7.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，在形成所述第一氧化硅层前，先向放置有硅片的容器中通入氮气，并升温至650℃～830℃，保持容器内气压为100mbar～150mbar。

8.根据权利要求1所述的太阳电池的制备方法，其特征在于，在形成所述第一氧化硅层后，继续向放置有硅片的容器中通入氮气升温推进至890℃～940℃，然后再形成所述硼扩散层。

9.一种太阳电池，其特征在于，所述太阳电池包括正面栅线、背面栅线和依次层叠布置的正面氧化硅层、氧化铝层、硼扩散层、n型衬底、隧穿氧化层硅层、掺杂磷的非晶硅层和背面氧化硅层，所述硼扩散层包括轻掺杂区域和重掺杂区域，所述正面栅线穿过所述正面氧化硅层和所述氧化铝层，并与所述重掺杂区域欧姆接触形成带硼的合金，所述背面栅线穿过所述背面氧化硅层和所述掺杂磷的非晶硅层，并结合于所述隧穿氧化层硅层。

10.根据权利要求9所述的太阳电池，其特征在于，所述轻掺杂区域的方块电阻为50ω～95ω，ecv结深为1.8μm～2.0μm，硼掺杂最高浓度为1*1019n/cm-3～2*1019n/cm-3；

技术总结
本申请提供一种太阳电池及其制备方法，属于太阳电池技术领域。太阳电池的制备方法包括先在硅片表面形成第一氧化硅层，再在第一氧化硅层表面进行硼的沉积形成硼前驱层，然后采用激光处理栅线区域进行区域掺杂形成硼扩散层，接着将完成激光处理的硅片进行高温氧化处理形成第二氧化硅层。本申请的太阳电池的制备方法通过轻扩散形成硼前驱体，通过叠加激光选择性扩散可有效在金属栅线(电极)与硅片接触部位进行硼扩重掺杂，在电极之间位置进行硼扩轻掺杂，并能平衡硅片表面的损伤。从而降低扩散层复合，提高光线的短波响应，减少前金属电极与硅的接触电阻，使得短路电流、填充因子都得到较好的改善，提高太阳电池的光电转换效率，并降低发电成本。

技术研发人员：王凯
受保护的技术使用者：通威太阳能（眉山）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12