晶硅膜层及其制备方法、太阳能电池及其制备方法与流程

本发明涉及光伏，特别是涉及晶硅膜层及其制备方法、太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、多晶硅在光伏行业中广泛应用，多晶硅的膜层质量对于光伏器件的光电转换效率等，起着重要作用。

2、然而，现有的多晶硅的膜层质量欠佳，导致在湿法刻蚀的过程中，工艺较为复杂。

技术实现思路

1、本发明提供一种晶硅膜层及其制备方法、太阳能电池及其制备方法，旨在解决现有的多晶硅的膜层质量欠佳，导致在湿法刻蚀的过程中，工艺较复杂的问题。

2、本发明的第一方面，提供一种晶硅膜层，所述晶硅膜层包括：至少一个第一多晶硅部分；所述第一多晶硅部分从所述晶硅膜层的厚度方向上，贯穿所述晶硅膜层；

3、所述第一多晶硅部分的晶化率为50％至60％；

4、所述第一多晶硅部分中氢含量为1％至20％；

5、所述第一多晶硅部分的孔隙率为0.1％至10％。

6、本发明实施例中，第一多晶硅部分从晶硅膜层的厚度方向上，贯穿晶硅膜层，第一多晶硅部分的晶化率较为合适，氢含量也较为合适，且第一多晶硅部分的孔隙率较为合适，第一多晶硅部分的膜层质量较优，利于提升光伏器件的光电转换效率。且，在湿法刻蚀的过程中，上述质量较优的第一多晶硅部分在碱性湿法刻蚀剂、酸性湿法刻蚀试剂中，刻蚀速率均很慢，碱性湿法刻蚀剂、酸性湿法刻蚀试剂对其的刻蚀均基本可以忽略不计，进而可以不用在第一多晶硅部分设置掩膜层，减少了在第一多晶硅部分设置掩膜层的步骤，以及减少了湿法刻蚀后去除掩膜层的步骤，简化了湿法刻蚀工艺，提升了生产效率。

7、可选的，所述第一多晶硅部分为掺杂多晶硅部分，所述掺杂第一多晶硅部分的掺杂浓度为：5×1018cm-3至1×1020cm-3。

8、可选的，所述晶硅膜层的厚度差异性小于5％。

9、可选的，所述晶硅膜层还包括：至少一个非晶硅部分；所述非晶硅部分从所述晶硅膜层的厚度方向上，贯穿所述晶硅膜层；所述晶硅膜层中，所述第一多晶硅部分和所述非晶硅部分交替分布；所述非晶硅部分的晶化率，低于所述第一多晶硅部分的晶化率，所述非晶硅部分的氢含量和孔隙率，均大于所述第一多晶硅部分的氢含量和孔隙率。

10、本发明的第二方面，提供一种任一前述的晶硅膜层的制备方法，包括：

11、提供非晶硅膜层；

12、采用红外光加热所述非晶硅膜层，直至所述非晶硅膜层的温度达到预设温度，采用激光，对所述非晶硅膜层的至少一部分进行氢化和晶化，激光作用的部分，形成第一多晶硅部分；所述预设温度为所述激光的温度的5％-30％；其中，红外光加热和激光作用同时进行，或，先红外光加热后激光作用。

13、可选的，所述激光的功率为20w至200w；

14、所述预设温度为100℃至300℃。

15、可选的，所述激光的光斑形状为三角形。

16、可选的，所述提供非晶硅膜层，包括：

17、提供衬底；

18、在所述衬底的第一表面上，采用lpcvd方式，形成晶化率为5％-40％、孔隙率为0.1％至20％所述非晶硅膜层；

19、或，在所述衬底上，采用pecvd方式，形成晶化率为5％-30％、孔隙率为0.1％至20％所述非晶硅膜层；

20、其中，pecvd方式中，工艺参数包括下述五种工艺参数中的至少一种：

21、射频电源开关比为1/5-4/5；

22、放电次数为2万次-5万次；

23、放电气体为氢气、氮气和氩气形成的混合气体；在所述混合气体中，氢气的体积浓度为5％-70％，氩气的体积浓度为10％-80％；

24、射频电源的功率为5000w-15000w；

25、工艺温度为300℃-500℃。

26、可选的，所述提供衬底包括：

27、对所述衬底的第一表面进行抛光处理，得到反射率为30％-50％的第一表面。

28、本发明的第三方面，提供一种太阳能电池，包括：

29、硅基底，位于所述硅基底上的隧穿氧化层，以及位于所述隧穿氧化层上的第一掺杂膜层；所述第一掺杂膜层包括：至少一个第二多晶硅部分；所述第二多晶硅部分从所述第一掺杂膜层的厚度方向上，贯穿所述第一掺杂膜层；

30、所述第二多晶硅部分的晶化率大于或等于60％；

31、所述第二多晶硅部分中氢含量为1％至20％；

32、所述第二多晶硅部分的孔隙率为0.1％至10％。可选的，所述第一掺杂膜层全部由所述第二多晶硅部分组成；

33、所述硅基底远离所述晶硅膜层的表面为绒面结构。

34、可选的，所述第一掺杂膜层的厚度差异性小于5％。

35、本发明的第四方面，提供一种背接触太阳能电池，包括：

36、硅基底；

37、投影落在所述硅基底上的第一区域和第二区域；所述第一区域和所述第二区域交替分布；所述第一区域包括：层叠设置的隧穿氧化层和第一传输层；所述第一传输层的晶化率大于或等于60％；所述第一传输层的氢含量为1％至20％；所述第一传输层的孔隙率为0.1％至10％；所述第二区域包括第二传输层；所述第一传输层和所述第二传输层的掺杂类型不同。

38、可选的，所述第一传输层的厚度差异性小于5％。

39、本发明的第五方面，提供一种前述的背接触太阳能电池的制备方法，包括：

40、提供导电基底；所述导电基底包括：硅基底，依次层叠在所述硅基底上的隧穿氧化层和晶硅膜层；所述晶硅膜层为任一前述的晶硅膜层，或，所述晶硅膜层由任一前述的晶硅膜层的制备方法制备得到；所述晶硅膜层包括：至少一个第一多晶硅部分和至少一个非晶硅部分；所述非晶硅部分从所述晶硅膜层的厚度方向上，贯穿所述晶硅膜层；所述晶硅膜层中，所述第一多晶硅部分和所述非晶硅部分交替分布；

41、在各个所述第一多晶硅部分没有覆盖掩膜层的情况下，对所述导电基底进行湿法刻蚀，各个所述第一多晶硅部分在湿法刻蚀中保留，各个所述非晶硅部分在湿法刻蚀中被去除，所述隧穿氧化层或所述硅基底的第二区域裸露；

42、在裸露的第二区域上，形成第二传输层。

技术特征：

1.一种晶硅膜层，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的晶硅膜层，其特征在于，所述第一多晶硅部分为掺杂多晶硅部分，所述掺杂多晶硅部分的掺杂浓度为：5×1018cm-3至1×1020cm-3。

3.根据权利要求1所述的晶硅膜层，其特征在于，所述晶硅膜层的厚度差异性小于5％。

4.根据权利要求1至3中任一所述的晶硅膜层，其特征在于，所述晶硅膜层还包括：至少一个非晶硅部分；所述非晶硅部分从所述晶硅膜层的厚度方向上，贯穿所述晶硅膜层；所述晶硅膜层中，所述第一多晶硅部分和所述非晶硅部分交替分布；所述非晶硅部分的晶化率，低于所述第一多晶硅部分的晶化率，所述非晶硅部分的氢含量和孔隙率，均大于所述第一多晶硅部分的氢含量和孔隙率。

5.一种权利要求1至4中任一所述的晶硅膜层的制备方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的晶硅膜层的制备方法，其特征在于，所述激光的功率为20w至200w；

7.根据权利要求5或6所述的晶硅膜层的制备方法，其特征在于，所述激光的光斑形状为三角形。

8.根据权利要求5或6所述的晶硅膜层的制备方法，其特征在于，所述提供非晶硅膜层，包括：

9.根据权利要求8所述的晶硅膜层的制备方法，其特征在于，所述提供衬底包括：

10.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂膜层全部由所述第二多晶硅部分组成；

12.根据权利要求10或11所述的太阳能电池，其特征在于，所述第一掺杂膜层的厚度差异性小于5％。

13.一种背接触太阳能电池，其特征在于，包括：

14.根据权利要求13所述的背接触太阳能电池，其特征在于，所述第一传输层的厚度差异性小于5％。

15.一种权利要求13或14所述的背接触太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了晶硅膜层及其制备方法、太阳能电池及其制备方法，涉及光伏技术领域。晶硅膜层包括：至少一个第一多晶硅部分；第一多晶硅部分的晶化率为50％至60％；第一多晶硅部分中氢含量为1％至20％；第一多晶硅部分的孔隙率为0.1％至10％。第一多晶硅部分的晶化率较为合适，氢含量也较为合适，且第一多晶硅部分的孔隙率较为合适，第一多晶硅部分的膜层质量较优，利于提升光伏器件的光电转换效率。且，在湿法刻蚀的过程中，上述质量较优的第一多晶硅部分在碱性湿法刻蚀剂、酸性湿法刻蚀试剂中，刻蚀速率均很慢，对其的刻蚀均基本可以忽略不计，不用在第一多晶硅部分设置掩膜层，减少了步骤，简化了湿法刻蚀工艺，提升了生产效率。

技术研发人员：陈石,颜翼飞,代囟,徐新星,童洪波,李华
受保护的技术使用者：泰州隆基乐叶光伏科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19