一种基于apcvd技术的n型双面太阳能电池及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池及其制备方法。
【背景技术】
[0002]太阳能电池是一种将光能转化为电能的半导体器件，追求较低的生产成本和较高的能量转化效率，一直是太阳能电池工业的目标，η型太阳能电池具有光照无衰减，使用寿命长等优点，是高效晶硅太阳能电池一个重要的发展方向，并且由于N型太阳能电池的正负电极均可以制作成常规的H-型栅线电极结构，因此该电池不仅正面可以吸收光，其背表面也能吸收外界反射和散射光从而产生额外的电力，实现双面发电。
[0003]目前N型双面电池的制作工艺大多是采用热扩散的工艺实现发射极和基极的掺杂，制作工艺过程中需要使用掩膜技术实现单面的扩散掺杂，并且还需要边缘刻蚀去除扩散在硅片边缘的硼硅玻璃或磷硅玻璃，防止边缘漏电，因此工艺流程相对较为复杂，大大增加了太阳能电池的生产成本。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法，该制备方法工艺流程相对较为简单、工艺合理、安全可靠、且成本低、无需使用掩膜技术。本发明的另一目的是提供一种发电效率尚、性能稳定的基于APCVD技术的N型双面太阳能电池。
[0005]本发明提供的一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法，其技术方案是:
[0006]一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法，包括以下步骤:
[0007](I)选择N型晶体硅基体，并对N型晶体硅基体的前表面作制绒处理；
[0008](2)利用APCVD技术在N型晶体硅基体的前表面沉积一层掺硼的S12,形成BSG膜(硼硅玻璃);利用APCVD技术在N型晶体硅基体的背表面沉积一层掺磷的S12，形成PSG膜(磷娃玻璃);
[0009](3)利用退火设备对沉积有BSG膜和PSG膜的N型晶体硅基体进行退火，使掺杂的硼杂质从BSG膜扩散到N型晶体硅基体中，在前表面形成ρ+掺杂的发射极，使掺杂的磷杂质从PSG膜扩散到N型晶体硅基体中，在背表面形成η+掺杂的基极；
[0010](4)利用化学药液去除N型晶体硅基体前表面的BSG膜和后表面的PSG膜，并对N型晶体娃基体进行清洗；
[0011 ] (5)在N型晶体硅基体的前表面制备钝化减反膜，在N型晶体硅基体的背表面制备钝化膜；
[0012](6)在N型晶体硅基体的前表面形成与发射极欧姆接触的P+电极，在N型晶体硅基体的背表面形成与基极欧姆接触的N+电极，完成N型双面太阳能电池的制作。
[0013]优选地，N型晶体硅基体为N型单晶硅基体，N型单晶硅基体的电阻率为0.5?15Ω.cm，厚度为50?300μπι，Ν型单晶硅基体的前表面(受光面)为金字塔状的绒面，硅基体背表面的表面形貌不作限定，制绒面和抛光面均可。
[0014]优选地，步骤(I)中制绒处理的具体方式为将该N型单晶硅基体置于碱性水溶液中进行表面腐蚀以形成金字塔小绒面，然后将N型单晶硅基体用质量浓度为5?10%的盐酸浸泡I?3分钟，再用去离子水将硅基体漂洗干净。
[0015]优选地，步骤(2)中沉积BSG膜所使用的硼源为气态的B2H6,环境气体为SiH4和02。
[0016]优选地，步骤(2)中沉积PSG膜所使用的磷源为气态的PH3,环境气体为SiH4和02。
[0017]优选地，步骤(3)中退火设备为管式的退火炉，退火的峰值温度为700?1100°C，退火时间为30?200min，环境气源为N2和02。
[0018]优选地，步骤(4)中化学药液为HF溶液，去除BSG膜和PSG膜后，按照RCA标准清洗法对N型晶体娃基体进行清洗。
[0019]优选地，步骤(5)中在N型晶体硅基体的前表面制备钝化减反膜和在N型晶体硅基体的背表面制备钝化膜的方法是:
[0020]在N型晶体硅基体的前表面利用PECVD技术沉积一层SiNx介质膜作为钝化减反膜，然后在N型晶体硅基体的背表面利用PECVD技术沉积一层SiNx介质膜作为钝化膜；
[0021]或者，在N型晶体硅基体的前表面利用ALD的方式先沉积一层Al2O3介质膜，再在Al2O3介质膜上利用PECVD技术沉积一层SiNx介质膜，形成Al203/SiNx复合的钝化减反膜;然后在N型晶体硅基体背表面利用PECVD技术沉积一层SiNx介质膜作为钝化膜；
[0022]或者，将N型晶体硅基体进行热氧化，在硅基体的前后表面形成S12介质膜，热氧化温度为600?900°C，氧化时间优选为不少于10分钟，环境气源为犯和02;氧化结束后，用ALD的方式在N型晶体硅基体前表面沉积一层Al2O3介质膜，再在Al2O3介质膜上利用PECVD技术沉积一层SiNx介质膜，形成Si02/Al203/SiNx复合的钝化减反膜;然后在N型晶体硅基体背表面利用PECVD技术沉积一层SiNx介质膜，形成Si02/SiNx复合的钝化膜。
[0023]优选地，步骤(6)中通过丝网印刷工艺在N型晶体硅基体的ρ+掺杂的发射极和η+掺杂的基极上分别印刷上金属细栅线和金属主栅线，印刷结束后经烧结形成与P+掺杂的发射极和η+掺杂的基极欧姆接触的P+电极和N+电极。
[0024]本发明还提供了一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池，其技术方案是:
[0025]—种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池，包括N型晶体硅基体，N型晶体硅基体的前表面包括依次从内到外的P+掺杂的发射极、钝化减反膜和与P+掺杂的发射极欧姆接触的P+电极;N型晶体硅基体的背表面包括依次从内到外的η+掺杂的基极、钝化膜和与η+掺杂的基极欧姆接触的N+电极;ρ+掺杂的发射极和η+掺杂的基极利用APCVD技术分别沉积一层掺硼的S12和掺磷的S12,然后退火处理的方式制备。
[0026]优选地，钝化减反膜是单层的SiNx介质膜，或者是ΑΙ2Ο3介质膜与SiNx介质膜组成的双层复合介质膜，或者是Si02介质膜、ΑΙ2Ο3介质膜和SiNx介质膜组成的三层复合介质膜；钝化减反膜的厚度为70?IlOnm;钝化膜是单层的SiNx介质膜或者是S12介质膜和SiNx介质膜组成的双层复合介质膜，钝化膜的厚度大于或者等于20nm。
[0027]优选地，SiNx介质膜的制备方式采用PECVD技术沉积;N型晶体硅基体前表面的SiNx介质膜的厚度为60nm?I OOnm，N型晶体娃基体背表面的SiNx介质膜厚度大于或者等于20nm;Al203介质膜的制备方式采用ALD技术沉积，AI2O3介质膜的厚度大于或者等于2nm;Si02介质膜的制备方式是在退火设备中进行热氧化，热氧化温度为600?900°C，氧化时间不少于20分钟，环境气源为N2和02;Si02介质膜的厚度为2?15nm。
[0028]与现有技术相比，本发明包括如下有益效果:
[0029](I )、本发明提供的一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法，利用APCVD设备沉积BSG膜和PSG膜的方式来实现发射极和基极的掺杂，不仅可以省去掩膜的工艺，而且也不需要边缘刻蚀，工艺流程简单可靠，降低了生产成本。制备得到的基于APCVD技术的N型双面太阳能电池发电效率高、性能稳定。
[0030](2)本发明给出的一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法仅需要一步高温退火处理就可以实现发射极和基极的同时掺杂，因此对N型硅片的高温破坏影响较小，从而可以有效提尚广品良率。
[0031](3)本发明优选采用Al2O3介质膜对前表面ρ+掺杂的发射极进行钝化，可以有效降低表面复合速率，提高电池的开路电压和短路电流。
【附图说明】
[0032]图1是本发明实施例一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法中所选用的N型单晶娃基体的不意图；
[0033]图2是本发明实施例一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法中对硅基体肖LI表面丨几积BSG后的不意图；
[0034]图3是本发明实施例一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法中对硅基体背表面沉积的PSG后示意图；
[0035]图4是本发明实施例一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法中对带有BSG/PSG的硅基体退火后形成的ρ+掺杂的发射极和η+掺杂的基极的示意图；
[0036]图5是本发明实施例一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法中去除硅基体前后表面BSG/PSG的示意图；
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