一种基于apcvd技术的n型双面太阳能电池及其制备方法_2

文档序号:9812597阅读:来源:国知局
]图6是本发明实施例1一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法中在硅基体前表面制备SiNx钝化减反膜和在硅基体背表面制备SiNx钝化膜的示意图;
[0038]图7是本发明施例2—种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法中在硅基体前表面制备Al203/SiNx钝化减反膜和在硅基体背表面制备SiNx钝化膜的示意图;
[0039]图8是本发明施例3—种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法中在硅基体前表面制备Si02/Al203/SiNx钝化减反膜和在硅基体背表面制备Si02/SiNx钝化膜的示意图;
[0040]图9是本发明实施例1一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法中通过丝网印刷和共烧结的工艺实现P+掺杂的发射极和η+掺杂的基极欧姆接触并完成N型双面电池制作的示意图;
[0041 ]图10是本发明实施例2—种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法中通过丝网印刷和共烧结的工艺实现P+掺杂的发射极和η+掺杂的基极欧姆接触并完成N型双面电池制作的示意图;
[0042]图11是本发明实施例2—种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法中通过丝网印刷和共烧结的工艺实现P+掺杂的发射极和η+掺杂的基极欧姆接触并完成N型双面电池制作的示意图。
[0043]1、N型单晶硅基体;2、BSG膜;3、PSG膜;4、ρ+掺杂的发射极;5、η+掺杂的基极;6、Si〇2介质膜;7、SiNx介质膜;8、Ah03介质膜;9、ρ+电极;10、η+电极。
【具体实施方式】
[0044]下面将结合实施例以及附图对本发明加以详细说明,需要指出的是,所描述的实施例仅旨在便于对本发明的理解,而对其不起任何限定作用。
[0045]实施例1
[0046]参见图1至图6以及图9所示,本实施例提供的一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法,包括如下步骤:
[0047](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;本实施例中,如图1所不,所选用的N型晶体娃基体为有〈100〉晶向的N型单晶娃基体I,本实施例的N型单晶硅基体I是N型CZ单晶硅基体(按照直拉生长的方法得到的单晶硅),Ν型单晶硅基体I的电阻率为0.5?15Ω.cm;N型单晶娃基体I的厚度为50?300μηι,优选80?200μπι;制绒处理的具体方式为:将该N型单晶硅基体I置于碱性水溶液中进行表面腐蚀以形成金字塔小绒面,碱性水溶液优选为氢氧化钠或氢氧化钾水溶液,制绒后的N型单晶硅基体I用质量浓度为5?10%的盐酸浸泡I?3分钟,优选2分钟,再用去离子水将N型单晶硅基体I漂洗干净,进行下一步骤。
[0048](2)、如图2所示,将步骤(I)处理后的N型单晶硅基体I放入工业用APCVD(常压化学气相沉积)设备中,在N型晶体硅基体的前表面沉积掺硼的S12膜,形成BSG膜2(硼硅玻璃),所使用的硼源优选为气态的B2H6,沉积膜所用环境气体为SiH4和02,所沉积的BSG膜2的厚度优选为大于50nmo
[0049](3)、如图3所示,将N型单晶硅基体I放入工业用APCVD设备中,在N型单晶硅基体I的背表面沉积掺磷的S12膜,形成PSG膜3(磷硅玻璃),所使用的磷源优选为气态的PH3,沉积膜所使用的环境气体为SiH4和O2,沉积的PSG膜3的厚度优选为大于50nm。
[0050](4)、如图4所示,将同时沉积有BSG膜2和PSG膜3的N型单晶硅基体I放入退火炉(本实施例优选管式的退火炉)中进行退火处理,退火的峰值温度优选为700?1100°C,优选为900?1000°C,退火时间为30?200min,优选为60?200min,环境气源优选为N2和02,退火处理使得要掺杂的硼杂质和磷杂质分别从BSG膜2和PSG膜3中扩散到N型单晶硅基体I中,从而在N型单晶硅基体I的前表面形成ρ+掺杂的发射极4,在N型单晶硅基体I的背表面形成η+掺杂的基极5。
[0051](5)、如图5所示,将退火后的N型单晶硅基体I置于HF溶液中,用于去除硅基体前后表面的BSG膜2和PSG膜3,然后按照RCA标准清洗法的清洗流程对硅片进行清洗。
[0052](6)、如图6所示,在清洗后的N型单晶硅基体I的前表面用PECVD(等离子体增强化学气相沉积法)的方式沉积一层SiNx介质膜7,SiNx介质膜7的厚度优选为60?lOOnm,在N型单晶硅基体I的背表面同样采用PECVD方式沉积一层SiNx介质膜7,SiNx介质膜7的厚度优选为30?80nm,N型单晶硅基体I前表面的SiNx介质膜7的作用为实现N型单晶硅基体I前表面的钝化和光的减反射,N型单晶硅基体I背表面的SiNx介质膜的作用为实现N型单晶硅基体I背表面的钝化。
[0053](7)、如图9所示,通过丝网印刷工艺和共烧结工艺在N型单晶硅基体I的前表面实现与P+掺杂的发射极欧姆接触的P+电极9,P+电极9包括金属细栅线和金属主栅线;在N型单晶硅基体I的背表面实现与η+掺杂的基极欧姆接触的N+电极10,N+电极10也包括金属细栅线和金属主栅线,完成N型双面电池的制作。
[0054]本实施例中通过丝网印刷和共烧结的方式制作金属电极并与ρ+掺杂的发射极和η+掺杂的基极形成欧姆接触,与P+掺杂的发射极相欧姆接触的金属电极为正极金属电极,其包括相垂直设置的正极金属细栅线和正极金属主栅线。与η+掺杂的基极相欧姆接触的金属电极为负极金属电极,其包括负极金属细栅线和负极金属主栅线,这两种金属电极通过丝网印刷的方式分别印刷在镀膜后的N型单晶硅基体I前后表面,印刷结束后经一次烧结形成欧姆接触,制备工艺简单。
[0055]参见图9所示,本实施例还提供了一种基于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4、钝化减反膜和与P+掺杂的发射极4欧姆接触的P+电极9;Ν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5、钝化膜和与η+掺杂的基极5欧姆接触的N+电极10 ;ρ+掺杂的发射极4和η+掺杂的基极5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。本实施例中钝化减反膜是单层的SiNx介质膜7,钝化减反膜的厚度为70?llOnm,优选30?IlOnm;钝化膜是单层的SiNx介质膜7,钝化膜的厚度大于或者等于20nm。优选地,N型晶体硅基体前表面的SiNx介质膜7的厚度为60nm?100nm,N型晶体硅基体背表面的SiNx介质膜7厚度大于或者等于20nmo
[0056]本实施例提供的一种基于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2和PSG膜3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。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,从而可以有效提高产品良率。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。
[0057]实施例2
[0058]参见图1至图5、图7以及图10所示,本实施例提供的一种基于APCVD技术的N型双面太阳能电池的制备方法,包括如下步骤:
[0059](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;本实施例中,如图1所不,所选用的N型晶体娃基体为有〈100〉晶向的N型单晶娃基体I,本实施例的N型单晶硅基体I是N型CZ单晶硅基体(按照直拉生长的方法得到的单晶硅),N型单晶硅基体I的电阻率为0.5?15Ω.cm;N型单晶娃基体I的厚度为50?300μηι,优选80?200μπι;制绒处理的具体方式为:将该N型单晶硅基体I置于碱性水溶液中进行表面腐蚀以形成金字塔小绒面,碱性水溶液优选为氢氧化钠或氢氧化钾水溶液,制绒后的N型单晶硅基体I用质量浓度为5?10%的盐酸浸泡I?3分钟,优选2分钟,再用去离子水将N型单晶硅基体I漂洗干净,进行下一步骤。
[0060](2)、如图3所示,将N型单晶硅基体I放入工业用APCVD设备中,在N型单晶硅基体I的背表面沉积掺磷的S12膜,形成PSG膜3(磷硅玻璃),所使用的磷源优选为气态的PH3,沉积膜所使用的环境气体为SiH4和O2,沉积的PSG膜3的厚度优选为大于50nm。
[0061](3)、如图2所示,将步骤(I)处理后的N型单晶硅基体I放入工业用APCVD(常压化学气相沉积)设备中,在N型晶体硅基体的前表面沉积掺硼的S12膜,形成BSG膜2(硼硅玻璃),所使用的硼源优选为气态的B2H6,沉积膜所用环境气体为SiH4和02,
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