正面熱氧化、選擇性發(fā)射結(jié)與背鈍化結(jié)合的晶硅太陽能電池的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種正面熱氧化、選擇性發(fā)射結(jié)與背鈍化結(jié)合的晶硅太陽能電池,包括依次疊加的鈍化膜、磷擴散層、P型硅基體、氧化鋁、保護膜和背面的鋁層結(jié)構(gòu)，鋁層上具有間隔的凸起，凸起穿氧化鋁薄膜和保護膜并嵌入P型硅基體內(nèi)，鈍化膜上間隔地穿設有正面銀電極，正面銀電極與磷擴散層之間具有重摻雜層。本實用新型具有低成本和可量產(chǎn)的優(yōu)點。
【專利說明】正面熱氧化、選擇性發(fā)射結(jié)與背鈍化結(jié)合的晶硅太陽能電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種太陽能電池的結(jié)構(gòu)，具體涉及一種正面熱氧化、選擇性發(fā)射結(jié)與背鈍化結(jié)合的晶硅太陽能電池。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代化太陽能電池工業(yè)化生產(chǎn)朝著高效低成本化方向發(fā)展，正面選擇性發(fā)射結(jié)加疊層膜鈍化技術(shù)與背鈍化(PERC)技術(shù)相結(jié)合作為高效低成本發(fā)展方向的代表，其優(yōu)勢在于:
[0003](I)優(yōu)異的藍光響應:選擇性發(fā)射結(jié)技術(shù)有效地解決了發(fā)射結(jié)淺擴散需求與金屬接觸高濃度接觸需求的矛盾，而電池的受光區(qū)域(非金屬化區(qū)域)由于擴散層摻雜濃度的降低，對鈍化的要求越來越高，傳統(tǒng)的PECVD氮化硅已經(jīng)不能滿足其鈍化需求，只有熱生長的氧化娃能提聞聞質(zhì)量的純化；
[0004](2)優(yōu)異的背反射器:由于電池背面介質(zhì)膜的存在使得內(nèi)背反射從常規(guī)全鋁背場65%增加到92-95%。一方面增加的長波光的吸收，另一方面尤其對未來薄片電池的趨勢提供了技術(shù)上的保證；
[0005](3)優(yōu)越的背面鈍化技術(shù):由于背面介質(zhì)膜的良好的鈍化作用，可以將背面復合速率從全鋁背的?1000cm/s降低到100-200cm/s ；
[0006]雖然該電池結(jié)構(gòu)，澳大利亞新南威爾士大學早在上世紀九十年代就已經(jīng)提出，并且獲得世界紀錄25%的晶硅太陽電池，但是一種適合工業(yè)化生產(chǎn)的工藝方法并沒有確定。本實用新型基于我們前期分別對背鈍化技術(shù)，選擇性發(fā)射結(jié)技術(shù)，以及正面高方阻發(fā)射層鈍化技術(shù)，提出了結(jié)合三種技術(shù)的高效晶體硅太陽能電池制作方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供一種正面熱氧化、選擇性發(fā)射結(jié)與背鈍化結(jié)合的晶硅太陽能電池。
[0008]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的正面熱氧化、選擇性發(fā)射結(jié)與背鈍化結(jié)合的晶硅太陽能電池，包括依次疊加的鈍化膜、磷擴散層、P型硅基體、氧化鋁、保護膜和背面的鋁層結(jié)構(gòu)，所述鋁層上具有間隔的凸起，所述凸起穿氧化鋁薄膜和保護膜并嵌入P型硅基體內(nèi)，所述鈍化膜上間隔地穿設有正面銀電極，所述正面銀電極與磷擴散層之間具有重摻雜層。
[0009]優(yōu)選的，所述P型娃基體的電阻率為0.5-6 ohm.cm
[0010]優(yōu)選的，磷擴散層為η型層，其方阻為20-150ohm/Sq，所述重摻雜層的方阻為20-90ohm/sq。
[0011]優(yōu)選的，所述氧化鋁薄膜厚度為l-100nm。
[0012]優(yōu)選的，所述保護膜為SiNx、SiCx或TiOx。[0013]上述電池的制造方法包括以下步驟:
[0014]I)硅片去損傷并制絨；
[0015]2)擴散；
[0016]3)激光摻雜實現(xiàn)選擇性發(fā)射結(jié)；
[0017]4)去除背面磷硅玻璃，并實現(xiàn)背面拋光，清洗；
[0018]5)正面熱氧化；)
[0019]6)背面氧化鋁和保護膜生長；氧化鋁/氮化硅
[0020]7)正面減反射薄膜生長
[0021]8)背面薄膜開孔；
[0022]9)在背面印刷灌孔漿料；
[0023]10)在背面印刷背銀
[0024]11)印刷背鋁，正銀，燒結(jié)，測試。
[0025]優(yōu)選的，所述步驟4)中采用在線滾輪式設備單面去除背面磷硅玻璃。
[0026]優(yōu)選的，所述步驟5)中的熱氧化方法為干氧氧化、濕氧氧化或TCA氧化。
[0027]優(yōu)選的，所述步驟9)和步驟10)同時進行，采用同種漿料印刷。
[0028]優(yōu)選的，所述步驟10)中燒結(jié)采用激光燒結(jié)法形成背面點接觸
[0029]有益效果:本實用新型提供了一種可量產(chǎn)高效晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)，可充分利用目前企業(yè)生產(chǎn)線已具備的常規(guī)電池生產(chǎn)設備，充分減少設備投資，且不增加電池每瓦制造成本。正面采用選擇性發(fā)射結(jié)解決的金屬柵線接觸的問題，使得電池對高品質(zhì)正面銀漿的依耐性降低，同時限制了正面金屬區(qū)域的復合，而熱氧化鈍化技術(shù)極大地降低了正面有效受光面的復合。背面采用薄膜鈍化技術(shù)取代全鋁背場充分降低了背面的復合且改進了背面發(fā)射，三者結(jié)合有效地降低了兩個表面的光學和電學損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1本實用新型的實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖中各標號:正面銀電極1、鈍化膜2、磷擴散層3、P型硅基體4、氧化鋁薄膜與保護膜5、鋁層6、重摻雜層7。
【具體實施方式】
[0032]實施例:本實施例的正面熱氧化、選擇性發(fā)射結(jié)與背鈍化結(jié)合的晶硅太陽能電池的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括依次疊加的鈍化膜2、磷擴散層3、P型硅基體4、氧化鋁和保護膜5，以及背面的鋁層6結(jié)構(gòu)，鋁層6上具有間隔的凸起，凸起穿氧化鋁薄膜和保護膜5并嵌入P型硅基體4內(nèi)，鈍化膜2上間隔地穿設有正面銀電極1，正面銀電極I與磷擴散層3之間具有重摻雜層7。
[0033]使用時以156mm P型單晶硅片為基體材料，制造過程如下:
[0034](I)P型硅片去損傷并制絨，清洗；
[0035](2)管式磷擴散,擴散方阻100ohm/sq ；
[0036](3)激光(532nm，綠光)利用PSG作為摻雜源實現(xiàn)選擇性發(fā)射結(jié)，激光摻雜區(qū)的方阻為 55ohm/sq ；[0037](4)濕法在線設備背面磷硅玻璃(PSG)去除，背面拋光，去除正面PSG后采用SCl和SC2清洗；
[0038](5)干氧氧化,溫度820°C,時間30min,氧氣流量5000sccm ；
[0039](6)在硅片的背表面生長氧化鋁膜，厚度約IOnm ；
[0040](7)在硅片的前表面用PECVD的方法生長氮化硅減反膜80nm ；
[0041](8)在硅片的背表面用PECVD的方法生長氧化硅/氮化硅保護膜120nm ；
[0042](9)激光開孔；
[0043](10)在硅片的背表面印刷背電極及鋁背場，在硅片的前表面印刷柵線；
[0044](11)燒結(jié)，測試。
[0045]鍍膜及開孔結(jié)束后，電池前表面印刷銀柵線，背表面印刷鋁背場及電極，共燒結(jié)后電池制作完成。燒結(jié)可采用激光燒結(jié)法，在氧化鋁膜與保護膜的疊層膜生長結(jié)束后，印刷銀漿并烘干，直接利用LFC工藝形成背面點接觸。在疊層膜層上開孔可采用腐蝕性漿料開孔或者激光開孔的方法。
[0046]該實例中，單晶電池轉(zhuǎn)換效率批次平均效率達到20.5%。且光衰減，正面主柵和鋁背場拉力，以及組件端可靠性測試均符合TUV標準。
[0047]本實用新型為量產(chǎn)高效晶硅太陽能電池提供了一種新的生產(chǎn)模式理念，適用性及可操作性強，隱含著巨大的使用價值。
[0048]以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種正面熱氧化、選擇性發(fā)射結(jié)與背鈍化結(jié)合的晶硅太陽能電池，其特征在于包括:依次疊加的鈍化膜、磷擴散層、P型硅基體、氧化鋁、保護膜和背面的鋁層結(jié)構(gòu)，所述鋁層上具有間隔的凸起，所述凸起穿氧化鋁薄膜和保護膜并嵌入P型硅基體內(nèi)，所述鈍化膜上間隔地穿設有正面銀電極，所述正面銀電極與磷擴散層之間具有重摻雜層。
2.如權(quán)利要求1所述的正面熱氧化、選擇性發(fā)射結(jié)與背鈍化結(jié)合的晶硅太陽能電池，其特征在于:所述P型硅基體的電阻率為0.5-6 ohm.cm。
3.如權(quán)利要求1所述的正面熱氧化、選擇性發(fā)射結(jié)與背鈍化結(jié)合的晶硅太陽能電池，其特征在于:磷擴散層為η型層，其方阻為20-150ohm/Sq，所述重摻雜層的方阻為20-90ohm/sq。
4.如權(quán)利要求1所述的正面熱氧化、選擇性發(fā)射結(jié)與背鈍化結(jié)合的晶硅太陽能電池，其特征在于:所述氧化鋁薄膜厚度為l-100nm。
【文檔編號】H01L31/0224GK203674222SQ201320760703
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】夏正月, 高艷濤, 陳同銀, 劉仁中, 董經(jīng)兵, 張斌, 邢國強 申請人:奧特斯維能源（太倉）有限公司