技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽能電池領(lǐng)域，特別涉及一種N型雙面太陽電池及其制備方法。

背景技術(shù)：

進(jìn)入二十一世紀(jì)，隨著社會(huì)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，對(duì)能源的需要也隨之增加，能源危機(jī)日趨凸顯。作為緩解能源問題的重要手段之一，光伏發(fā)電技術(shù)近年得到了快速發(fā)展。其中傳統(tǒng)P型單晶和多晶硅太陽電池發(fā)展尤為迅速，但其發(fā)電成本仍然比較高，嚴(yán)重的限制了它的進(jìn)一步發(fā)展。而以N型硅作為基底的新型PERT太陽電池憑借能夠雙面發(fā)電、無光致衰減以及組件端適用環(huán)境更廣等優(yōu)點(diǎn)，近年越來越受到人們的青睞。業(yè)內(nèi)航天機(jī)電、中來集團(tuán)、英利等光伏公司都在進(jìn)行N型雙面電池的布局。但是作為N型雙面電池技術(shù)難點(diǎn)的背場(chǎng)制備時(shí)擴(kuò)散對(duì)正面產(chǎn)生補(bǔ)償?shù)膯栴}以及P型表面鈍化層的電極接觸問題一直沒有得到很好的解決。業(yè)內(nèi)一般通過離子注入的方式進(jìn)行背場(chǎng)的制備以避免磷擴(kuò)散到正面，但離子注入的成本過高，采用氧化硅加氮化硅雙層薄膜鈍化P型表面，這樣電極能夠燒穿鈍化層與晶硅表面形成歐姆接觸，其缺點(diǎn)是氧化硅經(jīng)紫外光照射后鈍化效果會(huì)衰減，同時(shí)氧化硅的制備一般采用熱氧化法，因此制備過程會(huì)引入熱缺陷，影響電池效率。

N型電池的正面即硼擴(kuò)后的P型表面采用常規(guī)氮化硅鈍化效果不理想，而采用SiO₂/SiN_x 鈍化膜，由于SiO₂與硅表面晶格匹配度較高，能有效降低表面缺陷態(tài)密度，能夠有效鈍化P型晶硅表面，但是氧化硅一般需在高溫下制備，制備周期長(zhǎng)、會(huì)引入一定的熱缺陷，同時(shí)SiO₂受到紫外光照射鈍化效果會(huì)衰減。

Al₂O₃富含高濃度的固定負(fù)電荷，同時(shí)其退火后與晶硅界面處形成一層氧化硅也有一定的化學(xué)鈍化作用，對(duì)p型晶硅表面具有很好的場(chǎng)效應(yīng)鈍化作用，但是Al₂O₃/SiN_x鈍化膜的缺點(diǎn)是電極漿料無法燒穿薄膜，其與晶硅表面無法形成良好的歐姆接觸，電流無法線性輸出。

電極接觸部位復(fù)合比較嚴(yán)重，影響電池的轉(zhuǎn)換效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和問題，提出了一種N型雙面太陽電池的制備方法，降低了電極接觸電阻，提升了電池的效率；

本發(fā)明還提出了一種N型雙面太陽電池，其電極接觸電阻較低，電池效率較高。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種N型雙面太陽電池的制備方法，包括：

S1、對(duì)N型單晶硅片進(jìn)行制絨；

S2、分別對(duì)制絨后硅片的正面進(jìn)行硼擴(kuò)散形成硼擴(kuò)散層、背面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成磷擴(kuò)散層；在硅片正面的硼擴(kuò)散層上沉積氧化鋁層，在所述氧化鋁層上沉積氮化硅層形成疊層的氧化鋁/氮化硅鈍化層；在硅片背面的磷擴(kuò)散層上沉積氮化硅鈍化減反射膜；

S3、將硅片正面的對(duì)應(yīng)于電池正面各副柵線電極處的氧化鋁/氮化硅鈍化層通過刻蝕去除形成刻蝕槽；

S4、絲網(wǎng)印刷燒結(jié)以制備正面和背面電極，其中正面的副柵線電極覆蓋形成在各刻蝕槽處。

優(yōu)選地，步驟S3中，通過各刻蝕槽向硼擴(kuò)散層選擇性重?fù)脚稹?/p>

優(yōu)選地，步驟S3中，通過激光將對(duì)應(yīng)于電池正面各副柵線電極處的氧化鋁/氮化硅鈍化層刻蝕去除。

優(yōu)選地，步驟S2進(jìn)一步包括按順序依次進(jìn)行的如下步驟：

S21、對(duì)制絨后硅片的正面旋涂硼漿料并進(jìn)行后退火處理以形成所述的噴擴(kuò)散層作為正面發(fā)射極；

S22、對(duì)制絨后硅片的背面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成所述磷擴(kuò)散層；

S23、在硅片正面的硼擴(kuò)散層上沉積氧化鋁層，在所述氧化鋁層上沉積氮化硅層形成疊層的氧化鋁/氮化硅鈍化層；在硅片背面的磷擴(kuò)散層上沉積氮化硅鈍化減反射膜。

更優(yōu)選地，步驟S21中，退火氛圍為氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，爐管中硼擴(kuò)散溫度為800～1200℃，擴(kuò)散時(shí)間為30～2h，所述正面發(fā)射極擴(kuò)散方阻為40～80Ω。

更優(yōu)選地，步驟S22中，爐管中磷擴(kuò)散溫度為800～1000℃，擴(kuò)散時(shí)間為30～2h，所述磷擴(kuò)散后擴(kuò)散方阻為20～80Ω。

更優(yōu)選地，步驟S23中，通過PECVD或ALD方法在硅片正面的硼擴(kuò)散層上沉積氧化鋁層，隨后在所述氧化鋁層上通過PECVD方法沉積氮化硅層形成氧化鋁/氮化硅鈍化層。

更優(yōu)選地，步驟S23中，

所述氧化鋁層厚度為5～30nm；

和/或，

所述氮化硅層的厚度為60～120nm左右；

和/或，

所述氮化硅鈍化減反射薄膜的厚度為60～120nm。

更優(yōu)選地，步驟S2還包括：

在進(jìn)行步驟S23之前，對(duì)硅片的四周進(jìn)行刻邊，并清洗去除硅片表面的硼硅玻璃和磷硅玻璃。

優(yōu)選地，步驟S4中，正面的副柵線電極填充并覆蓋各刻蝕槽。

本發(fā)明采用的又一技術(shù)方案如下：

一種N型雙面太陽能電池，包括依次層疊設(shè)置的氮化硅層、氧化鋁層、硼擴(kuò)散層、N型硅基底、磷擴(kuò)散層以及氮化硅鈍化減反射膜，所述氮化硅層、氧化鋁層構(gòu)成疊層的氧化鋁/氮化硅鈍化層，所述氧化鋁/氮化硅鈍化層上刻蝕形成有用于對(duì)應(yīng)各副柵線電極的刻蝕槽，副柵線電極填充在所述刻蝕槽內(nèi)以形成歐姆接觸。

優(yōu)選地，所述刻蝕槽處的硼擴(kuò)散層上通過選擇重?fù)脚鹦纬膳鹬負(fù)诫s部。

本發(fā)明采用以上方案，相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

采用疊層結(jié)構(gòu)的氧化鋁/氮化硅鈍化層的鈍化效果較佳，不會(huì)產(chǎn)生紫外光照射后鈍化效果衰減的現(xiàn)象；將正面副柵線電極下面的鈍化層刻蝕掉解決了電極與晶硅表面的接觸問題，提升了電池的效率。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的一種N型雙面太陽電池的制備方法的流程圖；

附圖2為本發(fā)明的一種N型雙面太陽電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

上述附圖中，

1、氮化硅層；2、氧化鋁層；3、硼擴(kuò)散層；4、N型硅基底；5、磷擴(kuò)散層；6、氮化硅鈍化減反射膜；7、主柵線電極；8、副柵線電極；9、硼重?fù)诫s部。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解。

參照附圖1所示，一種N型雙面太陽電池的制備方法，依次包括：

S1、對(duì)硅片表面進(jìn)行預(yù)處理以去除N型晶硅表面的損傷層，對(duì)N型單晶硅進(jìn)行制絨，得到具有陷光效果的金字塔結(jié)構(gòu)；

S2、分別對(duì)制絨后硅片的正面進(jìn)行硼擴(kuò)散形成硼擴(kuò)散層、背面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成磷擴(kuò)散層；在硅片正面的硼擴(kuò)散層上沉積氧化鋁層，在所述氧化鋁層上沉積氮化硅層形成疊層的氧化鋁/氮化硅鈍化層；在硅片背面的磷擴(kuò)散層上沉積氮化硅鈍化減反射膜；

S3、通過激光（光刻、濕法刻蝕、等離子刻蝕等類似刻蝕方法）將硅片正面的對(duì)應(yīng)于電池正面各副柵線電極處的氧化鋁/氮化硅鈍化層刻蝕去除，形成多個(gè)刻蝕槽。刻蝕槽延伸至硼擴(kuò)散層的上表面從而露出硼擴(kuò)散層的部分上表面，并在各刻蝕槽部位通過絲網(wǎng)印刷硼漿、離子注入等方式向硼擴(kuò)散層進(jìn)行選擇性硼重?fù)綇亩诳涛g槽附近的硼擴(kuò)散層上形成硼重?fù)诫s部；

S4、在正面氧化鋁/氮化硅鈍化層和氮化硅鈍化減反射膜絲網(wǎng)印刷燒結(jié)以制備正、背面電極，其中正面選擇副柵線與激光刻蝕槽匹配的網(wǎng)版，正面的副柵線電極填充并覆蓋形成在各刻蝕槽處。

上述的步驟S2進(jìn)一步包括：

S21、對(duì)制絨后硅片的正面旋涂硼漿料并進(jìn)行后退火處理以形成所述的噴擴(kuò)散層作為正面發(fā)射極；退火氛圍為氧氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，爐管中硼擴(kuò)散溫度為800～1200℃，擴(kuò)散時(shí)間為30～2h，所述正面發(fā)射極擴(kuò)散方阻為40～80Ω；

S22、對(duì)制絨后硅片的背面進(jìn)行磷擴(kuò)散形成所述磷擴(kuò)散層；步驟S21中硼退火形成致密的BSG（硼硅玻璃）以阻擋磷反摻到正面，爐管中磷擴(kuò)散溫度為800～1000℃，擴(kuò)散時(shí)間為30～2h，所述磷擴(kuò)散后擴(kuò)散方阻為20～80Ω；

S24、等離子刻蝕電池四周對(duì)硅片的四周進(jìn)行刻邊，防止邊緣漏電，濕法清洗去除硼硅玻璃（BSG）、磷硅玻璃（PSG）；

S23、在硅片正面的硼擴(kuò)散層上沉積氧化鋁層，在所述氧化鋁層上沉積氮化硅層形成疊層的氧化鋁/氮化硅鈍化層；在硅片背面的磷擴(kuò)散層上沉積氮化硅鈍化減反射膜。

步驟S2的執(zhí)行順序?yàn)镾21、S22、S24、S23。

步驟S23中，正面通過PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積或ALD（Atom layer deposition）原子層沉積等方法在晶硅正表面沉積氧化鋁層，隨后在氧化鋁基礎(chǔ)上PECVD沉積氮化硅以形成氧化鋁/氮化硅（Al₂O₃/SiN_x）疊層鈍化層，其中氧化鋁層厚度為5～30nm，氮化硅層厚度控制在60～120nm左右；背面沉積氮化硅鈍化減反射膜，其厚度為60～120nm。

參照附圖2所示，采用上述制備方法制備得到的N型雙面太陽電池，包括依次層疊設(shè)置的氮化硅層1、氧化鋁層2、硼擴(kuò)散層3、N型硅基底4、磷擴(kuò)散層5以及氮化硅鈍化減反射膜6，所述氮化硅層1、氧化鋁層2構(gòu)成疊層的氧化鋁/氮化硅鈍化層，所述氧化鋁/氮化硅鈍化層上刻蝕形成有用于對(duì)應(yīng)各副柵線電極8的刻蝕槽，所述刻蝕槽處的硼擴(kuò)散層3通過選擇重?fù)脚鹦纬膳鹬負(fù)诫s部9，且副柵線電極8填充在所述刻蝕槽內(nèi)以形成歐姆接觸。硅片正面硼擴(kuò)散形成所述的硼擴(kuò)散層3，硅片背面磷擴(kuò)散形成所述的磷擴(kuò)散層5，而位于硼擴(kuò)散層3和磷擴(kuò)散層5之間的部分則為N型硅基底4。正面的氧化鋁/氮化硅鈍化層上還通過印刷形成有主柵線電極7，背面的氮化硅鈍化減反射膜6上也通過印刷形成有主柵線電極7。

采用疊層結(jié)構(gòu)的氧化鋁/氮化硅鈍化層的鈍化效果較佳，不會(huì)產(chǎn)生紫外光照射后鈍化效果衰減的現(xiàn)象；將正面副柵線電極下面的鈍化層刻蝕掉解決了電極與晶硅表面的接觸問題，刻蝕處的硼重?fù)浇档土穗姌O接觸電阻，提升了電池的效率。

上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，是一種優(yōu)選的實(shí)施例，其目的在于熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)所作的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。