CN110047950A - 一种具有钝化层结构的太阳电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有钝化层结构的太阳电池，正面的外钝化保护层设置为氮化硅膜层，背面的外钝化保护层设置为氮氧化硅膜层或二氧化钛膜层。本发明还公开了一种具有钝化层结构的太阳电池的制备方法，包括以下步骤：步骤S01、制绒；步骤S02、扩散；步骤S03、刻蚀；步骤S04、生长内钝化层；步骤S05、生长中钝化层；步骤S06、生长外钝化保护层，正面的所述外钝化保护层设置为氮化硅膜层，背面的所述外钝化保护层设置为氮氧化硅膜层或二氧化钛膜层；步骤S07、激光开槽；步骤S08、丝网印刷；步骤S09、LID；步骤S10、分选包装。本发明正、背面不同的外钝化保护层，可以更好的增强了电池片的抗PID性能，并且可以更加有效的提升电池光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏电池技术领域，具体为一种具有钝化层结构的太阳电池及其制备方法。
背景技术
现有技术中，申请号为“200880124779.0”的用于制造具有表面钝化介电双层的太阳能电池的方法以及对应的太阳能电池，以及其余普遍使用的太阳能电池。
目前普遍使用的太阳电池在使用过程中：从未有在硅衬底正面和背面同时生长沉积二氧化硅膜层的结构，使得生产出来的PERC双面电池背面抗PID能力差，并且，从未有过在硅衬底正面和背面的三氧化二铝膜层上分别生长沉积两种不同材质的钝化保护层，导致现有的钝化保护效果非常差，而且电池效率低下，急需要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有钝化层结构的太阳电池及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有钝化层结构的太阳电池，包括硅衬底，所述硅衬底正面和背面均依次沉积有内钝化层、中钝化层和外钝化保护层，正面的外钝化保护层设置为氮化硅膜层，背面的外钝化保护层设置为氮氧化硅膜层或二氧化钛膜层；
位于所述硅衬底背面的氮氧化硅膜层或二氧化钛膜层上印刷有铝背场，所述铝背场通过激光刻槽与硅衬底形成欧姆接触连接，铝背场背面设置有背电极；
位于所述硅衬底正面的氮化硅膜层上设置有正电极，所述正电极与硅衬底连接。
一种具有钝化层结构的太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤S01、制绒：采用单晶硅片经过表面制绒获得绒面结构；
步骤S02、扩散：通入三氯氧磷和硅片进行反应，实现扩散制结；
步骤S03、刻蚀：采用等离子刻蚀将边缘PN结刻蚀去除，并进行退火氧化；
步骤S04、生长内钝化层：在硅衬底正、背面均生长沉积一层内钝化层，所述内钝化层采用热氧化法或笑气氧化或臭氧化或硝酸溶液化学法沉积，且内钝化层设置为二氧化硅膜层；
步骤S05、生长中钝化层：在正、背面的内钝化层上生长沉积一层中钝化层，所述中钝化层采用PECVD或ALD或固体靶材经PVD方法沉积，且中钝化层设置为三氧化二铝膜层或含有三氧化二铝的膜层；
步骤S06、生长外钝化保护层：在正、背面的中钝化层上分别生长沉积一层外钝化保护层，所述外钝化保护层采用PVD、CVD或者ALD方法沉积；
步骤S07、激光开槽：对镀膜后的硅片背面激光开槽；
步骤S08、丝网印刷：通过丝网印刷完成背面和正面的印刷，形成铝背场、背电极和正电极，然后0进行烧结；
步骤S09、LID：通过光衰炉或者电注入炉；
步骤S10、分选包装：最后对电池片进行电池测试分档；
正面的所述外钝化保护层设置为氮化硅膜层，背面的所述外钝化保护层设置为氮氧化硅膜层或二氧化钛膜层。
优选的，步骤S02中，扩散制结后，通过激光进行选择性掺杂。
优选的，步骤S03中，还可以采用湿法进行刻蚀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在硅衬底的正、背表面各生长沉积了一层二氧化硅内钝化层，其具有高损伤阈值和优良的光学性能，配合着在三氧化二铝中钝化层，很好的增强正背面的钝化效果，并且在正面的中钝化层上沉积氮化硅膜层，在背面的中钝化层上沉积氮氧化硅膜层或二氧化钛膜层，氮化硅膜层对硅片具有良好的钝化效果，氮氧化硅膜层具有氮化硅和氧化硅的优良特性，二氧化钛膜层对电池片生产过程中的大多数化学物质都有很好的化学稳定性，其折射率高和吸收率低，并且正、背面不同的外钝化保护层，可以更好的增强了电池片的抗PID性能，并且可以更加有效的提升电池光电转换效率。
附图说明
图1为本发明的外钝化保护层设置为氮氧化硅膜层的电池结构示意图；
图2为本发明的外钝化保护层设置为二氧化钛膜层的电池结构示意图；
图3为本发明的制备方法流程框图；
图4为本发明一个优选的制备方法流程框图。
图中：1硅衬底、2内钝化层、3中钝化层、4外钝化保护层、41氮化硅膜层、42氮氧化硅膜层、43二氧化钛膜层、5铝背场、6背电极、7正电极。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至4，本发明提供一种技术方案：
一种具有钝化层结构的太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤S01、制绒：采用单晶硅片经过表面制绒获得绒面结构；
步骤S02、扩散：通入三氯氧磷和硅片进行反应，实现扩散制结，作为一个优选，在扩散制结后，通过激光进行选择性掺杂；
步骤S03、刻蚀：采用等离子刻蚀将边缘PN结刻蚀去除，并进行退火氧化，退火氧化可以更好的制备二氧化硅膜层，作为一个优选，可以采用湿法刻蚀代替等离子刻蚀；
步骤S04、生长内钝化层2：在硅衬底1正、背面均生长沉积一层内钝化层2，内钝化层2采用热氧化法或笑气氧化或臭氧化或硝酸溶液化学法沉积，且内钝化层2设置为二氧化硅膜层，内钝化层2可以钝化晶体硅表面的悬挂键；
步骤S05、生长中钝化层3：在正、背面的内钝化层2上生长沉积一层中钝化层3，中钝化层3采用PECVD或ALD或固体靶材经PVD方法沉积，且中钝化层3设置为三氧化二铝膜层或含有三氧化二铝的膜层，中钝化层3可以阻止钝化层里的可动离子在外电场以及温度作用下的移动；
步骤S06、生长外钝化保护层4：在正、背面的中钝化层3上分别生长沉积一层外钝化保护层4，外钝化保护层4可以作为封盖层和光学减反射功能层，外钝化保护层4采用PVD、CVD或者ALD方法沉积，正面的外钝化保护层4设置为氮化硅膜层41，氮化硅膜层41可以对硅片正面具有很好的钝化效果，背面的外钝化保护层4设置为氮氧化硅膜层42或二氧化钛膜层43，氮氧化硅膜层42具有很好的氮化硅和氧化硅的优良特性，与正面氮化硅膜层41相配合，更好的增强光电转换效率，二氧化钛膜层43其折射率高和吸收率低，也可以更好的与正面氮化硅膜层41进行配合，增强电池片的抗PID性能；
步骤S07、激光开槽：对镀膜后的硅片背面激光开槽；
步骤S08、丝网印刷：通过丝网印刷完成背面和正面的印刷，形成铝背场5、背电极6和正电极7，然后进行烧结；
步骤S09、LID：通过光衰炉或者电注入炉；
步骤S10、分选包装：最后对电池片进行电池测试分档。
一种具有钝化层结构的太阳电池，包括硅衬底1，硅衬底1正面和背面均依次沉积有内钝化层2、中钝化层3和外钝化保护层4，正面的外钝化保护层4设置为氮化硅膜层41，背面的外钝化保护层4设置为氮氧化硅膜层42或二氧化钛膜层43；
位于硅衬底1背面的氮氧化硅膜层42或二氧化钛膜层43上印刷有铝背场5，铝背场5通过激光刻槽与硅衬底1形成欧姆接触连接，铝背场5背面设置有背电极6；
位于硅衬底1正面的氮化硅膜层41上设置有正电极7，正电极7与硅衬底1连接。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种具有钝化层结构的太阳电池，包括硅衬底(1)，其特征在于：所述硅衬底(1)正面和背面均依次沉积有内钝化层(2)、中钝化层(3)和外钝化保护层(4)，正面的外钝化保护层(4)设置为氮化硅膜层(41)，背面的外钝化保护层(4)设置为氮氧化硅膜层(42)或二氧化钛膜层(43)；
位于所述硅衬底(1)背面的氮氧化硅膜层(42)或二氧化钛膜层(43)上印刷有铝背场(5)，所述铝背场(5)通过激光刻槽与硅衬底(1)形成欧姆接触连接，铝背场(5)背面设置有背电极(6)；
位于所述硅衬底(1)正面的氮化硅膜层(41)上设置有正电极(7)，所述正电极(7)与硅衬底(1)连接。
2.一种具有钝化层结构的太阳电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤S01、制绒：采用单晶硅片经过表面制绒获得绒面结构；
步骤S02、扩散：通入三氯氧磷和硅片进行反应，实现扩散制结；
步骤S03、刻蚀：采用等离子刻蚀将边缘PN结刻蚀去除，并进行退火氧化；
步骤S04、生长内钝化层(2)：在硅衬底(1)正、背面均生长沉积一层内钝化层(2)，所述内钝化层(2)采用热氧化法或笑气氧化或臭氧化或硝酸溶液化学法沉积，且内钝化层(2)设置为二氧化硅膜层；
步骤S05、生长中钝化层(3)：在正、背面的内钝化层(2)上生长沉积一层中钝化层(3)，所述中钝化层(3)采用PECVD或ALD或固体靶材经PVD方法沉积，且中钝化层(3)设置为三氧化二铝膜层或含有三氧化二铝的膜层；
步骤S06、生长外钝化保护层(4)：在正、背面的中钝化层(3)上分别生长沉积一层外钝化保护层(4)，所述外钝化保护层(4)采用PVD、CVD或者ALD方法沉积；
步骤S07、激光开槽：对镀膜后的硅片背面激光开槽；
步骤S08、丝网印刷：通过丝网印刷完成背面和正面的印刷，形成铝背场(5)、背电极(6)和正电极(7)，然后进行烧结；
步骤S09、LID：通过光衰炉或者电注入炉；
步骤S10、分选包装：最后对电池片进行电池测试分档；
其特征在于：正面的所述外钝化保护层(4)设置为氮化硅膜层(41)，背面的所述外钝化保护层(4)设置为氮氧化硅膜层(42)或二氧化钛膜层(43)。
3.根据权利要求2所述的一种具有钝化层结构的太阳电池的制备方法，其特征在于：步骤S02中，扩散制结后，通过激光进行选择性掺杂。
4.根据权利要求2所述的一种具有钝化层结构的太阳电池的制备方法，其特征在于：步骤S03中，还可以采用湿法进行刻蚀。
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