CN114464686B - 一种新型隧穿钝化接触结构电池及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种新型隧穿钝化接触结构电池，属于太阳能电池技术领域，包括n型硅基底，n型单晶硅基底的正面自下而上依次设置有p型发射极、钝化层以及减反射层，减反射层上固设有正面电极，正面电极的下端向下延伸至p型发射极，其中，n型单晶硅基底的背面自上而下依次设置有层、n‑poly‑si层、TCO层以及固设于TCO层上的背面电极；其中，减反射层为n‑poly‑si层，n‑poly‑si层的厚度为20nm‑30nm，相较于现有的topcon电池而言，n‑poly‑si层最小仅需20nm就可以满足钝化接触，从而实现制备成本降低，同时，在厚度如此幅度的降低的前提下，大大减少了掺杂多晶硅层的寄生吸收带来的电流损失，进一步提高该电池的转换效率；本发明还公开了其制备方法，通过引入低温银浆工艺，规避了高温银浆带来的烧结扩散问题。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池加工技术领域，特别涉及一种新型隧穿钝化接触结构电池及其制备方法。
背景技术
目前现有的topcon电池通常采用100nm以上的多晶硅掺杂层，这样可以较好的防止后续高温丝网印刷的银浆烧结扩散进入到隧穿层以及体硅中，带来不必要的复合。
由于掺杂多晶硅本身存在较强的寄生吸收，厚度过大，不仅带来工艺成本的提高，还对性能有较大的损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型隧穿钝化接触结构电池及其制备方法，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：
一种新型隧穿钝化接触结构电池，包括n型硅基底，所述n型单晶硅基底的正面自下而上依次设置有p型发射极、钝化层以及减反射层，所述减反射层上固设有正面电极，所述正面电极的下端向下延伸至所述p型发射极，其中，所述n型单晶硅基底的背面自上而下依次设置有层、n-poly-si层、TCO层以及固设于所述TCO层上的背面电极；其中，所述n-poly-si层（7）的厚度为20nm-30nm。
作为优选，所述TCO层的厚度为80-200 nm。
作为优选，所述层的厚度为0.3-3nm，所述减反射层为/>层，所述/>层的厚度为80-200 nm。
一种制备上述任一方案中所述的新型隧穿钝化接触结构电池的方法，包括如下步骤：
S1、提供n型硅基底，对所述n型硅基底清洗后制绒；
S2、在所述n型硅基底的表面进行硼扩散制备p型发射极；
S3、对n型硅基底的背面进行硼清理，祛除形成的硼硅玻璃以及扩散至所述n型硅基底的硼；
S4、制备层；
S5、在层上制备n-poly-si层；
S6、碱液刻蚀清洗；
S7、在p型发射极上进行沉积处理，制备钝化层；
S8、在钝化层上制备减反射层；
S9、在n-poly-si层上进行TCO沉积，制备TCO层；
S10、对n型硅基底的正面进行激光刻蚀，然后，采用低温银浆工艺制备正面电极以及背面电极。
作为优选，所述钝化层采用沉积而成。
作为优选，S1包括：对n型硅基底制绒形成金字塔状陷光结构。
与现有技术相比，本技术方案具有如下效果：
相较于现有的topcon电池而言，掺杂多晶硅层（即本文中所讲的n-poly-si层）最小仅需20nm就可以满足钝化接触，从而实现制备成本降低，同时，在厚度如此幅度的降低的前提下，大大减少了掺杂多晶硅层的寄生吸收带来的电流损失，进一步提高该电池的转换效率。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图中：1-n型单晶硅基底；2-p型发射极；3-钝化层；4-减反射层；5-正面电极；6-层；7-n-poly-si层；8-TCO层；9-背面电极。
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，而不是全部实施例。
实施例：
如图1所示的一种新型隧穿钝化接触结构电池，包括n型硅基底1，所述n型单晶硅基底1的正面自下而上依次设置有p型发射极2、钝化层3以及减反射层4，在本实施例中，所述钝化层3采用沉积而成，另外，所述减反射层4上固设有正面电极5，所述正面电极5的下端向下延伸至所述p型发射极2，其中，所述n型单晶硅基底1的背面自上而下依次设置有/>层6、n-poly-si层7、TCO层8以及固设于所述TCO层8上的背面电极9；其中，所述减反射层4为/>层，所述n-poly-si层的厚度为20nm-30nm；其作用是，相较于现有的topcon电池而言，掺杂多晶硅层（即本文中所讲的n-poly-si层）最小仅需20nm就可以满足钝化接触，从而实现制备成本降低，同时，在厚度如此幅度的降低的前提下，大大减少了掺杂多晶硅层的寄生吸收带来的电流损失，进一步提高该电池的转换效率。
在本实施例中，所述TCO层8的厚度为20nm-30nm。
在本实施例中，所述层6的厚度为0.3-3nm，所述n-poly-si层7的厚度为15-300nm。
一种制备上述任一方案中所述的新型隧穿钝化接触结构电池的方法，包括如下步骤： S1、提供n型硅基底1，对所述n型硅基底1清洗后制绒；即对n型硅基底1制绒形成金字塔状陷光结构； S2、在所述n型硅基底1的表面进行硼扩散制备p型发射极2； S3、对n型硅基底1的背面进行硼清理，祛除形成的硼硅玻璃以及扩散至所述n型硅基底1的硼；具体来说，采用体积比为1:1:7的第一混合溶液将扩散后的n型硅基底1进行单面清洗（水上漂浸洗），然后，再将扩散后的n型硅基底1浸入体积比为1:11的第二混合溶液中进行浸泡，从而达到扩散后的n型硅基底1的背面形成抛光面的效果，其中，所述第一混合溶液的组分为，所述第二混合溶液的组分为/>的碱溶液； S4、制备/>层6，在本实施例中，通过在LPCVD设备中通过热氧反应促使在n型硅基底1的背面制备/>层6，值得一提的是，该制备过程中，需要对设备进行调节，即将反应温度调节为550-650°，控制反应时长为10-30min，从而获得对应的/>层6的厚度为1nm-3nm，采用该设备制备的隧穿氧化层的均匀性高，达到使制备出的隧穿氧化钝化接触电池的光电转化效率更高； S5、在层6上制备n-poly-si层7；具体来说，首先，采用LPCVD设备，将反应温度调试至500-650°，通入硅烷进行沉积，从而形成本征poly-si，随后，对本征的poly-si进行磷扩散以及退火处理，从而形成n-poly-si层7；
S6、碱液刻蚀清洗：在S5的制备过程中，本征poly-si会绕镀至p型发射极2并将其覆盖包裹，同时，由于磷扩散会在背面的n-poly-si层7表面形成一层磷硅薄膜，在本实施例中，通过采用体积比为1:1:7的第一混合溶液对S5后的硅片进行清洗，从而将p型发射极2暴露出来，同时，祛除掉背面n-poly-si层7上的硼硅薄膜； S7、在p型发射极2上进行沉积处理，制备钝化层3； S8、在钝化层3上制备减反射层4； S9、在n-poly-si层7上进行TCO沉积，制备TCO层8； S10、对n型硅基底1的正面进行激光刻蚀，采用低温银浆工艺制备正面电极5以及背面电极9。
采用该方式制备，通过引入低温银浆工艺，规避了高温银浆带来的烧结扩散问题。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“若干个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
本发明按照实施例进行了说明，在不脱离本原理的前提下，本装置还可以作出若干变形和改进。应当指出，凡采用等同替换或等效变换等方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种新型隧穿钝化接触结构电池，包括n型硅基底（1），其特征在于：n型单晶硅基底（1）的正面自下而上依次设置有p型发射极（2）、钝化层（3）以及减反射层（4），所述减反射层（4）上固设有正面电极（5），所述正面电极（5）的下端向下延伸至所述p型发射极（2），其中，所述n型单晶硅基底（1）的背面自上而下依次设置有层（6）、n-poly-si层（7）、TCO层（8）以及固设于所述TCO层（8）上的背面电极（9）；其中，所述n-poly-si层（7）的厚度为20nm-30nm，所述TCO层（8）的厚度为80nm-200nm，所述/>层（6）的厚度为0.3-3nm，所述减反射层（4）为/>层，所述/>层的厚度为80nm-200nm。
2.一种制备如权利要求1所述的新型隧穿钝化接触结构电池的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、提供n型硅基底（1），对所述n型硅基底（1）清洗后制绒；S2、在所述n型硅基底（1）的表面进行硼扩散制备p型发射极（2）；S3、对n型硅基底（1）的背面进行硼清理，祛除形成的硼硅玻璃以及扩散至所述n型硅基底（1）的硼；S4、制备层（6）；S5、在/>层（6）上制备n-poly-si层（7）；S6、碱液刻蚀清洗；S7、在p型发射极（2）上进行沉积处理，制备钝化层（3）；S8、在钝化层（3）上制备减反射层（4）；S9、在n-poly-si层（7）上进行TCO沉积，制备TCO层（8）；S10、对n型硅基底（1）的正面进行激光刻蚀，采用低温银浆工艺制备正面电极（5）以及背面电极（9）。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述钝化层（3）采用沉积而成。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：S1包括：对n型硅基底（1）制绒形成金字塔状陷光结构。
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