CN116666493A - 太阳能电池片的制作方法及太阳能电池片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能电池片的制造方法，并公开了通过太阳能电池片的制造方法获得的太阳能电池片，其中太阳能电池片的制造方法包括以下步骤：S1:在硅片的第一表面和第二表面分别形成绒面结构，第一表面和第二表面为硅片上表面积最大的表面；S2：将制绒后的硅片通过PECVD处理，在第一表面的绒面结构制备掺硼非晶硅层；S3：采用激光对掺硼非晶硅层进行高温扩散，以形成选择性发射极结构和PN结；S4：在第二表面的绒面结构上依次制备隧穿氧化层和掺磷非晶硅层，仅需一次高温扩散即可完成太阳能电池片的生产，在降低太阳能电池片的接触电阻的同时，降低太阳能电池片的制造成本，提高太阳能电池片的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种太阳能电池片的制造方法及太阳能电池片。
背景技术
TOPCon作为最有效率潜力的N型高效电池技术之一，近两年成为了光伏市场扩产的热门技术，随着TOPCon电池技术的快速发展和成熟，TOPCon电池的产业化进程进一步加快。众所周知，TOPCon电池的太阳能电池片由于硼扩散掺杂难度大，经过一次扩散后方阻高，复合损失大；采用常规激光SE方式，需要两次高温扩散才可实现选择性发射极，降低太阳能电池片的接触电阻，采用两次高温扩散不仅降低太阳能电池片的生产效率低，也增加了太阳能电池片的制造成本。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种太阳能电池片的制造方法，能够降低太阳能电池片的制造成本。
本发明还提出一种通过上述太阳能电池片的制造方法获得的太阳能电池片。
根据本发明的第一方面实施例的太阳能电池片的制造方法，包括以下步骤：S1:在硅片的第一表面和第二表面分别形成绒面结构，所述第一表面和所述第二表面为所述硅片上表面积最大的表面；S2：将制绒后的所述硅片通过PECVD处理，以在所述第一表面的所述绒面结构制备掺硼非晶硅层；S3：采用激光对所述掺硼非晶硅层进行高温扩散，以形成选择性发射极结构和PN结；S4：在所述第二表面的所述绒面结构上依次制备隧穿氧化层和掺磷非晶硅层。
根据本发明的第一方面实施例的太阳能电池片的制造方法，至少具有如下有益效果：
制造太阳能电池片时，首先通过制绒设备，在硅片的第一表面和第二表面分别形成绒面结构，之后，将制绒后的硅片输送至PECVD炉管中处理，利用PECVD在第一表面的绒面结构制备掺硼非晶硅层，再利用激光照射沉积硼原子的硅片表面，利用激光的热效应将硼原子推进硅片内部，以形成掺硼非晶硅层，在接下来的高温氧化过程中掺硼非晶硅层发生晶化，同时修复激光掺杂过程对硅片表面的损伤，在高温下硼原子在非晶硅层中进一步扩散形成PN结，之后，利用PECVD在第二表面的绒面结构制备隧穿氧化层和掺磷非晶硅层，隧穿氧化层位于硅片和掺磷非晶硅层之间，仅需一次高温扩散即可完成太阳能电池片的生产，在降低太阳能电池片的接触电阻的同时，降低太阳能电池片的制造成本，提高太阳能电池片的生产效率。
根据本发明的一些实施例,在形成选择性发射极结构和PN结过程中，利用激光对所述第一表面的金属栅线区域进行激光掺杂形成重掺杂区。
根据本发明的一些实施例,在所述掺磷非晶硅层形成之后，对所述掺磷非晶硅层进行高温退火，以形成掺磷多晶硅层。
根据本发明的一些实施例,在所述掺磷多晶硅层形成之后，在所述PN结上制备第一钝化层，所述第一钝化层覆盖所述PN结。
根据本发明的一些实施例,在所述第一钝化层上制备减反射层，所述减反射层覆盖所述第一钝化层。
根据本发明的一些实施例,所述减反射层为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅中的其中一种材质。
根据本发明的一些实施例,在所述PN结形成之后，对所述第二表面的所述绒面结构进行抛光。
根据本发明的一些实施例,在所述掺磷多晶硅层形成之后，在所述掺磷多晶硅层上制备第二钝化层，所述第二钝化层覆盖所述掺磷多晶硅层。
根据本发明的一些实施例,在所述隧穿氧化层形成之后，在所述隧穿氧化层上制备缓冲层，所述缓冲层夹设于所述隧穿氧化层和所述掺磷非晶硅层之间。
根据本发明的第二方面实施例的太阳能电池片，由以上实施例所述的太阳能电池片的制造方法制造获得。
根据本发明的第二方面实施例的太阳能电池片，至少具有如下有益效果：
制造太阳能电池片时，首先通过制绒设备，在硅片的第一表面和第二表面分别形成绒面结构，之后，将制绒后的硅片输送至PECVD炉管中处理，利用PECVD在第一表面的绒面结构制备掺硼非晶硅层，再利用激光照射沉积硼原子的硅片表面，利用激光的热效应将硼原子推进硅片内部，以形成掺硼非晶硅层，在接下来的高温氧化过程中掺硼非晶硅层发生晶化，同时修复激光掺杂过程对硅片表面的损伤，在高温下硼原子在非晶硅层中进一步扩散形成PN结，之后，利用PECVD在第二表面的绒面结构制备隧穿氧化层和掺磷非晶硅层，隧穿氧化层位于硅片和掺磷非晶硅层之间，仅需一次高温扩散即可完成太阳能电池片的生产，在降低太阳能电池片的接触电阻的同时，降低太阳能电池片的制造成本，提高太阳能电池片的生产效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例的太阳能电池片的制造方法的流程图；
图2为本发明实施例的太阳能电池片的结构示意图。
附图标记：
硅片100、选择性发射极结构101、PN结102、隧穿氧化层103、掺磷多晶硅层104、第一钝化层105、减反射层106、第二钝化层107、缓冲层108、金属栅线区域109、第一表面110、第二表面120。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
在相关技术中，TOPCon电池的太阳能电池片由于硼扩散掺杂难度大，扩散后方阻高，制作太阳能电池片时，采用先高温扩散对硅片进行掺硼源，经过激光加工在栅线处形成重掺杂，通过第二次高温扩散形成选择性发射极和PN结，如此，经过两次高温扩散才可降低太阳能电池片的接触电阻，采用两次高温扩散接触不仅降低太阳能电池片的生产效率低，也增加了太阳能电池片的制造成本。
参照图1、图2，根据本发明第一方面实施例的太阳能电池片的制造方法，步骤如下：S1:在硅片100的第一表面110和第二表面120分别形成绒面结构，第一表面110和第二表面120为硅片100上表面积最大的表面；S2：将制绒后的硅片100通过PECVD处理，在第一表面110的绒面结构制备掺硼非晶硅层；S3：采用激光对掺硼非晶硅层进行高温扩散，以形成选择性发射极结构101和PN结102；S4：在第二表面120的绒面结构上依次制备隧穿氧化层103和掺磷非晶硅层，如此，通过激光加热形成选择性发射极结构101，制备太阳能电池片时，仅需一次高温扩散即可完成太阳能电池片的生产，在降低太阳能电池片的接触电阻的同时，降低太阳能电池片的制造成本，提高太阳能电池片的生产效率。
具体地，制造太阳能电池片时，首先通过制绒设备，在硅片100的第一表面110和第二表面120分别形成绒面结构，之后，将制绒后的硅片100输送至PECVD炉管中处理，利用PECVD在第一表面110的绒面结构制备掺硼非晶硅层，再利用激光照射沉积硼原子的硅片100表面，利用激光的热效应将硼原子推进硅片100内部，以形成掺硼非晶硅层，在接下来的高温氧化过程中掺硼非晶硅层发生晶化，同时修复激光掺杂过程对硅片100表面的损伤，在高温下硼原子在非晶硅层中进一步扩散形成PN结102，之后，利用PECVD在第二表面120的绒面结构制备隧穿氧化层103和掺磷非晶硅层，隧穿氧化层103位于硅片100和掺磷非晶硅层之间，仅需一次高温扩散即可完成太阳能电池片的生产，在降低太阳能电池片的接触电阻的同时，降低太阳能电池片的制造成本，提高太阳能电池片的生产效率。
需要说明的是，硅片100可以为N型基底或者P型基底，在此不作限制。
可以理解的是，PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)为等离子体化学增强型气相沉积技术，在此不作详述。
需要说明的是，隧穿氧化层103是一种1-2nm厚度的氧化硅薄层，可通过热氧化或者PECVD等方式制备。本发明是采用PECVD方式通过激发电离N2O形成等离子体氧化硅片表面形成隧穿氧化层103，PECVD方式生长隧穿氧化层103具有致密性高、厚度窗口可调性好、钝化效果佳等特点。
在本发明的一些实施例中，在形成选择性发射极结构101和PN结102过程中，利用激光对第一表面110的金属栅线区域109进行激光掺杂形成重掺杂区，能够降低金属栅线区域109方阻，以降低电池的接触电阻和少数载流子复合，提高短波响应，进而提高电池短路电流开路电压和填充因子，从而提升电池的转换效率。
具体地，第一表面110具有金属栅线区域109，金属栅线区域109以外的区域为标记区域，激光的热效应按照特定的栅线图形扫描将硼原子推进硅片100内部实现金属栅线区域109形成重掺杂区，标记区域形成轻掺杂区，能够降低金属栅线区域109方阻，从而降低太阳能电池片的接触电阻。
在本发明的一些实施例中，在掺磷非晶硅层形成之后，对掺磷非晶硅层进行高温退火，以形成掺磷多晶硅层104，隧穿氧化层103和掺磷多晶硅层104提供卓越的化学钝化和场钝化作用，能够提高太阳能电池片的转换效率。
在本发明的一些实施例中，在掺磷多晶硅层104形成之后，在PN结102上制备第一钝化层105，第一钝化层105覆盖PN结102，能够对PN结102进行钝化，以提高太阳能电池片的少子寿命。
在本发明的一些实施例中，在制备第一钝化层105之后，在第一钝化层105上制备减反射层106，减反射层106覆盖第一钝化层105，减反射层106能够减少第一表面110的太阳光的反射，使得更多的太阳光能够被PN结102吸收，能够提高太阳能电池片的光电转换效率。
需要说明的是，减反射层106为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅中的其中一种材质，在此不作详述。
当然，在一些具体实施方式中，为了进一步提高太阳能电池片的光电转换效率，减反射层106还可以配置有多层，多层减反射层106层叠设置，多层减反射层106的材质相同；或者，多层减反射层106的材质为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅中的任意组合，在此不作限制。
在本发明的一些实施例中，在PN结102形成之后，对第二表面120的绒面结构进行抛光，能够方便隧穿氧化层103附着在第二表面120的绒面结构上。
在本发明的一些实施例中，在掺磷多晶硅层104形成之后，在掺磷多晶硅层104上制备第二钝化层107，第二钝化层107覆盖掺磷多晶硅层104，能够对掺磷多晶硅层104进行钝化同时起到减少光的反射作用，以提高太阳能电池片的转换效率。
在本发明的一些实施例中，在隧穿氧化层103形成之后，在制备掺磷非晶硅层，在隧穿氧化层103上制备缓冲层108，缓冲层108夹设于隧穿氧化层103和掺磷非晶硅层之间，能够对缓冲层108进行缓冲，以避免高温下磷原子大量穿透隧穿氧化层103，增加表面复合，降低太阳能电池片的少子寿命和转换效率。
参照图1、图2，根据本发明第二方面实施例的太阳能电池片，由本发明第一方面实施例的太阳能电池片的制造方法制造获得，通过激光加热形成选择性发射极结构101，制备太阳能电池片时，仅需一次高温扩散即可完成太阳能电池片的生产，在降低太阳能电池片的接触电阻的同时，降低太阳能电池片的制造成本，提高太阳能电池片的生产效率。
具体地，制造太阳能电池片时，首先通过制绒设备，在硅片100的第一表面110和第二表面120分别形成绒面结构，之后，将制绒后的硅片100输送至PECVD炉管中处理，利用PECVD在第一表面110的绒面结构制备掺硼非晶硅层，再利用激光照射沉积硼原子的硅片100表面，利用激光的热效应将硼原子推进硅片100内部，以形成掺硼非晶硅层，在接下来的高温氧化过程中掺硼非晶硅层发生晶化，同时修复激光掺杂过程对硅片100表面的损伤，在高温下硼原子在非晶硅层中进一步扩散形成PN结102，之后，利用PECVD在第二表面120的绒面结构制备隧穿氧化层103和掺磷非晶硅层，隧穿氧化层103位于硅片100和掺磷非晶硅层之间，仅需一次高温扩散即可完成太阳能电池片的生产，在降低太阳能电池片的接触电阻的同时，降低太阳能电池片的制造成本，提高太阳能电池片的生产效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
上面结合附图对本实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种太阳能电池片的制作方法,其特征在于，包括以下步骤：
S1:在硅片(100)的第一表面(110)和第二表面(120)分别形成绒面结构，所述第一表面(110)和所述第二表面(120)为所述硅片(100)上表面积最大的表面；
S2：将制绒后的所述硅片(100)通过PECVD处理，以在所述第一表面(110)的所述绒面结构制备掺硼非晶硅层；
S3：采用激光对所述掺硼非晶硅层进行高温扩散，以形成选择性发射极结构(101)和PN结(102)；
S4：在所述第二表面(120)的所述绒面结构上依次制备隧穿氧化层(103)和掺磷非晶硅层。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池片的制作方法，其特征在于，在形成选择性发射极结构(101)和PN结(102)过程中，利用激光对所述第一表面(110)的金属栅线区域(109)进行激光掺杂形成重掺杂区。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池片的制作方法，其特征在于，在所述掺磷非晶硅层形成之后，对所述掺磷非晶硅层进行高温退火，以形成掺磷多晶硅层(104)。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池片的制作方法，其特征在于，在所述掺磷多晶硅层(104)形成之后，在所述PN结(102)上制备第一钝化层(105)，所述第一钝化层(105)覆盖所述PN结(102)。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池片的制作方法，其特征在于，在所述第一钝化层(105)上制备减反射层(106)，所述减反射层(106)覆盖所述第一钝化层(105)。
6.根据权利要求5所述的太阳能电池片的制作方法，其特征在于，所述减反射层(106)为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅中的其中一种材质。
7.根据权利要求1所述的太阳能电池片的制作方法，其特征在于，在所述PN结(102)形成之后，对所述第二表面(120)的所述绒面结构进行抛光。
8.根据权利要求3所述的太阳能电池片的制作方法，其特征在于，在所述掺磷多晶硅层(104)形成之后，在所述掺磷多晶硅层(104)上制备第二钝化层(107)，所述第二钝化层(107)覆盖所述掺磷多晶硅层(104)。
9.根据权利要求1所述的太阳能电池片的制作方法，其特征在于，在所述隧穿氧化层(103)形成之后，在所述隧穿氧化层(103)上制备缓冲层(108)，所述缓冲层(108)夹设于所述隧穿氧化层(103)和所述掺磷非晶硅层之间。
10.一种太阳能电池片，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的太阳能电池片的制作方法。
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