[发明专利]异质浮动结背钝化的HIT太阳能电池结构及其制备工艺

权利要求书

1.一种异质浮动结背钝化的HIT太阳能电池结构，其特征在于：在N型晶硅衬底(1)的上表面及下表面局部设置P型非晶硅层(3)，形成异质P-N结结构，下表面局部的异质P-N结结构被一层绝缘薄膜层(5)隔离，构成异质P-N浮动结背钝化结构，N型晶硅衬底(1)的下表面的背电极由设置在N型晶硅衬底(1)上的N型非晶硅层(6)构成，且背电极与异质P-N浮动结背钝化结构互相电绝缘，在所述的N型晶硅衬底(1)上表面的异质P-N结结构和N型晶硅衬底(1)的下表面的背电极上具有导电电极层。

2.根据权利要求1所述的异质浮动结背钝化的HIT太阳能电池结构，其特征在于：所述的异质P-N浮动结背钝化结构中P型非晶硅层(3)和N型晶硅衬底(1)之间还具有本征非晶硅层(2)，所述的背电极中N型非晶硅层(6)和N型晶硅衬底(1)之间还具有本征非晶硅层(2)。

3.根据权利要求1或2所述的异质浮动结背钝化的HIT太阳能电池结构，其特征在于：所述的绝缘薄膜层(5)采用HIT工艺制程中常见的绝缘薄膜材料，包括ZnO绝缘薄膜层、In2O3绝缘薄膜层，或者直接沉积本征的非晶硅薄膜层作为该绝缘薄膜层。

4.根据权利要求1或2所述的异质浮动结背钝化的HIT太阳能电池结构，其特征在于：所述的导电电极层在覆盖背电极的同时覆盖异质P-N浮动结背钝化结构。

5.根据权利要求4所述的异质浮动结背钝化的HIT太阳能电池结构，其特征在于：所述的导电电极层为HIT工艺中常见的透明导电电极层(7)，包括Al掺杂的ZnO(或Sn掺杂的In2O3。

6.一种异质浮动结背钝化的HIT太阳能电池结构的制备工艺，其特征是：首先，在N型晶硅衬底(1)的上、下表面均形成异质P-N结结构，然后，在下表面的异质P-N结结构上制作掩膜，进行选择性刻蚀，使下表面形成隔离的异质P-N结结构，去除掩膜层后在下表面继续沉积绝缘薄膜层(5)，在绝缘薄膜层(5)上制作掩膜，进行第二次选择性刻蚀，使得N型晶硅衬底(1)下表面的异质P-N结结构的侧面和背面均被绝缘薄膜层(5)包围，形成异质P-N浮动结背钝化结构，然后，利用绝缘薄膜层(5)上的掩膜在N型晶硅衬底(1)的下表面，除异质P-N浮动结背钝化结构外的其他区域制作N型非晶硅层(6)构成的背电极，最后去除所有掩膜层，在N型晶硅衬底(1)上表面的异质P-N结结构和N型晶硅衬底(1)的下表面的背电极上制作导电电极层。

7.根据权利要求6所述的异质浮动结背钝化的HIT太阳能电池结构的制备工艺，其特征是：所述的掩膜通过光刻胶制作。

8.根据权利要求6或7所述的异质浮动结背钝化的HIT太阳能电池结构的制备工艺，其特征是：具有如下工艺步骤：

a)在N型晶硅衬底(1)的上表面和下表面利用等离子体化学气相沉积技术沉积本征非晶硅层(2)，本征非晶硅层(2)的厚度为0纳米到10纳米，N型晶硅衬底(1)的掺杂浓度为10¹⁵-10¹⁷cm^-3；

b)在N型晶体硅衬底1的上表面和下表面利用等离子体化学气相沉积技术沉积P型非晶硅层(3)，P型非晶硅层(3)的厚度为5纳米到20纳米，P型非晶硅层(3)的掺杂浓度在1E18cm^-3到1E20cm^-3；

c)在背面旋涂一层光刻胶层(4)，通过曝光，显影，在P型非晶硅层(3)定义所需的光刻胶图形；

d)利用光刻胶层(4)，通过腐蚀液对下表面的本征非晶硅层(2)，P型非晶硅层(3)进行腐蚀，直至N型晶硅衬底(1)，然后去除光刻胶层(4)；

e)在N型晶硅衬底(1)背面沉积绝缘薄膜层(5)，沉积的厚度需要大于本征非晶硅层(2)加P型非晶硅层(3)的总厚度，绝缘薄膜层(5)采用HIT工艺制程中常见的绝缘薄膜材料，包括ZnO绝缘薄膜层、In2O3绝缘薄膜层，或者直接沉积本征的非晶硅薄膜层作为该绝缘薄膜层；

f)在背面旋涂一层光刻胶层(4)，通过曝光，显影，在绝缘薄膜层(5)上定义所需的光刻胶图案，显影后光刻胶的宽度需要大于下表面P型非晶硅层(3)的宽度；

g)利用腐蚀液刻蚀绝缘薄膜层(5)，形成包围下表面本征非晶硅层(2)、P型非晶硅层(3)的异质P-N浮动结背钝化结构；

h)在N型晶硅衬底(1)背面再沉积一层本征非晶硅层(2)，本征非晶硅层(2)的厚度为0纳米到10纳米；

i)在N型晶硅衬底(1)背面再沉积一层N型非晶硅层(6)，形成背电极，N型非晶硅层(6)的厚度在5到20纳米，N型非晶硅层(6)的掺杂浓度为1E18到1E20cm^-3；

j)利用有机试剂去除光刻胶层(4)，露出绝缘薄膜层(5)；

k)在N型晶硅衬底(1)的正面和背面沉积透明导电电极层(7)，透明导电电极层(7)的厚度在80纳米到300纳米，透明导电电极层(7)的电阻率在1E-3到1E-5Ωcm，透明导电电极层(7)不仅覆盖在N型非晶硅层(6)上面，也覆盖在异质P-N浮动结背钝化结构，透明导电电极层7是Al掺杂的ZnO或Sn掺杂的In2O3，至此，完整的异质P-N浮动结背钝化增强的HIT电池结构已经形成。