[发明专利]一种背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法及太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体地说涉及一种背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法及太阳能电池。

背景技术

提高光电转化效率和降低生产成本是当今太阳能电池研究的两个主要方面。影响太阳能电池光电转化效率的因素很多，但这些因素都可归结为太阳光子的利用率和表面复合情况。

提高太阳光的利用率可通过减少光的反射来实现：光线照射到电池正表面，一部分光在硅片表面被反射掉，另外的部分可透射进入硅片内部，为了充分利用太阳光，可在硅片表面形成绒面和增加减反射膜，以减少光线在硅片表面的反射损失。进入硅片内部的光子在传播过程中不断被吸收，但还有相当一部分到达了硅片的基底及背表面，而这些地方的高复合速率是影响太阳能电池效率的主要因素。因此，背钝化的研究显得十分重要。钝化可分为表面钝化和体钝化，它能消除硅片表面和内部的缺陷，如悬挂键、杂质、断键等，通过钝化可以降低载流子复合，提高少子寿命，起到提高电池效率的作用。

目前背钝化的实现方法主要有三种：（1）全Al背场：通过丝网印刷的方法在硅片的背面印刷一层铝浆，然后烧结即可。Al背场可与硅片形成良好的欧姆接触并能起到背钝化的效果，采用这种方法进行背钝化制造成本低，但硅片较薄时容易翘曲形成弓片，增加了电池片封装时的碎片率，这与为降低成本而使硅片薄片化的发展趋势相违背；（2）B扩散：通过在背面扩散B形成P+层来达到背钝化的目的，但常规热扩散的温度很高，通常要达到1200℃，且扩散并不均匀；（3）电介质膜：通过在硅片背面沉积电介质膜的方式来进行背钝化。起钝化作用的薄膜有很多。SiO₂薄膜一般通过热氧法合成，其表面钝化效果很好，但制备温度很高；SixNy:H膜可同时起体钝化和表面钝化的作用，且其抗氧化性和阻挡外界污染能力强；Al₂O₃一般通过原子层沉积技术制备，其钝化效果的优越成为当今研究热点；SiC带隙宽度大，掺氢能力强，钝化效果好；AlN也是一种钝化材料。为了将各种钝化膜的作用结合起来，研究者通过建立叠层复合膜的模式，通过逐层沉积电介质膜，使其钝化效果超出了单层钝化膜。因此，在现有的采用电介质膜进行背钝化的技术中，大多采用多层膜结构来替代单层膜结构，如SiOx/SiNx、SiOx/Al₂O₃、SiC/SiNx等。但是真正起钝化作用的主要是和硅片背面直接接触的那一部分，其余膜所起的作用可能仅仅是增加光的反射，有利于透射到背面的光子的再利用，因此这种将多层膜结构的钝化效果也并不是很理想。

因此，开发一种工艺相对简单，背钝化效果优良、转化效率高的晶硅太阳能电池制备方法显得尤为重要。

发明内容

本发明提供一种背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法及太阳能电池，用于解决目前采用多层电介质膜进行背钝化的过程中，部分钝化膜仅仅起到简单的光学作用，钝化效果差的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种背钝化晶体硅太阳能电池的制备方法，其中，包括以下步骤：

a）在硅片正面形成绒面；

b）在所述硅片正面进行P扩散，然后去除所述硅片正面的PSG和周边P扩散层；

c）在所述硅片背面制备复合电介质膜，所述复合电介质膜中的各成分均匀分布；

d）在所述硅片正面形成减反膜；

e）在所述硅片背面形成背电极，在所述硅片正面形成正电极。

根据本发明的一个优选实施例，其中，在所述步骤a）和所述步骤b）之间还包括步骤：

f）在所述硅片背面形成P+（B）层。

根据本发明的另一个优选实施例，所述步骤f）进一步包括：

f1）将B离子注入到所述硅片背面；

f2）退火；

根据本发明的又一个实施例，采用磁控溅射法或纳米共混粒子真空烧结法在所述硅片背面制备所述复合电介质膜。

根据本发明的另一个方面，提供一种背钝化晶体硅太阳能电池，由上至下依次包括：正电极、减反膜、绒面、P扩散层、硅片、复合电介质膜、背电极，其特征在于，所述复合电介质膜中的各成分均匀分布。

根据本发明的一个优选实施例，在所述硅片和所述复合电介质膜之间还包括P+（B）层。