[发明专利]一种钝化接触全背电极太阳电池结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，特别涉及一种钝化接触全背电极太阳电池结构及其制备方法。

背景技术

太阳电池作为一种清洁能源，是新能源，并能改变能源结构，其永恒的发展方向是提高效率和降低成本。

全背电极太阳电池的制备流程复杂，主要是复杂的背面图形化过程，涉及到多次掩膜和扩散过程。一般是通过图形化的氧化掩膜来进行定域扩散。掩膜的图形化需要用到丝网印刷或激光工艺，增加了工艺步骤。电池开路电压的高低取决于钝化效果的好坏，目前一般的全背电极电池都是采用AlO_x、SiN_x或SiO₂等薄膜结构来进行背面钝化。这种钝化结构可以减小表面复合速率，对开压的提升有一定的帮助。但是，要想往更高的开路电压发展，此种钝化技术也遇到了瓶颈，特别是金属接触区的复合速率大，限制了电池效率的提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种钝化接触全背电极太阳电池结构及其制备方法，有利于降低钝化区和金属接触区复合速率，提升开路电压和电池效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种钝化接触全背电极太阳电池结构，包括硅片衬底，在硅片衬底正面设置金字塔绒面，硅片衬底背面形成抛光面，在硅片衬底背面设置遂穿氧化层，在遂穿氧化层上交替排列N型多晶硅层和P型多晶硅层，N型多晶硅层和P型多晶硅层中间通过本征多晶硅层隔离开来，N型多晶硅层和P型多晶硅层上分别设置对应的N区金属接触电极和P区金属接触电极。

进一步改进在于，在N型多晶硅层、P型多晶硅层以及本征多晶硅层上设置背面钝化膜，在背面钝化膜上对应N区金属接触电极的位置设置有N区接触孔，在背面钝化膜上对应P区金属接触电极的位置设置有P区接触孔，然后在N区接触孔中设置对应的N区金属接触电极，在P区接触孔中设置对应的P区金属接触电极，并且N区金属接触电极的上端伸出N区接触孔，P区金属接触电极的上端伸出P区接触孔，其中背面钝化膜结构为AlO_x/SiN_x或者SiO₂/AlO_x/SiN_x的叠层膜组合。

更进一步的，所述硅片衬底为N型硅片衬底，金字塔绒面上还设置有前表面场，在前表面场外侧设置正面钝化减反膜。

其中优选的，遂穿氧化层的厚度为0.5-5nm，多晶硅层厚度为20-300nm。

本发明还提供了一种钝化接触全背电极太阳电池制备方法，包括以下步骤：

1）对N型单晶硅片衬底进行前处理，形成正面为金字塔绒面，背面为抛光面的单面抛光制绒结构；

2）对经过前处理的硅片进行遂穿氧化层生长，通过炉管方式生长热氧化层，或者通过臭氧水生长湿法氧化层，或者通过化学方法生长，遂穿氧化层厚度为0.5-5nm；

3）使用LPCVD或PECVD方法在背面生长本征非晶硅层或者多晶硅层，本征非晶硅层或者多晶硅层厚度为20-300nm；

4）在正面金字塔绒面上采用离子注入方法注入磷，作为前表面场，或者通过炉管扩散、APCVD方法形成，方阻为100-1000Ω/□；

5）在背面需要形成P型多晶硅层掺杂区域的地方进行硼注入，硼注入通过在硅片上方设置对应图形的掩模版来实现局域注入；

6）在背面需要形成N型多晶硅层掺杂区域的地方进行磷注入，磷注入通过在硅片上方设置具有对应图形的掩模版来实现局域注入，硼注入和磷注入的掩模版图形呈交替排列，通过掩模版图形来形成介于硼注入与磷注入区域中间的非掺杂区域，即本征多晶硅层区域；

7）对经过三次注入的硅片衬底进行共退火处理，使非晶硅晶化成多晶硅，同时注入杂质原子扩散进入多晶硅层；

8）对经过共退火处理的硅片衬底进行清洗，然后在背面形成钝化膜，钝化膜结构为AlO_x/SiN_x或者SiO₂/AlO_x/SiN_x的叠层膜组合，在正面形成正面钝化减反膜，结构为单层或叠层SiN_x，或者SiO₂/SiN_x/SiN_xO_y的叠层膜组合；

9）对背面钝化膜进行开孔处理，在P区和N区进行开孔处理，分别开出P区接触孔和N区接触孔；

10）在P区接触孔和N区接触孔上制备对应的P区金属接触电极和N区金属接触电极。