[发明专利]一种双面隧穿氧化钝化高效N型双面电池的制备方法

说明书

本发明涉及一种双面隧穿氧化钝化高效N型双面电池的制备方法，包括切割硅片去损伤层制绒，高温气相硼源掺杂形成p⁺发射结，硅片背面生长超薄的隧道氧化层SiO₂及掺P多晶硅层；p⁺发射结表面通过热氧化及多晶沉积工艺在p⁺发射结表面形成正面隧穿氧化钝化结构；在硅片背面用激光掺杂或湿法图形化刻蚀方法形成局域重掺杂区域，电池正面/背面沉积氢化非晶氮化硅钝化减反射层。最后通过丝网印刷电极栅线，形成正背面电极金属化欧姆接触。本发明最大限度降低电池背面金属‑半导体表面复合，获得35mV左右的Voc提升，且工艺技术路线兼容现有传统单晶电池制备流程，提升电池效率。

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池的制备方法，尤其是涉及一种双面隧穿氧化钝化高效N型双面电池的制备方法。

背景技术

随着太阳能光伏市场的发展，人们对高效的晶体硅电池的需求越来越急迫。N型晶体硅电池相对P型晶体硅电池而言，由于N型晶体硅对金属杂质不敏感，或者说具有很好的忍耐性能，因此N型晶体硅中少数载流子具有较大的扩散长度。此外，由于N型晶体硅采用磷掺杂，因此不存在因光照而导致的B-O络合体的形成，因而不存在P型晶体硅电池中的光致衰退现象。N型晶体硅电池逐渐成为众多研究机构和光伏企业关注的对象。

现有的较成熟的晶体硅太阳能电池制备技术，普遍采用均匀性发射结掺杂，丝网印刷电极工艺。为了减小银、硅接触电阻，必须提高太阳能电池发射结表面掺杂浓度；而与此同时为了降低太阳能表面发射结的复合，提升太阳能电池的短波响应，必须降低太阳能电池的发射结掺杂浓度。选择性发射结太阳能电池有效地解决了这对矛盾，但现有设备成本较高，或重复性较差，电池制备方法均不是十分理想。

双面隧穿氧化钝化双面电池不同与常规电池在于：常规N型双面电池在用SiO2/SiNx作为钝化层，金属化700℃-800℃高温过程中，金属电极浆料会烧穿SiO2/SiNx钝化层与硅接触，在金属化接触区域产生非常严重的复合。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种双面隧穿氧化钝化高效N型双面电池的制备方法，可以改善现有N型双面电池的背面及正面复合，大幅提升电池Voc，且能兼容现有量产设备，是下一代高效N型双面电池的重点开发技术。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种双面隧穿氧化钝化高效N型双面电池的制备方法，采用以下步骤：

(1)硅片在碱制绒槽中去除损伤层并制绒，形成1μm-6μm高的金字塔绒面；

(2)控制硼源高温扩散炉管温度为850℃-1000℃，将硅片置于其中扩散20min-80min，在硅片表面形成B掺杂p⁺发射结；

(3)用HF溶液去除硅片的硼硅玻璃(BSG)层，再利用HNO₃/HF混合溶液的湿法刻蚀工艺，去除背面的B掺杂p⁺结，并对背面进行抛光处理；

(4)利用湿法化学或高温热氧化工艺在硅片背面制备超薄隧道氧化层SiO₂，采用CVD方式在硅片背面沉积掺P多晶硅层；

(5)采用湿法工艺对硅片正面进行选择性刻蚀，去除掺P多晶硅层；

(6)利用湿法化学或高温热氧化工艺在硅片背面制备超薄隧道氧化层SiO₂，采用CVD方式在硅片正面沉积掺B多晶硅层；

(7)采用高温热氧化工艺，对正面磷掺杂及背面硼掺杂多晶硅层进行激活；

(8)采用PECVD或磁控溅射法在硅片正面及背面沉积80nm-100nm的氢化非晶氮化硅钝化减反射层；