[发明专利]N型双面太阳电池及其制备方法

说明书

本发明提供的N型双面太阳电池，电池正电极一侧依次为：电池正电极、氮化硅层、P型掺杂PolySi多晶硅层、第一二氧化硅钝化层、N型硅衬底；电池负电极一侧依次为：电池负电极、n型区域掺杂PolySi多晶硅层、本征PolySi多晶硅层、第二二氧化硅钝化层、N型硅衬底。还提供了N型双面太阳电池的制备方法。本发明提供的N型双面太阳电池具备更低的界面态密度，而P型和N型掺杂层具备更可控的掺杂浓度，拥有更高的填充因子。N型双面太阳电池的制备方法，采用LPCVD制备双面无绕镀TOPCon结构双面电池，同时运用掩膜，激光开槽和激光掺杂等工艺方式实现双面电池结构，并最大限度的保留了硅衬底的少数载流子寿命。

技术领域

本发明涉及晶体硅太阳能电池制造技术领域，尤其涉及N型双面太阳电池及其制备方法。

背景技术

在能源短缺、环境污染问题日益突出的背景下，发展可再生能源已成为全球的重大课题，利用太阳能则是发展可再生能源的一个重点方向，世界光伏市场在过去十年一直保持着年均30％以上的高速增长。当前主流晶体硅太阳电池主流技术以多晶黑硅与PERC结构电池为主，基本流程由在P型N型硅衬底上以制绒、扩散、刻蚀、沉积减反膜、丝网印刷方法制造太阳电池。然而P型晶硅电池受氧的影响会出现性能上的衰退。随着全球光伏补贴政策的不断收紧，市场对高性能电池的需求越来越旺盛，而N型电池硼含量少，性能的稳定性高于P型晶硅电池。同时由于N型电池的少子寿命更高，这对于制备更高效的太阳电池奠定了基础。

目前，现有的N型晶硅太阳电池主要为前发射极N型电池，主要是通过在N型衬底上通过表面硼扩散的方法制备PN结，然后通过丝网印刷，蒸镀等方法制备前电极。但是此种N型晶硅电池前表面的硼原子在紫外光的作用下，仍然可以和衬底中的氧形成硼氧键，在长时间的紫外光照射下，电池仍有衰退现象，因此不利于太阳电池效率的提升。同时此传统电池的有栅极的遮挡，遮光损失接近5％且前表面电极烧结也会影响前表面高效利用光电子的利用率，降低了N型硅电池效率，使得电池效率的提高受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种N型双面太阳电池及其制备方法，以解决传统电池有栅极遮挡降低了N型硅电池效率的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种N型双面太阳电池，电池正电极一侧依次为：电池正电极、氮化硅层、P型掺杂PolySi多晶硅层、第一二氧化硅钝化层、N型硅衬底；电池负电极一侧依次为：电池负电极、n型区域掺杂PolySi多晶硅层、本征PolySi多晶硅层、第二二氧化硅钝化层、N型硅衬底；其中，电池正电极穿过第一二氧化硅钝化层与P型掺杂PolySi多晶硅层形成欧姆接触，电池负电极穿过第二二氧化硅钝化层与n型区域掺杂PolySi多晶硅层形成欧姆接触。

进一步地，所述N型硅衬底覆盖有第一二氧化硅钝化层。

进一步地，所述P型掺杂PolySi多晶硅层覆盖有氮化硅层。

进一步地，所述本征PolySi多晶硅层钝化非金属接触区域。

本发明还提供一种N型双面太阳电池的制备方法，包括：选择N型硅衬底，其电阻率在0.8Ω.cm到3.0Ω.cm之间，少子寿命大于1000us；在所述N型硅衬底上进行700-950℃热生长二氧化硅钝化层；在N型硅衬的背表面沉积本征多晶硅；在所述本征多晶硅上沉积SiC掩膜层；激光开槽所述SiC掩膜层，用低压管式扩散炉扩散磷源并形成N型掺杂多晶硅层；清洗去除磷硅玻璃和所述SiC掩膜层后，在前表面700-950℃热生长二氧化硅钝化层；在N型硅衬底的前表面沉积本征多晶硅；在前表面沉积P型非晶硅薄膜，采用激光掺杂形成P型多晶硅膜层；清洗去除非晶硅薄膜及损伤层；沉积前背面氮化硅薄膜；制作电池的正极和负极；烧结。

进一步地，在所述N型硅衬底上进行700-950℃热生长二氧化硅钝化层步骤前，对所述N型硅衬底表面进行双面抛光，制绒并进行化学清洗。

进一步地，采用PECVD在所述本征多晶硅上沉积SiC掩膜层。