[发明专利]一种新结构n型晶硅PERT双面电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新结构n型晶硅PERT双面电池及其制备方法，涉及硅太阳电池领域，n型晶硅衬底的前表面依次形成p⁺发射极层、氢化氮化硅减反射层和Ag/Al电极，所述p⁺发射极层的局部形成有p⁺⁺选择性发射极区域，在所述n型晶硅衬底的后表面依次形成氧化硅层、p掺杂多晶硅层、氢化氮化硅钝化层和Ag电极。本发明采取了在常规扩散的硼硅玻璃表面进行激光掺杂以降低金属接触区域的载流子复合，不需要低压扩散等设备做高方阻；用硝酸化学氧化这一简洁、易控、极低成本的方式制备性能良好的超薄氧化硅层；经过合适的边绝缘和高温退火后，电池前后侧结构的特性能同时得到提高，不会相互干扰，而且后续提升空间很大，具有重要意义。

技术领域

本发明涉及晶硅太阳电池技术领域，尤其涉及一种新结构N型晶硅PERT双面电池及其制备方法。

背景技术

近年来产业界越来越多的关注n型晶硅PERT双面太阳电池，它是一种钝化发射极背表面全扩散电池，具有体寿命高、对金属杂质的容忍度高、没有P型材料中由于硼氧复合体所造成的光致衰减效应、相较于传统单面太阳电池有10-30％的发电增益等优势。n-PERT太阳电池最早由澳洲新南威尔士大学的赵建华博士提出，比利时的IMEC公司最近通过实验室技术的优化使其最高转换效率超过了22％，中国的英利、中来、航天机电和林洋等公司已经开始批量生产该类型太阳电池，量产效率均在21％以上。但由于n-PERT双面电池的工艺流程比常规电池工艺略为复杂，其中影响产业化的关键技术有两个：双面掺杂技术和双面钝化技术。这种主要由金属/半导体的肖特基接触造成的载流子复合限制了电池效率的进一步提升，所以有必要对金属电极区域进行更优越的钝化。氢化非晶硅(a-Si:H)和TOPCon结构在晶硅太阳电池中形成的异质结均具有载流子选择性，钝化效果较好。相比于a-Si:H钝化层(沉积温度250℃)，TOPCon结构不仅在低接触电阻时也能得到较低的复合电流密度(<10fA cm-2)，而且能兼容高温金属化工艺。把TOPCon结构融入到n-PERT双面太阳电池中，并结合激光掺杂SE技术，在下一代晶硅太阳电池研发生产中具有创新性和重大的意义，但是目前针对该类型电池的研究还很欠缺。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种新结构N型晶硅PERT双面电池及其制备方法，有效降低载流子在金属/半导体界面的复合，从而提升电池转化效率并且成本更低效率更高。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是解决载流子在金属/半导体界面的复合问题、金属电极区域的钝化不够优越的问题，传统方法成本较高效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种新结构n型晶硅PERT双面电池，其特征在于，n型晶硅衬底的正表面依次形成p⁺发射极层、氢化氮化硅减反射层和Ag/Al电极，所述p⁺发射极层的局部形成有p⁺⁺选择性发射极区域，在所述n型晶硅衬底的背表面依次形成氧化硅层、p掺杂多晶硅层、氢化氮化硅钝化层和Ag电极。

优选地，所述n型晶硅衬底是晶相为(100)的n型Cz单晶硅，厚度为180μm，电阻率为0.5Ω·cm-3.0Ω·cm。

优选地，所述氧化硅层的厚度为1.5nm。

优选地，所述p⁺发射极层的表面方块电阻为110Ω/□，结深为0.7μm。

本发明还提供了一种新结构n型晶硅PERT双面电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，准备工业级晶向为(100)的n型Cz单晶硅片作为n型晶硅衬底，用氢氧化钠溶液去除所述n型晶硅衬底表面因线切割形成的损伤层；

步骤2，用碱溶液对步骤1得到的n型晶硅衬底制绒，然后进行标准RCA清洗，得到预处理后的硅片；