[发明专利]一种选择性发射极钝化接触太阳电池及其制备方法

说明书

本发明提供一种选择性发射极钝化接触太阳电池的制备方法，在背面的N+多晶硅掺杂层进行局部掺杂，形成N++重掺杂区；在N型硅片的正面和背面分别进行电极金属化时，背面电极套印在所述的N++重掺杂区上。本发明通过在背面制备选择性发射极，在保证钝化效果、高填充因子的前提下，尽可能减薄N+多晶硅掺杂层厚度和降低整体掺杂浓度，提升短路电流，提升太阳电池转换效率。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种选择性发射极钝化接触太阳电池及其制备方法。

背景技术

隧穿氧化层钝化接触(Tunnel Oxide Passivated Contact，Topcon)技术是基于超薄氧化硅和掺杂多晶硅(poly-Si)的一种钝化接触结构，此钝化结构使得多数载流子可以隧穿氧化层，对少数载流子起阻挡作用，实现了载流子选择性通过，极大地降低少数载流子的复合速率，即规避了金属电极接触高复合风险，因而Topcon电池具有较高的开路电压，是目前产业化高效太阳电池表面钝化研究发展的重要方向之一。

但是，目前TOPCon电池产业化中虽然开路电压和填充因子上有较大幅度的提升，带来转化效率有明显提升，但是在短路电流提升上则持平，甚至有些降低(与N-PERTbaseline对比)。

申请人在研究中发现，背面多晶硅层厚度和掺杂浓度是阻碍其短路电流提升的重要因素。通过对钝化接触结构进行光学测试，发现其背表面钝化接触区域对于长波段反射率较差，即在长波段(800～1200nm)出现了吸收损失。其根本原因为高多晶硅掺杂层在红外波段主要为自由载流子吸收(free carrier absorption)效应，其作为寄生吸收过程存在，不能形成有效的光生载流子，此现象在高掺杂浓度半导体中体现更为明显；而较低的掺杂浓度和较薄的多晶硅层，虽然不影响整体钝化效果，但会导致背电极接触电阻偏大，进而影响填充因子FF提升。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种选择性发射极钝化接触太阳电池及其制备方法，能够减薄N+多晶硅掺杂层厚度和降低整体掺杂浓度，即最大限度降低自由载流子吸收效应，提升短路电流，进而提升太阳电池转换效率。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种选择性发射极钝化接触太阳电池的制备方法，本方法包括：

S1、N型硅片预处理和双面制绒；

S2、N型硅片的正面处理：

在N型硅片的正面制备P+掺杂层；

S3、N型硅片的背面处理：

在N型硅片的背面依次制备隧穿氧化层和一定厚度的本征非晶硅层，然后将本征非晶硅层转化为多晶硅层，并在硅片背面形成N+多晶硅掺杂层；

S4、背面选择性重掺杂：

在所述的N+多晶硅掺杂层进行选择性重掺杂，形成N++重掺杂区；

S5、去除因工艺带来的其它非必要层；

S6、在N型硅片的正面形成正面钝化减反射层，同时在N型硅片的背面形成背面钝化减反射层；

S7、在N型硅片的正面和背面分别进行电极金属化，得到正面电极和背面电极；其中，背面电极套印在所述的N++重掺杂区上。

按上述方法，所述的S2具体为：

通过正面硼扩散工艺形成PN结；刻蚀，单面去除背面和边缘硼发射极结，保留正面硼硅玻璃层作为下一道工序的掩膜层。

按上述方法，所述的S5包括：去除正面绕镀多晶硅层；去除正面的掩膜层和背面的残余掺杂源。

按上述方法，还包括正面选择性重掺杂的步骤，在所述的P+掺杂层进行正面选择性重掺杂，形成P++重掺杂区；