[发明专利]N型掺氧型微晶作为窗口层的异质结光伏电池的制备方法

说明书

本发明公开了N型掺氧型微晶作为窗口层的异质结光伏电池的制备方法，所述方法包括如下步骤：硅片预清洗；PSG氧化层沉积及高温处理；去除表面的PSG/USG氧化层，用碱液去损伤和制绒，并清洗；PECVD镀膜制备表面钝化膜层和掺杂膜层；PVD磁控溅射制备透明导电膜；表面形成金属栅线。本发明保留N型电极前置的技术特点，改造N型非晶硅掺杂层为含氧型N型微晶，通过提升能带带隙导致光学吸收的降低、调节窗口层的光学折射率优化减反效果，短路电流有较大提升，可以匹配传统直拉单晶HIT电池片，传统上成本较低的铸锭单晶方式也可以导入异质结的规模量产，对持续降本非常有利，同时现有的多晶炉可以经简单改造，形成有效产能，减少设备的投资浪费。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及N型掺氧型微晶作为窗口层的异质结光伏电池的制备方法。

背景技术

现有的异质结光伏电池技术是在单晶硅片的正反表面沉积本征型非晶硅，然后在入光面镀P型掺杂非晶硅膜层，背面镀N型掺杂非晶硅膜层。最后双面ITO镀膜及银浆印刷形成金属栅线电极。由于P型非晶硅膜层的电导和透光性较差，2006年Sanyo采用了N型掺杂面朝前的技术方案，并递交相关专利。以上异质结电池片技术采用N型掺杂单晶硅片，且对硅片的单晶品质要求极高，要求本征少子寿命至少3毫秒以上。HIT异质结技术对少子寿命的要求高于PERC或TopCon技术，其中N面朝前的HIT对单晶品质和少子寿命的要求还要高于P面朝前的HIT电池。对硅片品质的严苛要求导致了硅片成本居高不下，难以形成HIT针对PERC的完全技术更替或升级。

采用HIT量产技术的方案对硅片品质要求太高，难以普及推广。如果采用较低品质单晶硅片或铸锭单晶，载流子的平均自由程较短，难以及时从两端电极导出形成最大化光电流，表现为短路电流或填充因子较低。就算窗口层采用能带带隙较宽的N型非晶硅，异质结(HIT)电池技术仍然表现为短路电流相对PERC或TopCon技术较低。同时采用N型电极前置的设计，如果采用品质较低的铸锭单晶或多晶硅片，电池的短路电流和电池片的有效少子寿命强烈相关，同时显著低于普通运用直拉法单晶制作的HIT电池。对发电端电站用户而言，这将带来系统配置和组件匹配的额外困难。

铸锭单晶硅片采用传统多晶炉铸造，在炉子底部铺上品质较高的单晶籽晶，引导多晶料的有序晶向生长。相对于传统的多晶生长技术，片内单一单晶的占比较高，体少子寿命明显高于传统多晶(100微秒)，但是仍然低于主流的直拉法生长得到的CZ单晶硅片(2毫秒)，总体性能在两者之间。传统上铸锭单晶硅片不适于高转化效率的电池技术，例如异质结(HIT/HJT/HDT)和TopCon技术。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了保留N型电极前置(向光面)的技术特点，改造N型非晶硅掺杂层为含氧型N型微晶，由于通过提升能带带隙导致光学吸收的降低、调节窗口层的光学折射率优化减反效果，以铸锭单晶硅片制作的HIT电池短路电流有较大提升，可以匹配传统直拉单晶HIT电池片的N型掺氧型微晶作为窗口层的异质结光伏电池的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：N型掺氧型微晶作为窗口层的异质结光伏电池的制备方法，所述方法包括如下步骤：

硅片预清洗；

PSG氧化层沉积及高温处理；

去除表面的PSG/USG氧化层，用碱液去损伤和制绒，并清洗；

PECVD镀膜制备表面钝化膜层和掺杂膜层；

PVD磁控溅射制备透明导电膜；

表面形成金属栅线。

进一步的，所述硅片预清洗采用槽式溶液清洁，除去表面的有机污染和大型颗粒。