CN118472068A - 一种高效背结电池结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏技术领域,具体为一种高效背结电池结构及其制备方法。电池本体从正面至背面依次包括正面金属栅线、正面氮化硅减反膜层、N型硅片基底、背面隧穿氧化层、背面氧化铝钝化膜层、背面氮化硅减反膜层和背面金属栅线。正面金属栅线与正面氮化硅减反膜的两壁之间设有掺磷多晶硅层。背面隧穿氧化层和背面氧化铝钝化膜层之间设有掺硼多晶硅层。正面金属栅线与掺磷多晶硅层钝化接触,且背面金属栅线与掺硼多晶硅层钝化接触。本发明降低了金属与半导体接触带来的复合损失,正面形成Poly‑finger结构,提高电池片转化效率;减少了一道高温硼扩散程序,降低了额外热损伤、减少了工艺制程。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域,具体为一种高效背结电池结构及其制备方法。
背景技术
随着TOPCON电池产能不断增加,从无SE的TOPCON1.0到SE工艺加持的TOPCON2.0,技术路线不断升级,效率也从24.5%上升到26.0%,但这距离TOPCON电池的理论极限28.7%仍有一定距离,通过对效率损失分析,发现TOPCON电池的主要损失来源于正面的接触复合损失,这是由于TOPCON电池的正面接触结构为金属-半导体接触,正面银栅线与硅片基体直接接触,在接触面处生成一个较宽的电荷耗尽区,带来了巨大的复合损失,因此越来越多的厂家把目光放在了如何降低正面复合损失上,Poly-finger结构被认为是未来TOPCON电池下一步的技术升级路线。
例如,公布号为CN117117038A的中国专利公开了一种TOPCon电池结构及其制备方法,记载了在N型电池片正面采用图形化掩膜、碱刻蚀阻挡层、配合碱刻蚀的方法在正面形成图案化的Poly-finger结构的TOPCON结构。又例如另外一篇,公布号为CN114695573A的中国专利公开了一种钝化接触栅线的太阳能电池结构及其制备方法,记载了在P型电池片上方覆盖掩膜板,通过掩膜法PECVD沉积非晶硅层,形成栅线位置的Poly-finger结构。
但是,为了兼容现有TOPCON电池产线生产流程,大部分Poly-finger结构电池被设计为正结电池即PN结在电池的前表面,这就需要在前表面做2次硼扩散,一次在N型基体正面做硼扩散,形成PN结,一次在正面Poly上进行硼扩散,与正面金属栅线形成钝化结构,在背面沉积磷掺杂非晶硅层并转化成掺磷多晶硅层,与背面金属栅线形成钝化结构。硼原子在晶体硅中的固溶度极限为:1×1021cm-3;磷原子在硅中的固溶度极限为:1.3×1021cm-3,这意味硼原子在硅中的扩散难度较磷原子大得多,两次硼扩散需要多次进行高温工艺,这会给硅片基体带来额外的热损伤,增加了电池片制程碎片,降低了电池片的良品率及电池效率。
综上,亟须解决现有技术中工艺复杂且过程热损失高的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效背结电池结构及其制备方法,以解决现有技术中存在的工艺复杂,过程热损失高的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种高效背结电池结构,包括电池本体,所述电池本体从正面至背面依次包括正面金属栅线、正面氮化硅减反膜层、N型硅片基底、背面隧穿氧化层、背面氧化铝钝化膜层、背面氮化硅减反膜层和背面金属栅线,所述正面氮化硅减反膜层上开有若干槽一适于安装所述正面金属栅线,所述正面金属栅线与所述正面氮化硅减反膜的槽一两壁之间设有掺磷多晶硅层,及所述正面金属栅线与所述正面氮化硅减反膜的槽一底部之间设有正面隧穿氧化层,其特征在于,所述电池本体的背面隧穿氧化层和背面氧化铝钝化膜层之间还设有掺硼多晶硅层;所述电池本体的正面金属栅线适于与所述掺磷多晶硅层钝化接触,及所述电池本体的背面金属栅线适于与所述掺硼多晶硅层钝化接触。
进一步地,所述电池本体的N型硅片基底的正面为Poly-finger结构,所述Poly-finger结构为由磷扩散形成的N+区。
进一步地,所述背面氧化铝钝化膜层的厚度为3~5nm。
进一步地,所述正面隧穿氧化层厚度为1.4nm~1.8nm。
进一步地,所述背面隧穿氧化层厚度为1.2nm~1.5nm。
进一步地,所述正面氮化硅减反膜层厚度60~80nm。
进一步地,所述背面氮化硅减反膜层厚度75~95nm。
为了解决上述技术问题,本发明还提供了第二种技术方案,一种高效背结电池结构的制备方法,仅由以下步骤组成:
S1、清洗:双面清洗制绒,处理硅片来料脏污及在电池表面形成绒面,形成N型硅片基底;
S2、磷掺杂:正面隧穿氧化层生长,以及磷掺杂非晶硅沉积:
S3、掩膜:正面金属栅线位置印刷掩膜;
S4、刻蚀碱抛:湿法刻蚀及碱抛,去除正面非栅线区域掺杂的非晶硅层;
S5、硼掺杂:背面隧穿氧化层生长,以及硼掺杂非晶硅沉积;
S6、退火:退火分别将掺磷的非晶硅、掺硼的非晶硅转化为掺磷多晶硅层、掺硼多晶硅层;
S7、去绕镀:去除多晶硅绕镀及硼硅玻璃;
S8、原子层沉积:背面原子层沉积氧化铝,形成背面氧化铝钝化膜层;
S9、正面成膜:形成正面氮化硅减反膜层;
S10、背面成膜:形成背面氮化硅减反膜层;
S11、金属化:丝网印刷、光注入。
进一步地,所述步骤S3中所述掩膜的成分为二氧化硅,采用丝网印刷的方式印刷所述掩膜,所述掩膜的宽度为正面金属栅线的宽度或背面金属栅线的宽度的2-3倍。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
1.本发明通过正面金属栅线与掺磷多晶硅层钝化接触,及电池本体的背面金属栅线与掺硼多晶硅层钝化接触,达到了降低金属与半导体接触带来的复合损失、提高电池片的转换效率的效果;
2.本发明通过电池结构的正面仅在栅线位置处做钝化处理,正面形成Poly-finger结构,达到去除多余的Poly层、降低Poly层带来的寄生吸收损失的效果,从而提高了电池片的转换效率;
3.硼原子在硅中的扩散难度较磷原子大得多,普通Poly-finger结构需要两次硼扩散从而多次进行高温工艺,给硅片基体带来额外的热损伤,本发明通过将掺硼多晶硅层设计到电池背面,使其在背面形成PN结,并与背面金属栅线形成钝化接触,形成合二为一的效果。减少一道高温硼扩散程序,达到降低额外热损伤和减少工艺制程作用,降低了电池制程产生的碎片,提高了电池良品率和转换效率,同时降低了生产成本,提高了工作效率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的高效背结电池结构示意图;
图2是本发明的制备方法的流程图。
其中,1、电池本体;2、正面金属栅线;3、掺磷多晶硅层;4、正面隧穿氧化层;5、正面氮化硅减反膜层;6、N型硅片基底;7、背面隧穿氧化层;8、掺硼多晶硅层;9、背面氧化铝钝化膜层;10、背面氮化硅减反膜层;11、背面金属栅线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明公开了一种高效背结电池结构,包括但不限于适用于TOPCON工艺。电池本体1从正面至背面依次包括正面金属栅线2、正面氮化硅减反膜层5、N型硅片基底6、背面隧穿氧化层7、掺硼多晶硅层8、背面氧化铝钝化膜层9、背面氮化硅减反膜层10和背面金属栅线11。正面氮化硅减反膜层5上开有若干槽一适于安装正面金属栅线2,正面金属栅线2与正面氮化硅减反膜的槽一两壁之间设有掺磷多晶硅层3,及正面金属栅线2与正面氮化硅减反膜的槽一底部之间设有正面隧穿氧化层4。
其中,背面氧化铝钝化膜层9的厚度为3~5nm;正面隧穿氧化层4厚度为1.4nm~1.8nm;背面隧穿氧化层7厚度为1.2nm~1.5nm;正面氮化硅减反膜层5厚度为60~80nm,折射率2.00~2.10;背面氮化硅减反膜层10厚度为75~95nm,折射率2.07~2.20。
为了提高电池的转化效率,电池本体1的正面金属栅线2适于与掺磷多晶硅层3钝化接触,及电池本体1的背面金属栅线11适于与掺硼多晶硅层8钝化接触,钝化接触结构降低了正、背面的金属栅线与硅直接接触所带来的复合损失。
电池本体的N型硅片基底的正面为Poly-finger结构,Poly-finger结构为由磷扩散形成的N+区。N型硅片基底的背面Poly厚度为120nm~180nm。
由于整个电池结构为背结结构,因此省去一道硼掺杂程序,请参阅图2,上述高效背结电池结构的制备方法,仅由以下步骤组成:
S1:双面清洗制绒,处理硅片来料脏污及在电池表面形成绒面,形成N型硅片基底6。本步骤中采用碱性溶液对N型硅片正面进行制绒,在N型硅片正面形成尺寸为0.6μm-3μm的金字塔绒面,其中碱性溶液为氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液中的至少一种;N型硅片的电阻率为1Ω·cm-7Ω·cm,提高光的利用率。
S2:正面隧穿氧化层4生长,以及磷掺杂非晶硅沉积。磷掺杂采用低压扩散炉进行制备,采用POCl3、O2、N2作为反应气体,POCl3的流量为500-3500sccm、N2的流量为1000-20000sccm,O2的流量为500-3000sccm,磷掺杂温度为500-900℃,磷掺杂多晶硅层的方阻为40-100ohm/s。
S3:正面栅线位置印刷掩膜。掩膜的主要成分为二氧化硅,掩膜的厚度为2-30μm,掩膜的宽度为正面金属栅线2的宽度或背面金属栅线11的宽度的2-3倍。正背面金属栅线均为钝化接触结构。
S4:湿法刻蚀及碱抛,去除正面非栅线区域掺杂的非晶硅层。碱抛时,碱槽浸泡区温度为20-60℃,浓度为10%-40%;控制碱槽喷淋区温度为20-40℃,浓度为4%-10%,去除正面非栅线区域掺杂非晶硅层;碱液为氢氧化钠水溶液。
S5:背面隧穿氧化层7生长,以及硼掺杂非晶硅沉积。硼掺杂采用低压扩散炉进行制备,反应条件同S2。
S6:退火分别将掺磷的非晶硅、掺硼的非晶硅转化为掺磷多晶硅层3、掺硼多晶硅层8。退火的温度为800-900℃,氮气的流量为15000-30000sccm、时间为1500s,氧气的流量为30000sccm、时间为1500-3000s。
S7:在硼掺杂后的硅片,采用链式酸洗设备,滚轮传送硅片单面浸入质量分数为50%的氢氟酸溶液中去除正面和侧面绕镀的硼掺杂层,去除多晶硅绕镀以及硼硅玻璃(BSG)。使用链式清洗机去除基底背面的BSG层,所使用的溶液为HF溶液。
S8:背面原子层沉积氧化铝,形成背面氧化铝钝化膜层9。
S9:形成正面氮化硅减反膜层5;
S10:形成背面氮化硅减反膜层10;
正、背面氮化硅减反膜层采用PECVD的方式沉积,工艺参数为:压力1500-2500mTorr,温度400-500℃,功率为7000-13500W,脉冲开关比为1:15至1:20,所通SiH4/NH3=1/4至1/10,时间为720-820s。
S11:丝网印刷、在正面和背面同时印刷主栅及细栅,采用非烧穿型银浆浆料,经过700-850℃烧结工艺温度、然后光注入完成成品制作。
上述制备方法减少了背结电池结构工艺难度,降低了高温对电池片的热损失。
下面具体阐述实施例1-2,以详细体现本发明的制备方法及产品性能。
实施例1:
电池片一的制备过程如下:
S1:双面清洗制绒,处理硅片来料脏污及在电池表面形成绒面,形成N型硅片基底6。本步骤中采用碱性溶液对N型硅片正面进行制绒,在N型硅片正面形成尺寸为2μm的金字塔绒面,其中碱性溶液为氢氧化钾溶液。
S2:正面隧穿氧化层4生长,以及磷掺杂非晶硅沉积。磷掺杂采用低压扩散炉进行制备,采用POCl3、O2、N2作为反应气体,POCl3的流量为2500sccm、N2的流量为1000-20000sccm,O2的流量为500-3000sccm,磷掺杂温度为500-900℃,磷掺杂多晶硅层的方阻为40-100ohm/s。
S3:正面栅线位置印刷掩膜,掩膜的主要成分为二氧化硅,掩膜的厚度为5μm,掩膜的宽度为正面金属栅线2的宽度或背面金属栅线11的宽度的2倍,正背面金属栅线均为钝化接触结构。
S4:湿法刻蚀及碱抛,去除正面非栅线区域掺杂的非晶硅层。碱抛时,碱槽浸泡区温度为59℃,浓度为30%;控制碱槽喷淋区温度为30℃,浓度为4%,去除正面非栅线区域掺杂非晶硅层;碱液为氢氧化钠水溶液。
S5:背面隧穿氧化层7生长,以及硼掺杂非晶硅沉积。掺杂非晶硅层沉积厚度160nm。硼掺杂采用低压扩散炉进行制备,反应条件同S2。
S6:退火分别将掺磷的非晶硅、掺硼的非晶硅转化为掺磷多晶硅层3、掺硼多晶硅层8。退火的温度为900-1100℃,氮气的流量为16000sccm、时间为1500s,氧气的流量为30000sccm、时间为1800s。
S7:在硼掺杂后的硅片,采用链式酸洗设备,滚轮传送硅片单面浸入质量分数为50%的氢氟酸溶液中去除正面和侧面绕镀的硼掺杂层,去除多晶硅绕镀以及硼硅玻璃(BSG)。
S8:背面原子层沉积氧化铝,形成背面氧化铝钝化膜层9。
S9:形成正面氮化硅减反膜层5;
S10:形成背面氮化硅减反膜层10;
正、背面氮化硅减反膜层采用PECVD的方式沉积,工艺参数为:压力2500mTorr,温度500℃,功率为13500W,脉冲开关比为1:16,所通SiH4/NH3=1/5,时间为750s。
S11:丝网印刷、在正面和背面同时印刷主栅及细栅,采用非烧穿型银浆浆料,经过700-850℃烧结工艺温度、然后光注入完成成品制作。
其中,电池片一背面隧穿氧化层7厚度1.4nm;背面氧化铝钝化膜层9的厚度为3.6nm;正面隧穿氧化层4厚度为1.6nm;正面氮化硅减反膜层5厚度为70nm,折射率2.05;背面氮化硅减反膜层10厚度为85nm,折射率2.11。
实施例2:
电池片二的制备过程如下:
S1:双面清洗制绒,处理硅片来料脏污及在电池表面形成绒面,形成N型硅片基底6。本步骤中采用碱性溶液对N型硅片正面进行制绒,在N型硅片正面形成尺寸为3μm的金字塔绒面,其中碱性溶液为氢氧化钠溶液。
S2:正面隧穿氧化层4生长,以及磷掺杂非晶硅沉积。磷掺杂采用低压扩散炉进行制备,采用POCl3、O2、N2作为反应气体,POCl3的流量为3500sccm、N2的流量为18000sccm,O2的流量为3000sccm,磷掺杂温度为600-800℃,磷掺杂多晶硅层的方阻100ohm/s。
S3:正面栅线位置印刷掩膜。掩膜的主要成分为二氧化硅,掩膜的厚度为10μm,掩膜的宽度为正面金属栅线2的宽度或背面金属栅线11的宽度的2.5倍。正背面金属栅线均为钝化接触结构。
S4:湿法刻蚀及碱抛,去除正面非栅线区域掺杂的非晶硅层。碱抛时,碱槽浸泡区温度为40℃,浓度为10%;控制碱槽喷淋区温度为40℃,浓度为10%,去除正面非栅线区域掺杂非晶硅层;碱液为氢氧化钠水溶液。
S5:背面隧穿氧化层7生长,以及硼掺杂非晶硅沉积。掺杂非晶硅层沉积厚度140nm。硼掺杂采用低压扩散炉进行制备,反应条件同S2。
S6:退火分别将掺磷的非晶硅、掺硼的非晶硅转化为掺磷多晶硅层3、掺硼多晶硅层8。退火的温度为900-1100℃,氮气的流量为30000sccm、时间为1500s,氧气的流量为30000sccm、时间为3000s。
S7:在硼掺杂后的硅片,采用链式酸洗设备,滚轮传送硅片单面浸入质量分数为50%的氢氟酸溶液中去除正面和侧面绕镀的硼掺杂层,去除多晶硅绕镀以及硼硅玻璃(BSG)。
S8:背面原子层沉积氧化铝,形成背面氧化铝钝化膜层9。
S9:形成正面氮化硅减反膜层5;
S10:形成背面氮化硅减反膜层10;
正、背面氮化硅减反膜层采用PECVD的方式沉积,工艺参数为:压力2500mTorr,温度500℃,功率为13500W,脉冲开关比为1:20,所通SiH4/NH3=1/10,时间为820s。
S11:丝网印刷、在正面和背面同时印刷主栅及细栅,采用非烧穿型银浆浆料,经过700-850℃烧结工艺温度、然后光注入完成成品制作。
其中,电池片二背面隧穿氧化层厚度1.5nm;背面氧化铝钝化膜层9的厚度为5nm;正面隧穿氧化层4厚度为1.8nm;正面氮化硅减反膜层5厚度为80nm,折射率2.10;背面氮化硅减反膜层10厚度为95nm,折射率2.20。
对比例1:
电池片三的制备过程如下:
S1、对硅基体进行双面制绒,对N型绒面硅片进行织构化制绒处理。
S2、在硅基体的正面依次沉积正面隧穿氧化硅层、第一硼掺杂非晶硅层、碱刻蚀阻挡层和第二硼掺杂非晶硅层,其中正面隧穿氧化硅层为氧化硅薄膜,厚度为1.2nm;第一硼掺杂非晶硅层的厚度为40nm;碱刻蚀阻挡层为氧化硅薄膜,厚度为1.5nm;第二硼掺杂非晶硅层的厚度为120nm。
S3、在硅基体正面栅线区域进行图形化掩膜,该掩膜的形状与正面电极图形相同。
S4、对硅基体正面非掩膜区域进行碱刻蚀,去除非掩膜区域的第二硼掺杂非晶硅层,直至露出碱刻蚀阻挡层,该碱刻蚀过程中,还能同步实现对硅基体背面的抛光。
S5、去除硅基体正面栅线区域的图形化掩膜以及非掩膜区域的碱刻蚀阻挡层。
S6、在硅基体背面依次制备背面隧穿氧化硅层和磷掺杂非晶硅层。
S7、对硅基体进行退火处理,激活第一硼掺杂非晶硅层和第二硼掺杂非晶硅层中的硼,以及磷掺杂非晶硅层中的磷,并将非晶硅晶化成多晶硅。由此在硅基体正面的非金属化区域形成隧穿钝化结构、在正面的金属栅线区域形成Poly栅线接触区域,在背面形成全钝化结构。
S8、在硅基体正面沉积钝化层,具体为在硅片正面的第一硼掺杂多晶硅层和第二硼掺杂多晶硅层上生长氧化铝薄膜。
S9、在硅基体的正面和背面分别沉积正面减反层和背面减反层,具体为在硅基体的正面和背面分别生长氮化硅薄膜。
S10、金属化:印刷正面电极和背面电极,烧结和注入,完成对电池片三的制备。
对比例2:
电池片四的制备过程如下:
第一步,清洗制绒。使用NaOH溶液和H2O2溶液进行高温清洗,去除硅片表面上黏附的杂质,包括有机物和金属杂质等。清洗后进行纯水清洗。通过碱液对硅表面进行晶体的各向异性腐蚀,形成表面1.5-2.0um大小的金字塔。碱制绒使用NaOH溶液和制绒添加剂。
第二步,正面一次硼扩散。在硅片上形成PN结。这个过程是在扩散炉内完成的,在扩散炉中对硅晶片进行扩散。
第三步,激光掺杂。利用硅片表面硼硅玻璃做硼源,栅线区域激光处理形成重掺区,方块电阻在100Ω/sq左右。
第四步,二次硼扩散,在1050摄氏度左右进行氧化推结。
第五步,碱抛,利用碱液去除电池背面侧面硼硅玻璃并对电池背面抛光。
第六步,背面隧穿氧化层及磷掺杂非晶硅沉积。
第七步,退火。退火处理的温度为25℃~200℃,时间为30min。
第八步,去绕镀。使用链式清洗机以HF溶液去除基底正面绕镀的第二隧穿氧化硅层,随后以碱和抛光添加剂的混合溶液去除基底正面绕镀的多晶硅层。
第九步,正面原子层沉积。以ALD方式在基底正面沉积氧化铝膜层,氧化铝厚度在4nm左右。
第十步,双面氮化硅。以PECVD方式在基底正背面沉积氮化硅膜层,正面氮化硅厚度在85nm左右,折射率2.10左右,背面氮化硅厚度在80nm左右,折射率2.06左右。
第十一步,丝网印刷及光注入。在硅片上进行丝网印刷,印刷电极图案。将印刷好的硅片进行烧结,烧结温度为550℃,时间为30分钟。然后对烧结好的太阳能电池片进行测试和分选,根据性能参数进行等级划分。最后将合格的太阳能电池片进行包装。
上述实施例1-2、对比例1-2制备的电池片的电性能数据见表1。
表1实施例1-2、对比例1-2制备的电池片的电性能数据
案例 | 电池片 | 效率 | 开路电压 | 短路电流 | 填充因子 | 串联电阻 | 并联电阻 |
实施例1 | 电池片一 | 26.341 | 0.7301 | 13.92 | 85.55 | 0.0008 | 1059 |
实施例2 | 电池片二 | 26.336 | 0.7298 | 13.92 | 85.61 | 0.0009 | 1421 |
对比例1 | 电池片三 | 26.317 | 0.7307 | 13.93 | 85.35 | 0.0008 | 1357 |
对比例2 | 电池片四 | 25.798 | 0.7183 | 13.92 | 85.22 | 0.0009 | 1383 |
上述表1可以看出,通过实施例1-2的方法制备的电池片的转化效率均好于通过对比例1-2的方法制备的电池片;通过实施例1-2的方法制备的电池片的开路电压,均比通过对比例2的方法制备的电池片高和稳定;通过实施例1-2的方法制备的电池片的短路电流、填充因子、串联电阻的性能与通过对比例1-2的方法制备的电池片的短路电流、填充因子、串联电阻的性能相持平;通过实施例1-2的方法制备的电池片的并联电阻均比通过对比例1-2的方法制备的电池片的并联电阻具有明显的数值变化。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种高效背结电池结构,包括电池本体(1),所述电池本体(1)从正面至背面依次包括正面金属栅线(2)、正面氮化硅减反膜层(5)、N型硅片基底(6)、背面隧穿氧化层(7)、背面氧化铝钝化膜层(9)、背面氮化硅减反膜层(10)和背面金属栅线(11),所述正面氮化硅减反膜层(5)上开有若干槽一适于安装所述正面金属栅线(2),所述正面金属栅线(2)与所述正面氮化硅减反膜的槽一两壁之间设有掺磷多晶硅层(3),及所述正面金属栅线(2)与所述正面氮化硅减反膜的槽一底部之间设有正面隧穿氧化层(4),其特征在于,所述电池本体(1)的背面隧穿氧化层(7)和所述背面氧化铝钝化膜层(9)之间还设有掺硼多晶硅层(8);所述电池本体(1)的正面金属栅线(2)适于与所述掺磷多晶硅层(3)钝化接触,及所述电池本体(1)的背面金属栅线(11)适于与所述掺硼多晶硅层(8)钝化接触。
2.根据权利要求1所述的高效背结电池结构,其特征在于,所述电池本体(1)的N型硅片基底(6)的正面为Poly-finger结构,所述Poly-finger结构为由磷扩散形成的N+区。
3.根据权利要求1所述的高效背结电池结构,其特征在于,所述背面氧化铝钝化膜层(9)的厚度为3~5nm。
4.根据权利要求1所述的高效背结电池结构,其特征在于,所述正面隧穿氧化层(4)厚度为1.4nm~1.8nm。
5.根据权利要求1所述的高效背结电池结构,其特征在于,所述背面隧穿氧化层(7)厚度为1.2nm~1.5nm。
6.根据权利要求1所述的高效背结电池结构,其特征在于,所述正面氮化硅减反膜层(5)厚度为60~80nm。
7.根据权利要求1所述的高效背结电池结构,其特征在于,所述背面氮化硅减反膜层(10)厚度为75~95nm。
8.一种权利要求1~7任一项高效背结电池结构的制备方法,其特征在于,仅由以下步骤组成:
S1、清洗:双面清洗制绒,处理硅片来料脏污及在电池表面形成绒面,形成N型硅片基底(6);
S2、磷掺杂:正面隧穿氧化层(4)生长,以及磷掺杂非晶硅沉积:
S3、掩膜:正面金属栅线(2)位置印刷掩膜;
S4、刻蚀碱抛:湿法刻蚀及碱抛,去除正面非栅线区域掺杂的非晶硅层;
S5、硼掺杂:背面隧穿氧化层(7)生长,以及硼掺杂非晶硅沉积;
S6、退火:退火分别将掺磷的非晶硅、掺硼的非晶硅转化为掺磷多晶硅层(3)、掺硼多晶硅层(8);
S7、去绕镀:去除多晶硅绕镀及硼硅玻璃;
S8、原子层沉积:背面原子层沉积氧化铝,形成背面氧化铝钝化膜层(9);
S9、正面成膜:形成正面氮化硅减反膜层(5);
S10、背面成膜:形成背面氮化硅减反膜层(10);
S11、金属化:丝网印刷、光注入。
9.根据权利要求8所述的高效背结电池结构的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中所述掩膜的成分为二氧化硅,采用丝网印刷的方式印刷所述掩膜,所述掩膜的宽度为正面金属栅线(2)的宽度或背面金属栅线(11)的宽度的2-3倍。
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CN202410646926.1A CN118472068A (zh) | 2024-05-23 | 2024-05-23 | 一种高效背结电池结构及其制备方法 |
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