结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法

摘要

本发明涉及一种结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法，包括：双面制绒；单面或双面氧化处理，形成氧化硅；单面或双面多晶硅沉积并掺杂磷素；正面印刷掩膜；去除掩膜以外的多晶硅及氧化硅；去除掩膜；单面或双面掺杂磷素；背面刻蚀并去除磷硅玻璃；背面氧化铝钝化；双面PECVD镀膜；背面激光开膜；背面印刷背银和铝浆，正面沿掩膜位置印刷电极；烧结并光电注入，得到电池。本发明采用隧穿氧化层和选择性发射极技术应用于单晶PERC电池，与传统的选择性发射极电池相比，在发射极与基底之间插入隧穿氧化层，增强电池片正面钝化效果，避免了正面电极与硅片直接形成欧姆接触产生极大的复合，从而提升开路电压。

权利要求

1.一种结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)对硅片进行双面制绒；

(2)对硅片进行单面或双面氧化处理，形成氧化硅；

(3)对硅片进行单面或双面多晶硅沉积并掺杂磷素；

(4)对硅片进行正面印刷掩膜；

(5)去除硅片掩膜以外的多晶硅及氧化硅；

(6)去除硅片掩膜；

(7)对硅片进行单面或双面掺杂磷素；

(8)对硅片背面进行刻蚀并去除磷硅玻璃；

(9)对硅片背面进行氧化铝钝化；

(10)对硅片进行双面PECVD镀膜；

(11)对硅片进行背面激光开膜；

(12)对硅片进行背面印刷背银和铝浆，正面沿掩膜位置印刷电极；

(13)对硅片进行烧结并光电注入；得到电池。

2.如权利要求1所述的结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，氧化处理的温度为500-700℃，氧化时间0-30min，氧气流量0-

3000sccm，氧化硅厚度0.1-5nm。

3.如权利要求1所述的结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，多晶硅沉积温度450-700℃，多晶硅厚度10-500nm，磷沉积温度700-850℃，掺磷浓度不小于1E+20atoms/cm3，磷推进温度850-950℃，推进时间30-

90min。

4.如权利要求1所述的结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法，其特征在于：所述的步骤(7)中，磷沉积温度700-800℃，推进温度800-850℃，推进时间1-

30min，掺磷浓度<1E+20atoms/cm3。

说明书

结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其是一种结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法。

背景技术

[0002] 随着太阳能电池的发展，人们对电池片转换效率的要求日益增长，近年来单晶PERC电池由于其工艺流程简单、产线升级成本低、转换效率高等特点受到越来越多的关注和发展，而如何进一步提升单晶PREC电池的转换效率成为主要研究方向。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是：提供一种结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法，增强正面钝化效果，避免金属电极与硅片接触，减少复合，提高PERC电池转换效率。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法，包括以下步骤：

[0005] (1)对硅片进行双面制绒；

[0006] (2)对硅片进行单面或双面氧化处理，形成氧化硅；

[0007] (3)对硅片进行单面或双面多晶硅沉积并掺杂磷素；

[0008] (4)对硅片进行正面印刷掩膜；

[0009] (5)去除硅片掩膜以外的多晶硅及氧化硅；

[0010] (6)去除硅片掩膜；

[0011] (7)对硅片进行单面或双面掺杂磷素；

[0012] (8)对硅片背面进行刻蚀并去除磷硅玻璃；

[0013] (9)对硅片背面进行氧化铝钝化；

[0014] (10)对硅片进行双面PECVD镀膜；

[0015] (11)对硅片进行背面激光开膜；

[0016] (12)对硅片进行背面印刷背银和铝浆，正面沿掩膜位置印刷电极；

[0017] (13)对硅片进行烧结并光电注入；得到电池。

[0018] 进一步的说，本发明所述的步骤(2)中，氧化处理的温度为500-700℃，氧化时间0-30min，氧气流量0-3000sccm，氧化硅厚度0.1-5nm。氧化硅的厚度直接影响隧穿效果，需调试出与工艺匹配最佳的氧化硅厚度。

[0019] 再进一步的说，本发明所述的步骤(3)中，多晶硅沉积温度450-700℃，多晶硅厚度10-500nm，磷沉积温度700-850℃，掺磷浓度不小于1E+20atoms/cm3，磷推进温度850-950℃，推进时间30-90min。多晶硅厚度与正面银电极的匹配，在保证良好的欧姆接触条件下，电极不得烧穿隧穿氧化层。

[0020] 再进一步的说，本发明所述的步骤(7)中，磷沉积温度700-800℃，推进温度800-850℃，推进时间1-30min，掺磷浓度<1E+20atoms/cm3。选择性发射极重掺与轻掺部分的含磷浓度匹配，以达到最佳的开路电压和短路电流。

[0021] 本发明采用隧穿氧化层和选择性发射极技术应用于单晶PERC电池，与传统的选择性发射极电池相比，在发射极与基底之间插入隧穿氧化层，增强电池片正面钝化效果，避免了正面电极与硅片直接形成欧姆接触产生极大的复合，从而提升开路电压。

[0022] 本发明的有益效果是：1、采用隧穿氧化硅隔离硅片与金属电极，避免两者直接接触形成复合，配合氧化层的钝化效果提升开路电压；2、多晶硅掺杂技术用于实现隧穿氧化层上层重掺，其他区域轻掺的目的，形成掺杂磷素浓度差，从而提高短路电流。

附图说明

[0023] 图1是本发明制备电池时的电池形态变化示意图。

具体实施方式

[0024] 现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

[0025] 一种结合隧穿氧化层的选择性发射极单晶PERC电池的制备方法，包括以下步骤：

[0026] (1)对硅片进行双面制绒；

[0027] (2)对硅片进行单面或双面氧化处理，形成氧化硅；

[0028] (3)对硅片进行单面或双面多晶硅沉积并掺杂磷素；

[0029] (4)对硅片进行正面印刷掩膜；

[0030] (5)去除硅片掩膜以外的多晶硅及氧化硅；

[0031] (6)去除硅片掩膜；

[0032] (7)对硅片进行单面或双面掺杂磷素；

[0033] (8)对硅片背面进行刻蚀并去除磷硅玻璃；

[0034] (9)对硅片背面进行氧化铝钝化；

[0035] (10)对硅片进行双面PECVD镀膜；

[0036] (11)对硅片进行背面激光开膜；

[0037] (12)对硅片进行背面印刷背银和铝浆，正面沿掩膜位置印刷电极；

[0038] (13)对硅片进行烧结并光电注入；得到电池。

[0039] 图1所示的是采用上述工艺制备电池时的电池形态变化示意图。

[0040] 实施例1：

[0041] 氧化温度500℃，氧化时间20min，氧气流量2500sccm，氧化硅厚度1.0nm，多晶硅沉积温度500℃，厚度200nm，重掺部分：磷沉积温度785℃，推进温度 920℃，推进时间60min，磷素表面浓度2.5E+20atoms/cm3，轻掺部分：磷沉积温度750℃，推进温度820℃，推进时间5min，磷素表面浓度9.7E+19atoms/cm3；采用本技术结构的PERC电池效率如下：

[0042]组别 ΔUoc/V ΔIsc/A ΔFF/％ ΔEta/％
常规工艺 - - - -
新技术工艺 0.011 0.067 0.01 0.51

[0043] 本技术制备的PERC电池开压提升11mV，电流提升69mA，效率整体提升0.51％。

[0044] 实施例2：

[0045] 氧化温度550℃，氧化时间30min，氧气流量2000sccm，氧化硅厚度1.8nm，多晶硅沉积温度550℃，多晶硅厚度160nm，重掺部分：磷沉积温度785℃，推进温度895℃，推进时间45min，磷素表面浓度1.2E+20atoms/cm3，轻掺部分：磷沉积温度780℃，推进温度800℃，推进时间1min，磷素表面浓度8.5atoms/cm3，；采用本技术结构制备的PERC电池效率如下：

[0046]组别 ΔUoc/V ΔIsc/A ΔFF/％ ΔEta/％
常规工艺 - - - -
新技术工艺 0.015 0.081 -0.21 0.61

[0047] 本技术制备的PERC电池开压提升15mV，电流提升81mA，填充FF降低0.21％，效率整体提升0.61％。

[0048] 实施例3：

[0049] 本技术氧化温度600℃，氧化时间60min，氧气流量3000sccm，氧化硅厚度3nm，多晶硅沉积温度580℃，厚度280nm，重掺部分：磷沉积温度785℃，推进温度920℃，推进时间60min，磷素表面浓度2.5E+20atoms/cm3，轻掺部分：磷沉积温度750℃，推进温度820℃，推进时间5min，磷素表面浓度 9.7E+19atoms/cm3；采用本技术结构的PERC电池效率如下：

[0050]组别 ΔUoc/V ΔIsc/A ΔFF/％ ΔEta/％
常规工艺 - - - -
新技术工艺 0.0194 0.089 -1.53 0.40

[0051] 本技术制备的PERC电池开压提升19.4mV，电流提升89mA，填充FF降低1.53％，效率整体提升0.40％。

[0052] 以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。