太阳能电池及其制备方法与流程

本发明涉及光伏材料制造加工领域，更具体的说，涉及一种太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、隧穿氧化层钝化接触(tunnel oxide passivating contacts，topcon)电池是光伏晶硅电池的一种。topcon电池是基于选择性载流子原理的隧穿氧化层钝化接触太阳能电池技术，其电池结构为n型硅衬底电池，在电池背面制备一层超薄氧化硅，然后再沉积一层掺杂硅薄层，二者共同形成了钝化接触结构，有效降低表面复合和金属接触复合。传统的topcon电池工艺路线中，电池p区制作需要进行硼扩散且需要形成较厚(例如厚度为100nm)的硼硅玻璃(borosilicate glass，bsg)层，这就需要进行高温1000℃以上的温度(例如1040℃)进行bsg层的制备；在高温过程中，n型硅衬底会有一定的热损伤，导致p型发射极的制造尤为困难。此外，设备端要持续1000℃以上的高温，对于工艺设备端的使用寿命和稳定性造成一定影响。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提供一种太阳能电池的制备方法，包括：

2、步骤s1：提供硅基底，所述硅基底包括相对的正面和背面；

3、步骤s2：在所述硅基底的背面依次形成隧穿氧化层和本征硅层；

4、步骤s3：对所述本征硅层进行硼掺杂，形成电池p区；

5、步骤s4：去除所述步骤s3中形成在所述背面和所述正面的硼硅玻璃层；

6、步骤s5：在所述硅基底的背面形成掩膜层以遮蔽所述电池p区；

7、步骤s6：对所述硅基底的正面进行抛光；

8、步骤s7：对所述硅基底的正面进行第一次制绒处理；

9、步骤s8：对所述硅基底的正面进行磷掺杂，形成电池n区；

10、步骤s9：对形成所述电池n区后的所述硅基底进行后处理，以完成所述太阳能电池的制备。

11、本发明通过对现有的topcon太阳能电池的结构进行改进，将常规topcon电池的p区置于电池的背面且叠加lpcvd技术，使得背面p+发射极有较高的开路电压，高于常规topcon电池的开路电压。此外，本发明的太阳能电池的制备方法，去除了常规topcon电池的硼扩散的高温氧化推进工序，减少了1000多度高温对电池片的热损伤，整个工艺路线最高温度不超过1000℃，给设备工艺端的稳定性提供保障。采用本发明的太阳能电池的制备方法制得的太阳能电池，其电池转换效率可达26％以上。

12、进一步的，所述步骤s1中提供所述硅基底为n型硅基底。

13、进一步的，所述步骤s2为采用低压力化学气相沉积法形成所述隧穿氧化层和所述本征硅层。

14、进一步的，形成所述本征硅层的过程中，控制沉积温度为500℃-600℃；所述隧穿氧化层的厚度为1nm-2nm，所述本征硅层的厚度为150nm-300nm。

15、进一步的，所述步骤s3具体包括：保持温度为820℃-870℃，通入硼源气体、氧气、稀释气体，以将硼沉积在所述硅基底的表面；然后进行无氧推进，保持温度为920℃-980℃，通入稀释气体进行推进。

16、进一步的，所述步骤s5中，所述掩膜层为氮化硅层或氧化硅层，厚度为25nm-50nm。

17、进一步的，经过所述步骤s8中，所述硅基底的正面的最外侧形成磷硅玻璃层，其中所述正面的磷硅玻璃层的厚度为50nm-70nm，所述正面的方阻达到100ω-150ω。

18、进一步的，所述步骤s8后，所述正面从内到外依次层叠设置有磷扩散层和磷硅玻璃，所述硅基底的正面包括栅线区域和非栅线区域；

19、所述步骤s9包括：步骤s91：采用激光对所述正面进行处理，以去除所述非栅线区域的磷硅玻璃；

20、步骤s92：对所述硅基底的正面进行第二次制绒处理，以去除所述磷扩散层位于所述非栅线区域的部分，而所述磷扩散层位于所述栅线区域的部分保留；

21、进一步的，所述步骤s9还包括步骤s93：在所述硅基底的所述正面和所述背面形成钝化层；

22、步骤s94：在所述硅基底的所述正面和所述背面形成减反层；

23、步骤s95：形成金属栅线，以形成太阳能电池。

24、本发明还提供一种太阳能电池，包括：

25、硅基底，所述硅基底包括相对的正面和背面，所述正面为绒面，所述正面经磷掺杂形成n区；

26、隧穿氧化层和硼掺杂多晶硅层，依次层叠于所述背面，所述硼掺杂多晶硅层形成为所述太阳能电池的p区。

27、进一步的，所述硅基底为n型硅基底。

28、进一步的，所述正面划分为栅线区域和非栅线区域，所述栅线区域设置有磷扩散层，所述栅线区域的高度大于所述非栅线区域的高度。

29、进一步的，所述太阳能电池还包括依次位于所述硅基底的正面的正面钝化层、正面减反层、和金属栅线，所述金属栅线形成在所述栅线区域；

30、所述太阳能电池还包括依次位于所述硼掺杂多晶硅层背离所述硅基底的一侧的掩膜层、背面钝化层和背面减反层。

技术特征：

1.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中提供所述硅基底为n型硅基底。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s2为采用低压力化学气相沉积法形成所述隧穿氧化层和所述本征硅层。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，形成所述本征硅层的过程中，控制沉积温度为500℃-600℃；所述隧穿氧化层的厚度为1nm-2nm，所述本征硅层的厚度为150nm-300nm。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括：保持温度为820℃-870℃，通入硼源气体、氧气、稀释气体，以将硼沉积在所述硅基底的表面；然后进行无氧推进，保持温度为920℃-980℃，通入稀释气体进行推进。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s5中，所述掩膜层为氮化硅层或氧化硅层，厚度为25nm-50nm。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，经过所述步骤s8中，所述硅基底的正面的最外侧形成磷硅玻璃层，其中所述正面的磷硅玻璃层的厚度为50nm-70nm，所述正面的方阻达到100ω-150ω。

8.根据权利要求1所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s8后，所述正面从内到外依次层叠设置有磷扩散层和磷硅玻璃，所述硅基底的正面包括栅线区域和非栅线区域；

9.根据权利要求8所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，

10.一种太阳能电池，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的太阳能电池，其特征在于，所述硅基底为n型硅基底。

12.根据权利要求10所述的太阳能电池，其特征在于，所述正面划分为栅线区域和非栅线区域，所述栅线区域设置有磷扩散层，所述栅线区域的高度大于所述非栅线区域的高度。

13.根据权利要求12所述的太阳能电池，其特征在于，所述太阳能电池还包括依次位于所述硅基底的正面的正面钝化层、正面减反层、和金属栅线，所述金属栅线形成在所述栅线区域；

技术总结
一种太阳能电池的制备方法，包括：S1：提供硅基底，包括相对的正面和背面；S2：在硅基底的背面依次形成隧穿氧化层和本征硅层；S3：对本征硅层进行硼掺杂，形成电池P区；S4：去除步骤S3中形成在背面和正面的硼硅玻璃层；S5：在硅基底的背面形成掩膜层以遮蔽电池P区；S6：对硅基底的正面进行抛光；S7：对硅基底的正面进行第一次制绒处理；S8：对硅基底的正面进行磷掺杂，形成电池N区；S9：对硅基底进行后处理；本发明的太阳能电池的制备方法，去除了硼扩散的高温氧化推进工序，减少了1000多度高温对电池片的热损伤，整个工艺路线最高温度不超过1000℃，给设备工艺端的稳定性提供保障；本发明还提供一种太阳能电池。

技术研发人员：范伟,梁笑,毛文龙,申龙,刘群
受保护的技术使用者：拉普拉斯新能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23