N型雙面電池結構的製作方法

2023-06-26 02:44:46 2

本發明涉及一種N型雙面電池結構。

背景技術：

目前太陽能電池中使用的矽材料主要有兩類，分別為N型矽材料和P型矽材料。其中，N型矽材料與P型矽材料相比，具有以下的優點：N型材料中的雜質對少子空穴的捕獲能力低於P型材料中的雜質對少子電子的捕獲能力。相同電阻率的N型矽片的少子壽命比P型矽片的高，達到毫秒級。N型矽片對金屬汙雜的容忍度要高於P型矽片，Fe、Cr、Co、W、Cu、Ni等金屬對P型矽片的影響均比N型矽片大。N型矽電池組件在弱光下表現出比常規P型矽組件更優異的發電特性。人們越來越關注少子壽命更高、發展潛力更大的N型電池。

在N型雙面電池中制約效率提升的重要因素是背表面及其金屬化帶來的複合。

上述問題是在太陽能電池的設計與生產過程中應當予以考慮並解決的問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種N型雙面電池結構，能夠大大減少背表面及其電極區域帶來的複合，解決現有技術中存在的背表面及其電極區域複合嚴重，制約N型雙面電池效率的問題。

本發明的技術解決方案是：

一種N型雙面電池結構，包括基體，基體為N型，基體的正面為摻硼的發射極，發射極上沉積有第一減反鈍化膜，第一減反鈍化膜上有正面電極，正面電極穿透第一減反鈍化膜與發射極形成歐姆接觸；基體的背面生長一層薄膜，即隧穿氧化層，隧穿氧化層上設有摻雜多晶矽層，摻雜多晶矽層上沉積有第二減反鈍化膜，第二減反鈍化膜上設置有背面電極，背面電極穿透第二減反鈍化膜與摻雜多晶矽層形成歐姆接觸。

進一步地，基體正面的發射極採用三溴化硼BBr3高溫擴散，常壓氣相沉積APCVD法沉積硼矽玻璃BSG退火或離子注入硼源退火形成；第一減反射鈍化膜採用SiNx、SiO2、TiO2、Al2O3、SiOxNy薄膜中的一種或者多種，厚度為50-90nm。

進一步地，基體背面生長的隧穿氧化層為SiO2、Al2O3、TiO2或MoOx，厚度為1-4nm。

進一步地，背面生長的隧穿氧化層為SiO2時，隧穿氧化層生長採用熱HNO3氧化、熱氧化或臭氧水氧化的生長方式，當隧穿氧化層為Al2O3、TiO2或MoOx時，隧穿氧化層生長採用原子層氣相沉積或者PVD法。

進一步地，基體背面的摻雜多晶矽層為磷摻雜多晶矽層，基體背面的摻雜多晶矽層生長方式為等離子體輔助氣相沉積法PECVD沉積非晶矽退火或者低壓化學氣相沉積LPCVD沉積多晶矽退火。

進一步地，基體背面的摻雜層多晶矽層採用原位摻雜、擴散摻雜或者離子注入摻雜方式，退火溫度為750-1050oC。

進一步地，基體背面的摻雜層多晶矽層厚度為40nm-300nm，方阻為20-200Ω/□。

進一步地, 基體背面的第二減反射鈍化膜是SiNx、SiO2、TiO2、Al2O3或SiOxNy薄膜中的一種或者多種，厚度為50-90nm。

進一步地，正面電極與背面電極分別採用絲網印刷、電鍍、化學鍍或物理氣相沉積PVD方式形成，正面電極與背面電極分別為Ni、Cu、Ag、Cr、Ti、Pd中的一種或兩種以上的組合。

本發明的有益效果是：該種N型雙面電池結構，通過在表面設置隧穿氧化層，在基體和背表面場區域之間形成勢壘，阻止了空穴向背場區域的流動，從而大大減少了背場及其電極區域帶來的複合。

附圖說明

圖1是本發明實施例N型雙面電池結構的示意圖；

其中：1-基體，2-發射極，3-第一減反鈍化膜，4-正面電極，5-隧穿氧化層，6-摻雜多晶矽層，7-第二減反鈍化膜，8-背面電極。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的優選實施例。

實施例

一種N型雙面電池結構，如圖1 所示，包括基體1，基體1為N型，基體1的正面為摻硼的發射極2，發射極2上沉積有第一減反鈍化膜3，第一減反鈍化膜3上有正面電極4，正面電極4穿透第一減反鈍化膜3與發射極2形成歐姆接觸；基體1的背面生長一層薄膜，即隧穿氧化層5，隧穿氧化層5上設有摻雜多晶矽層6，摻雜多晶矽層6上沉積有第二減反鈍化膜7，第二減反鈍化膜7上設置有背面電極8，背面電極8穿透第二減反鈍化膜7與摻雜多晶矽層6形成歐姆接觸。

該種N型雙面電池結構，通過在表面設置隧穿氧化層5，在基體1和背表面場區域之間形成勢壘，阻止了空穴向背場區域的流動，從而大大減少了背場及電極區域帶來的複合。

基體1正面的發射極2採用BBr3高溫擴散，APCVD法沉積BSG退火，或者離子注入B源退火形成；第一減反射鈍化膜採用SiNx、SiO2、TiO2、Al2O3、SiOxNy薄膜中的一種或者多種，厚度為50-90nm。基體1背面的第二減反鈍化膜7是SiNx、SiO2、TiO2、Al2O3或SiOxNy薄膜中的一種或者多種，厚度為50-90nm。

基體1背面生長的隧穿氧化層5為SiO2、Al2O3、TiO2或MoOx，厚度為1-4nm。背面生長的隧穿氧化層5為SiO2時，隧穿氧化層5生長採用熱HNO3氧化、熱氧化或臭氧水氧化的生長方式，當隧穿氧化層5為Al2O3、TiO2或MoOx時，隧穿氧化層5生長採用原子層氣相沉積或者PVD法。

基體1背面的摻雜多晶矽層6為磷摻雜多晶矽層6，基體1背面的摻雜多晶矽層6生長方式為PECVD法沉積非晶矽退火或者LPCVD沉積多晶矽退火。基體1背面的摻雜層多晶矽層採用原位摻雜、擴散摻雜或者離子注入摻雜方式，退火溫度為750-1050oC。基體1背面的摻雜層多晶矽層厚度為40nm-300nm，方阻為20-200Ω/□。

正面電極4與背面電極分別採用絲網印刷、電鍍、化學鍍或PVD方式形成，正面電極4與背面電極分別為Ni、Cu、Ag、Cr、Ti、Pd中的一種或兩種以上的組合。

具體示例一，如圖1 所示，基體1為N型，基體1正表面為BBr3擴散形成的發射極2，方阻為65Ω/sq。正表面沉積Al2O3和SiNx膜作為第一減反鈍化膜3，厚度為75nm。背表面臭氧水氧化形成1.5nm厚的SiO2薄膜，採用PECVD法沉積磷摻雜的非晶矽，然後高溫退火形成摻雜多晶矽層6，厚度為100nm，退火溫度為800oC。背表面沉積SiNx膜作為第二減反鈍化膜7，厚度為80nm。雙面絲網印刷電極，經過高溫燒結，分別與基體1的正面和背面形成歐姆接觸。

具體示例二，基體1為N型，正表面為APCVD沉積BSG退火形成的發射極2，方阻為85Ω/sq。正表面熱生長SiO2，沉積SiNx膜作為第一減反鈍化膜3，厚度為80nm，背表面原子氣相沉積形成2 nm厚的TiO2薄膜，採用LPCVD法沉積磷摻雜的多晶矽，厚度為150nm， 900oC退火，背表面沉積Al2O3和SiNx膜作為第二減反鈍化膜7，厚度為70nm。雙面通過雷射對鈍化減反射膜開孔，然後電鍍Ni、Cu、Ag作為電極，經過低溫燒結，與正面發射極2和背面背表面場形成歐姆接觸。