[发明专利]基于重掺UMG硅外延生成pn结的太阳电池及制备方法

权利要求书

1.一种基于重掺UMG硅外延生成pn结的太阳电池，包括若干电池片，其特征在于，所述的电池片由下至上依次为：

铝电极层(1)；

第一氮化硅层(2)；

第一二氧化硅层(3)；

重掺UMG硅层(4)，该层的导电类型是p型或n型；

轻掺硅外延层(5)，该层的导电类型与重掺UMG硅层(4)的导电类型相反；

第二二氧化硅层(6)；

第二氮化硅层(7)；

其中在所述的轻掺硅外延层(5)中，在临近第二二氧化硅层(6)的表面部位分布有若干重掺区域(8)，该重掺区域(8)的导电类型与重掺UMG硅层(4)的导电类型相反；

在所述的重掺区域(8)及第二氮化硅层(7)的上表面设有银电极(9)。

2.如权利要求1所述的太阳电池的电池片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将UMG硅用直拉法生长晶面(100)的单晶硅或者定向凝固法生长多晶硅，得到原料硅锭，所述的原料硅锭中掺杂剂为硼，所述的原料硅锭中硼的掺杂浓度为10¹⁸～10²⁰个硼原子/cm³；

(2)将步骤(1)中所得的原料硅锭加工成UMG硅片；

(3)将步骤(2)中所得的UMG硅片作为衬底，在UMG硅片上表面生长轻掺硅外延层得到半成品电池片，轻掺硅外延层的掺杂剂为POCl₃或PH₃，所述的轻掺硅外延层的厚度为10～100μm，磷的掺杂浓度为10¹⁵～10¹⁷个磷原子/cm³；

(4)除去半成品电池片周边多余的PN结；

(5)将步骤(4)得到的除去多余的PN结后的半成品电池片进行表面织构化处理，然后清洗、烘干，得到织构化后的半成品电池片；

(6)在织构化后的半成品电池片的上表面形成厚度为2～10nm的第二二氧化硅层，然后在所述的第二二氧化硅层的上表面形成厚度为70～90nm的第二氮化硅层；

在织构化后的半成品电池片的下表面形成厚度为2～10nm的第一二氧化硅层，然后在所述的第一二氧化硅层的下表面形成厚度为70～90nm的第一氮化硅层；

(7)对步骤(6)中织构化后的半成品电池片的上表面所形成的第二二氧化硅层及第二氮化硅层进行刻蚀，形成栅极状窗口；

(8)在栅极状窗口处丝网印刷磷源并退火形成重掺区域，所述的重掺区域中磷掺杂浓度为10¹⁸～10¹⁹个磷原子/cm³；

(9)在形成重掺区域后的半成品电池片的下表面旋涂铝浆并烧结形成铝电极层，在重掺区域及第二氮化硅层的上表面形成银电极，得到太阳电池片。

3.如权利要求1所述的太阳电池的电池片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将UMG硅用直拉法生长晶面(100)的单晶硅或者定向凝固法生长多晶硅，得到原料硅锭，所述的原料硅锭中掺杂剂为磷，所述的原料硅锭中磷的掺杂浓度为10¹⁸～10²⁰个磷原子/cm³；

(2)将步骤(1)中所得的原料硅锭加工成UMG硅片；

(3)将步骤(2)中所得的UMG硅片作为衬底，在UMG硅片上表面生长轻掺硅外延层得到半成品电池片，所述的轻掺硅外延层中的掺杂剂为B₂H₆，所述的轻掺硅外延层的厚度为10～100μm，硼的掺杂浓度为10¹⁵～10¹⁷个硼原子/cm³；

(4)除去半成品电池片周边多余的PN结；

(5)将步骤(4)得到的除去多余的PN结后的半成品电池片进行表面织构化处理，然后清洗、烘干，得到织构化后的半成品电池片；

(6)在织构化后的半成品电池片的上表面形成厚度为2～10nm的第二二氧化硅层，然后在所述的第二二氧化硅层的上表面形成厚度为70～90nm的第二氮化硅层；

在织构化后的半成品电池片的下表面形成厚度为2～10nm第一二氧化硅层，然后在所述的第一二氧化硅层的下表面形成厚度为70～90nm的第一氮化硅层；

(7)对步骤(6)中织构化后的半成品电池片的上表面所形成的第二二氧化硅层及第二氮化硅层进行刻蚀，形成栅极状窗口；

(8)在栅极状窗口处丝网印刷硼源并退火形成重掺区域，所述的重掺区域中硼掺杂浓度为10¹⁸～10¹⁹个硼原子/cm³；

(9)在形成重掺区域后的半成品电池片的下表面旋涂铝浆并烧结形成铝电极层，在重掺区域及第二氮化硅层的上表面形成银电极，得到太阳电池片。