[发明专利]一种背接触晶体硅太阳能电池及其制作工艺

说明书

技术领域

本发明涉及了一种背接触晶体硅太阳能电池及其制作工艺，属于太阳能电池新型电池技术领域。

背景技术

当阳光照射到太阳电池时，可以在没有机械转动或没有污染性副产物的情况下将入射能直接转换成电能。太阳电池早已不是实验室仅有的珍品，对它的使用已经有50多年的历史。开始时是提供空间电源，现在已经在地面发电上占据越来越大的份额。近几年，这类电池的制造技术得到进一步改进。太阳电池的生产成本将逼近火力发电的水平，为世界能源需求做出巨大贡献。

在多种形态结构的太阳能电池中，背接触晶体硅太阳能电池由于其受光面相比常规电池，大幅度减少甚至完全摒除了遮光栅线的设计，将电池正负电极全部设计于背表面，充分利用。这样能够大幅度提高受光面光照面积，提高短路电流密度从而大幅度改善晶硅电池效率。

在背接触电池设计中，尤以EWT(emitter warp through)与MWT(metal warp through)为主要设计原形，其中正面完全无栅线设计能够最大幅度利用受光面，同时正负电极全部移至背面，但是背面同时具有PN型区域特性，并且由于寄生电容效应的存在，因此常规铝背场钝化或者高密度正电荷钝化介质都无法同时钝化两型，如果采用热硅氧化层钝化设计，又由于氧化层的绝缘特性，严重影响载流子的输运，极大增加串联电阻从而影响电池效率，如果采用激光打点法引出电极，无疑在成本上增加了极大负担尚且又无法保证成功率，故正面完全无栅设计的采用率相对较低。

发明内容

本发明提供了一种背接触晶体硅太阳能电池及其制作工艺，利用基本的正面无栅背接触电池设计，经过工艺改进做到接触面重掺杂，并且使用热氧化层钝化工艺，同时对隧道电流所需的重掺低阻TCO材料进行选择，最后采用低温浆料烧结法，在保证电池效率的前提下降低了制作成本。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种背接触晶体硅太阳能电池，包括N型单晶硅片，所述N型单晶硅片的正面设有第一N型重掺杂层；背面设有相互间隔设置的第二N型重掺杂层和P型重掺杂层，所述第一N型重掺杂层外依次设有第一SiO₂钝化层和减反射膜层，所述第二N型重掺杂层和P型重掺杂层外设有第二二氧化硅钝化层，所述第二N型重掺杂层处的第二SiO₂钝化层外依次设有重掺杂AZO薄膜层和银浆；所述P型重掺杂层处的第二SiO₂钝化层外依次设有重掺杂CuAlO₂薄膜层覆和银铝浆。

前述的背接触晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述N型单晶硅片的正面呈多个金字塔连续均匀分布状。

前述的背接触晶体硅太阳能电池，其特征在于：所述第二SiO₂钝化层的厚度为15nm-25nm。

一种背接触晶体硅太阳能电池的制作工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（1）选择N型单晶硅片，采用腐蚀工艺将N型单晶硅片的正面腐蚀成金子塔表面；

（2）采用丝网印胶的方法，在N型单晶硅片的正面覆盖丝印掩膜胶，背面局部覆盖丝印掩膜胶，在未覆盖丝印掩膜胶处形成P型区域，并对丝印掩膜胶烘干；

（3）将步骤（2）中的N型单晶硅片放置到管式扩散炉中，采用BBr₃为扩散源，使用氮气携带鼓泡的方法，在未覆盖丝印掩膜胶处的P型区域完成重硼扩散，并去除丝印掩膜胶；

（4）再次采用丝网印胶的方法，在步骤（3）中的P型重掺杂层覆盖丝印掩膜胶；

（5）将步骤（4）中的N型单晶硅片放置于N型杂质扩散炉中，采用POCL₃为扩散源，在未覆盖丝印掩膜胶处进行N型重掺杂；

（6）去除丝印掩膜胶，并对N型单晶硅片进行酸洗去除电池工艺中可能产生的表面杂质；

（7）将N型单晶硅片置于热氧化炉内，在硅片的正面和背面形成SiO₂钝化层，然后将硅片置于PECVD内，使用氮化硅在硅片的正面形成减反射膜层；

（8）利用金属掩膜板覆盖P型区域，采用重掺杂AZO为靶材，禁带宽度3.4eV，制造N型单晶硅片背面未覆盖金属掩膜板N型区域制作AZO薄膜层；

（9）将金属掩膜板覆盖N型区域，采用重掺杂CuAlO₂为靶材，禁带宽度3.5eV，制造N型单晶硅片背面未覆盖金属掩膜板P型区域制作CuAlO₂薄膜层；

（10）在250℃-350℃温度条件下，对N型单晶硅片进行15-25分钟的热退火处理；