[发明专利]一种背面钝化太阳能电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种背面钝化太阳能电池及其制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种有效地吸收太阳辐射能，利用光生伏打效应把光能转换成电能的器件，当太阳光照在半导体P-N结(P-N Junction)上，形成新的空穴-电子对(V-E pair)，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。由于是利用各种势垒的光生伏特效应将太阳光能转换成电能的固体半导体器件，故又称太阳能电池或光伏电池，是太阳能电池阵电源系统的重要组件。太阳能电池主要有晶硅(Si)电池，三五族半导体电池(GaAs,Cds/Cu2S,Cds/CdTe, Cds/InP,CdTe/Cu2Te)，无机电池，有机电池等，其中晶硅太阳能电池居市场主流主导地位。晶硅太阳能电池的基本材料为纯度达99.9999%、电阻率在10Ω-cm以上的P型单晶硅，包括正面绒面、正面p-n结、正面减反射膜、正背面电极等部分。在组件封装为正面受光照面加透光盖片（如高透玻璃及EVA）保护，防止电池受外层空间范爱伦带内高能电子和质子的辐射损伤。

现阶段太阳能电池背面基本是采用ALBSF(铝背场)形成 P+作用，阻止少数载流子向背表面迁移，但随着硅片厚度的减薄(< 200um)，少数载流子的扩散长度可能接近或大于硅片的厚度，部份少数载流子将扩散到电池背面而产生复合，且造成长波响应光吸收减少，这将对电池转换效率产生重要不良影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电池转换效率高的背面钝化太阳能电池，能满足不同厚度硅片的需求。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种背面钝化太阳能电池的制备方法，其制得的电池转换效率高，能满足不同厚度硅片的需求。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种背面钝化太阳能电池，包括背电极、背电场、背面钝化层、P型硅、N型发射极、钝化膜和正电极，所述背电极、背电场、背面钝化层、P型硅、N型发射极、钝化膜和正电极依次相连；

其中，所述背面钝化层包括：

由原子层沉积形成的Al₂O₃层，所述Al₂O₃层与所述P型硅相连；以及

由等离子增强化学气相沉积形成的氮化硅层，所述氮化硅层与所述Al₂O₃层相连。

作为上述方案的改进，所述Al₂O₃层的厚度与所述氮化硅层的厚度之比为1:（4-20）。

作为上述方案的改进，所述原子层沉积在温度180-220℃、功率11-13KW的反应腔内进行，其中，一个原子层沉积周期包括：

使用流量为0.5-1.0g/min的三甲基铝产生化学吸附直到硅片表面饱和，形成一个单分子层；

通入流量为40-60slm的N₂气体吹扫，以去除反应腔内未结合的三甲基铝和副产物，确保硅片表面的饱和吸附层；

使用流量为2-4 slm的O₂或O₃与三甲基铝产生化学限制性反应形成Al₂O₃，通入Ar气体吹扫，以除去未结合的O₂或O₃，完成一个沉积周期。

作为上述方案的改进，所述等离子增强化学气相沉积在温度400-450℃、压强1600-2000 mTor、等离子功率6000-7000 w的反应腔内进行，包括：

通入反应气体NH₃ 3.5-4.5 slm和SiH₄ 900-1100 sccm，反应时间200-230 s形成第一层氮化硅薄膜； 

改变NH₃和SiH₄流量，将NH₃流量设定为4.5-6.5 slm、将SiH₄流量设定为500-800 sccm，反应时间390-410s，形成第二层氮化硅薄膜。

作为上述方案的改进，所述背面钝化层通过激光刻蚀形成孔或槽，所述背电场覆盖所述孔或槽，与所述P型硅直接接触。

作为上述方案的改进，所述孔或槽的面积占所述背面钝化层面积的3%-15%。

相应的，本发明还提供一种背面钝化太阳能电池的制备方法，包括：

在硅片正面形成绒面，所述硅片为P型硅；