[发明专利]选择性背场结构的制备工艺与N型太阳能电池的制备方法

说明书

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，具体而言，涉及一种选择性背场结构的制备工艺与N型太阳能电池的制备方法。

背景技术

高效率和低成本一直是光伏电池领域面临的挑战，近来在N型硅材料上制作的太阳电池由于其高效率和双面发电特性越来越受到广泛关注。这主要得益于N型硅材料较高的少子寿命、对金属的污染的容忍度高于P型硅片。对于体寿命较高的N型电池，发射结可以在正面也可以在背面。对于发射结在正面，背面局部金属接触的太阳电池，背面需要通过重掺杂形成背场效应，这样做的好处的可以提高表面层的电导率从而获得低的接触电阻和较好的填充因子。

但是重掺杂的背表面场增加俄歇复合、降低电池的长波响应。而选择性背场结构是利用N型电池的背表面，将金属半导体接触区域和背面受光区域分离。对于金属接触区域，通过重掺杂降低欧姆接触；而背面受光区域掺杂浓度低复合小，提高电池的长波响应。

目前，国内外制备选择性发射极的方法很多，如扩散掩膜法，磷浆料扩散法、硅墨扩散法、掩膜回刻工艺等。而选择性背场工艺的原理和结构与选择性发射极一样。其中，掩膜回刻工艺制作选择性电极的工艺较常用。掩膜回刻工艺在扩散后的硅片表面印刷与栅线一样的掩膜图案作为腐蚀阻挡层，用腐蚀液中对硅片表面进行腐蚀。对于金属化接触区域，掩膜阻挡酸溶液对其进行腐蚀。对于非金属接触区域，酸溶液与硅片反应，从而实现具有不同高低掺杂浓度的区域。但是，掩膜回刻工艺中的掩膜成本高，并且需要后续进行掩膜清洗工艺。工艺过程复杂，成本高，不符合太阳电池低成本制造的要求，无法在工业大规模生产中应用。

因此，需要一种工艺简单，成本较低的选择性背场结构的制备工艺与N型太阳能电池的制备方法。

发明内容

本申请旨在提供一种选择性背场结构的制备工艺与N型太阳能电池的制备方法，以解决现有技术中N型太阳能电池的制备方法复杂，成本高的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种选择性背场结构的制备工艺，该制备工艺包括：步骤A1，采用扩散的方式在硅基底的第一表面形成N⁺层，上述N⁺层中的远离上述硅基底的表面层为磷硅玻璃层；步骤A2，采用激光按照预定图形扫描上述N⁺层，在上述N⁺层中形成N⁺⁺层；以及步骤A3，湿法腐蚀上述N⁺层，去除上述磷硅玻璃层或者去除上述磷硅玻璃层及部分上述N⁺⁺层，形成选择性背场结构。

进一步地，采用HF和HNO₃的混合溶液实施上述湿法腐蚀。

为了实现上述目的，根据本申请的另一个方面，提供了一种N型太阳能电池的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，在硅基底的第一表面形成选择性背场结构，该选择性背场结构通过上述的选择性背场结构的制备工艺得到。

进一步地，在上述步骤S1之后，上述制备方法还包括：步骤S2，在上述硅基底的第二表面形成P型层；步骤S3，去除经过上述步骤S2之后形成的结构的周向边缘部分；步骤S4，在上述选择性背场结构的远离上述硅基底的表面上设置第一减反射层，在上述P型层的远离上述硅基底的表面上设置第二减反射层；步骤S5，在上述第一减反射层的远离上述选择性背场结构的表面设置第一金属层，在上述第二减反射层的远离上述P型层的表面上设置第二金属层；步骤S6，对上述第一金属层与上述第二金属层进行烧结，上述第一金属层形成第一电极，上述第二金属层形成第二电极。

进一步地，在形成上述第一减反射层与上述第二减反射层之前，上述制备方法还包括在上述选择性背场结构的远离上述硅基底的表面上设置第一钝化层，在上述P型层的远离上述硅基底的表面上设置第二钝化层。

进一步地，上述第一钝化层为SiOx和SiNx形成的叠层或SiOx层，第二钝化层为SiOx和SiNx形成的叠层、Al₂O₃和SiNx形成的叠层、SiOx层或Al₂O₃层。

进一步地，上述步骤S2中采用扩散的方式在上述硅基底的第二表面形成上述P型层，上述P型层的远离上述硅基底的表面层为P硅玻璃层。

进一步地，在上述步骤S4与上述步骤S5之间还包括：去除上述P硅玻璃层的步骤。

进一步地，上述步骤S3中采用干法刻蚀去除上述周向边缘部分。

进一步地，在上述步骤S1之前，上述N型太阳能电池的制备方法还包括：清洗硅片表面的损伤层，并将上述表面织构化。