[发明专利]一种n‑p‑p+结构电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能光伏领域，具体涉及一种n-p-p+结构电池的制备方法。

背景技术

太阳能光伏作为洁净能源的一种是未来能源解决方案的候选之一。特别是经过近年来的发展，其应用日渐广泛，工艺日趋成熟。太阳能电池是以半导体材料为基础的能量转换器件，是太阳能发电的核心部分，低成本、高效率是当前晶体硅太阳能电池的发展方向。

当前p型PERC(passivated emitter and rear contact，钝化发射极背面接触)结构电池以其可观的效率提升、良好的工艺兼容性及相对低廉的设备投入已逐渐成为当今主流的量产化的高效电池技术。而在 PERC技术基础上升级的下一代高效电池技术目前是行业内研究的重点。

n-p-p+结构电池，也即p型PERT(passivated emitter and rear totally diffused)结构电池是量产型高效电池技术下一步发展的主要方向之一，它在PERC结构基础上背面增加了一个p+的高低结背场，可以对背表面起到更好的钝化作用，从而进一步提升电池的效率。

P型PERT的结构为n-p-p+，需要在硅片的正反面分别作n型及 p型的掺杂，另外要保证n型侧的受光面为绒面形态，以降低反射率，确保有足够的入射光能被利用，而p+侧的背场要求为抛光形态，更平整的表面能够获得更好的钝化效果，同时也可以起到背反射的作用，增加长波部分光的利用率。

从上所述，p型PERT结构工艺涉及到多种单面处理技术，而传统工艺过程都是无选择性的，如扩散，无论是磷扩散还是硼扩散，都是将硅片放置在掺杂源的氛围中进行，在我们做一面掺杂的时候势必会影响到另一面；再例如，制绒或抛光，这两个都是化学腐蚀过程，是将整个硅片浸没在化学药液中进行反应，在实现制绒/抛光效果的同时如何确保另一面的抛光/制绒结构不受影响。这些工艺难题无法通过现有的设备工艺来解决，需要掩模的方式来实现。考虑到产线生产设备的兼容性，通常选择PECVD方式制备的氮化硅作为掩模，对不需要处理的一面进行保护。

但是现有无论管式还是板式PECVD制备的氮化硅掩模都存在诸多问题，如：

1)管式PECVD的卡点处会影响掩模的质量，在进行扩散时无法实现有效的阻挡。图1是采用管式PECVD镀膜制备的p-PERT电池的量子响应，图中右上角部位是由卡点原因造成的掩模阻挡失效。

2)板式的PECVD在运行过程中的抖动会导致掉渣现象，即污染物掉落在掩模面影响掩模效果。图2中的左下角部位即是掉渣造成的掩模不全。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种n-p-p+结构电池的制备方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种n-p-p+结构电池的制备方法具体包括以下步骤：

1)对p型硅片进行抛光去损伤处理；

2)将两片步骤1)得到的p型硅片背靠背放置后，将其放置在硼掺杂源的氛围中扩散或采用旋涂方式进行掺杂；

3)去除步骤2)得到的p型硅片的硼硅玻璃，在p型硅片的背面形成p+层；

4)采用背钝化设备在步骤3)得到的p型硅片的p+层表面制备 AlOx/SiNx钝化层，对p+层进行钝化；

5)将步骤4)得到的p型硅片的钝化层表面上再次制备一层氮化硅；

6)在步骤5)得到的p型硅片的正面制备绒面；

7)在步骤6)得到的p型硅片的正面进行磷离子掺杂，在p型硅片的正面形成n层，制备pn结；

8)去除步骤7)得到的p型硅片的边缘pn结及去除其表面的磷硅玻璃；

9)在步骤8)得到的p型硅片的正面制备正面钝化减反层；

10)在步骤9)得到的p型硅片的背面进行激光开槽；

11)对步骤10)得到的p型硅片进行丝网印刷电极并烧结，形成n-p-p+结构电池。

本发明在p+层表面先镀AlOx/SiNx钝化层，然后在此之上再叠加一层氮化硅层。背面的膜结构同时起到钝化及掩模的作用，这样可避免卡点印或掉渣问题破坏掩模层，另外由于不需要清洗掉掩模，也可避免原来方式中掩模清洗后对钝化表面的破坏，同时更厚的掩模在多次清洗之后还能保留有足够的厚度满足钝化需求。

本发明结合采用了多种单面处理工艺，整体工艺简单、兼容性好，使得p型PERT结构电池的量产具有经济性与可行性。

进一步，在步骤1)中，对p型硅片进行抛光处理的去损量为 3～15um。