[发明专利]一种高效背钝化晶硅太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效背钝化晶硅太阳能电池及其制备方法，所述电池包括由上至下依次相连的Ag栅指电级、SiNx钝化减反射层、N+层(磷掺杂层)、P型硅、背面钝化层、Al栅指电级，所述Ag栅指电级依次贯穿钝化膜层、N+层通过N++层(重掺杂硅层)与P型硅相连，所述Al栅指电级贯穿背面钝化层通过P+层(局部接触铝掺杂层)与P型硅相连，所述背面钝化层为钝化减反叠层结构，所述钝化减反叠层结构包括由上至下依次设置的SiO₂钝化层、AlOx钝化层、SiNx减反射层、SiOxNy减反射层；本发明公开的太阳能电池具有高载子选择性、高温度稳定性，优良的界面钝化效果，优良的抗PID能力，从而实现了高转换效率，高稳定性。

技术领域

本发明涉及背钝化太阳能电池领域，尤其涉及一种高效背钝化晶硅太阳能电池及其制备方法。

背景技术

目前太阳能电池主要以晶体硅作为基底材料，由于在硅片表面周期性破坏，会产生大量垂悬键(dangling bond)，使得晶体表面存在大量位于带隙中的缺陷能级；除此之外，位错、化学残留物、表面金属的沉积均会导入缺陷能级，使得硅片表面成为复合中心，造成较大的表面复合速率，进而限制了转换效率。背钝化电池对比常规电池主要优势在于降低电池片背面界面态，提高钝化能力，并藉由延长光线路程，提高长波响应以及短路电流，使得背钝化电池较常规电池转换效率提高了1.0-1.2％甚至以上。目前业界规模化生产，以AlOX+SiNX结构为主要的背钝化膜层，但其中Si-H和-NH键的存在容易造成膜层松散并聚集大量的针孔，在经过高温退火之后，氢从Si-H键中脱离留下未饱和的Si+，这些过剩的Si+之间发生键合，最终形成硅的聚集体，也称为硅岛，直接影响钝化效果，因此限制了背钝化电池的效率提升，降低了高效电池生产的经济效益。

发明内容

本发明的目的在于：为解决现有的背钝化太阳能电池的背面钝化膜层在生产过程中容易形成硅的聚集体，也称为硅岛，直接影响了整体的背面钝化的效果，导致降低了电池的转换效率的问题，特提供一种高效背钝化晶硅太阳能电池及其制备方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种高效背钝化晶硅太阳能电池，包括由上至下依次相连的Ag栅指电级、SiNx钝化减反射层、N+层(磷掺杂层)、P型硅、背面钝化层、Al栅指电级，所述Ag栅指电级依次贯穿钝化膜层、N+层通过N++层(重掺杂硅层)与P型硅相连，所述Al栅指电级贯穿背面钝化层通过P+层(局部接触铝掺杂层)与P型硅相连，所述背面钝化层为钝化减反叠层结构，所述钝化减反叠层结构包括由上至下依次设置的SiO₂钝化层、AlOx钝化层、SiNx减反射层、SiOxNy减反射层。

上述方案中，所述SiO₂钝化层的厚度为0.3-3nm。

上述方案中，所述AlOx钝化层的厚度为5-15nm。

上述方案中，所述SiNx减反射层的厚度为70-110nm，折射率为1.9-2.2，结构为单层或双层或三层。

上述方案中，所述SiOxNy减反射层厚度为70-110nm，折射率为1.8-2.0。

一种高效背钝化晶硅太阳能电池及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(a)采用碱制绒的方式，将P型硅片于槽中去除损伤层并制绒，形成0.5μm-5μm高的金字塔绒面；

(b)采用三氯氧磷高温扩散，反应温度为750-850℃，反应时间为30-60min，在P型硅片表面形成N+层；

(c)采用激光掺杂形成N++层；

(d)采用湿法刻蚀工艺，搭配HNO₃/HF混合溶液，去除背面的N+层，并对背面进行抛光处理；

(e)高温退火，反应温度为750-850℃；