[发明专利]一种改善接触钝化太阳能电池金属接触的复合膜结构的制备方法

说明书

本申请公开一种改善接触钝化太阳能电池金属接触的复合膜结构的制备方法，对硅片进行清洗和碱制绒，在硅片正面制备发射极，边缘刻蚀，采用热氧化方式，采用LPCVD方式在电池背面沉积原位掺磷非晶硅薄膜，采用湿化学的方式将LPCVD产生的绕镀非晶硅刻蚀干净，对电池片进行退火，形成掺磷多晶硅薄膜，正面通过管式2合一设备沉积氧化铝钝化层与氮化硅减反射膜，背面通过PECVD设备沉积氮化硅减反射膜，采用无损开孔激光在氮化硅减反射膜上进行图形化无损激光开孔，采用ALD在电池片背面沉积一层二氧化钛薄膜，采用ALD在电池片背面沉积一层氟化镁薄膜，在电池片背面印刷铝浆形成背面铝电极。

技术领域

本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种改善接触钝化太阳能电池金属接触的复合膜结构的制备方法。

背景技术

目前晶硅太阳能电池通过TOPCon（Tunneling Oxide Passivated Contact）技术可以把开路电压提升到710mV以上。TOPCon电池背面制备一层1~2nm的隧穿氧化层，然后再沉积一层20~100nm厚度的掺杂多晶硅，二者共同形成了接触钝化结构，为硅片的背面提供了良好的界面钝化。理论上，掺杂多晶硅薄膜与银浆形成金属接触，改善了传统N-PERT电池背面晶体区与银浆直接接触造成的高金属复合损失。在实际生产中，现有的银浆具有一定的烧穿性，烧结后非常容易穿透多晶硅薄膜进入晶体区造成金属复合的上升，从而影响电池的开路电压。

已有商业化的常规TOPCon电池背面结构，其中采用银浆作为背面金属电极，银浆烧透减反射膜，与掺杂多晶硅薄膜形成欧姆接触，以上结构存在以下两点问题：现有的银浆具有一定的烧穿性，烧结后非常容易穿透多晶硅薄膜进入晶体区造成金属复合的上升。为了防止银浆穿透多晶硅薄膜，一般会将多晶硅薄膜的厚度控制在150nm~250nm的范围。但多晶硅厚度上升之后，会增加多晶硅薄膜对红外波段光线的寄生吸收，使电池片的短路电流大幅下降。银与掺杂多晶硅形成金属接触，仍会产生约200~300fA/cm2的金属复合电流，限制了TOPCon电池开路电压的进一步提升。

申请内容

解决的技术问题：

本申请需要解决的技术问题是传统TOPCon电池影响电池的开路电压、金属复合的上升和短路电流大幅下降等技术问题，提供一种改善接触钝化太阳能电池金属接触的复合膜结构的制备方法。

技术方案：

一种改善接触钝化太阳能电池金属接触的复合膜结构的制备方法，步骤为：

第一步，对n型晶体硅进行清洗和碱制绒：在碱溶液中，去除硅片的损伤层，并对硅片进行制绒，所述的碱溶液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，温度为40℃-85℃，pH值为8-11，浓度为1-3wt％，制绒后在硅片双面形成1μm-8μm的金字塔绒面；

第二步，在硅片正面制备发射极：所述的正面发射极采用BBr₃或者BCl₃作为硼源，高温低压扩散形成，在硅片正面形成p+发射极，方阻控制在70~100Ω/sq；

第三步，边缘刻蚀：采用链式酸刻蚀设备，采用硝酸与氢氟酸刻蚀硅片背面与边缘的PN结进行酸刻蚀，刻蚀的深度控制在3μm；

第四步，采用LPCVD在电池背面生长一层隧穿氧化层：所述的隧穿氧化层的厚度为1~2nm，采用退火炉通入氧气制备；

第五步，采用LPCVD方式在电池背面沉积原位掺磷非晶硅薄膜：所述的掺磷非晶硅薄膜的厚度控制在20~50nm，采用LPCVD方式在500~600℃的温度下通入硅烷与磷烷制备；

第六步，采用湿化学的方式将LPCVD产生的绕镀非晶硅刻蚀干净：所述的湿化学的方式为采用链式单面刻蚀设备，先采用HF溶液去除表面的氧化层，再采用KOH溶液将绕镀在硅片正面的掺磷非晶硅薄膜刻蚀去除；