[发明专利]一种氧化镓背钝化的太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种氧化镓背钝化的太阳能电池及其制备方法，所述的太阳能电池包括P型硅基体，所述P型硅基体相对的两侧表面分别设置有正面镀层和背面镀层，所述的正面镀层包括由P型硅基体表面向外依次层叠的发射极、正面氧化硅层和正面氮化硅层，所述的背面镀层包括由P型硅基体表面向外依次层叠的氧化硅钝化层、氧化镓钝化层和背面钝化层。本发明利用氧化镓的固定负电荷的场钝化效果，加上氧化硅的化学钝化能够进一步减少数载流子复合；在氧化镓钝化层和P型硅基体之间沉积一层氧化硅钝化层，能够有效降低表面态密度，并提升其化学钝化效果。

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，涉及背面钝化的电池，尤其涉及一种氧化镓背钝化的太阳能电池及其制备方法。

背景技术

钝化发射极和背面电池技术，起源于上世纪80年代，通过在常规电池的背面叠加钝化层，可以提高转化效率。镀膜工艺是太阳能电池生产线工艺中极其重要的一环。电池片在生产过程中，需要在正面镀一层减反膜，降低光的反射，增强光的吸收。在背面镀一层钝化膜，一般钝化膜是通过钝化硅表面的悬挂键来降低表面的复合速率从而起到钝化的作用。同时其高折射率可以增强背面的反射率，进一步提升电池效率，可以说钝化膜的好坏直接影响到太阳能电池的性能。

目前，电池背面钝化普遍采用的是氧化铝加氮化硅的叠层技术，氧化铝薄膜在P型和N型硅表面都具有较好的化学钝化和场钝化效果。其薄膜中氢含量大概在2～4at％，经过退火工艺后，扩散到界面的H对于悬挂键的饱和作用有利于降低表面态密度，提高其化学钝化。同时薄膜中的固定负电荷也能提供优异的场钝化功效，一般认为其固定负电荷同Al、O、H的配位结构相关。氧化铝介电常数在7～9，对可见光几乎无吸收，因此可作为高效太阳电池的理想材料，不过其折射率较低，只有1.65。

CN106711239A公开了一种PERC太阳能电池的制备方法，包括从下至上依次设置的背银电极、全铝背场、背面氮化硅膜、氧化铝膜、P型硅、N型发射极、正面氮化硅膜和正银电极；背面氮化硅膜上开有贯通背面氮化硅膜和氧化铝膜的开槽，P型硅露于所述开槽中，全铝背场位于开槽内的部分与P型硅相连，在N型发射极和正面氮化硅膜之间增设有氧化硅膜。

CN109065639A公开了一种N型晶体硅太阳能电池及制备方法、光伏组件，包括依次设置的正面电极、正面钝化层、发射极、N型晶体P型硅基体、背面钝化层以及背面电极；正面钝化层包括与发射极直接接触的氧化镓层。氧化镓层的厚度为1nm～120nm。正面钝化层还包括设置在所述氧化镓层上的覆盖层，覆盖层包括氮化硅层、氮氧化硅层、氧化硅层及碳化硅层中的至少一种，厚度为10nm～120nm。

CN112002771A公开了一种掺镓背场的P型掺镓PERC电池及其制备方法，包括P型掺镓硅片衬底，设置在衬底背面的氧化镓层，设置在氧化镓层上的氮化硅层；氧化镓层、氮化硅层与衬底之间设置有局部钝化场，即掺镓背场，设置在氮化硅层上的背电极，背电极通过掺镓背场与硅片形成欧姆接触。电池还包括：设置在衬底正面的发射极层和设置在金属区域的选择性发射极层，设置在发射极层上的氧化硅层，设置在所述氧化硅层上的氮化硅层，设置在氮化硅层上的正电极，所述正电极通过选择性发射极与硅片形成欧姆接触。

以上报道的专利公开的太阳能电池均具有一定的钝化性能，在此基础上，如何进一步提升电池表面的化学钝化效果，同时提升太阳能电池的综合性能已然成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种氧化镓背钝化的太阳能电池及其制备方法，能够增强钝化效果，提升太阳能电池的综合性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种氧化镓背钝化的太阳能电池，所述的太阳能电池包括P型硅基体，所述P型硅基体相对的两侧表面分别设置有正面镀层和背面镀层，所述的正面镀层包括由P型硅基体表面向外依次层叠的发射极、正面氧化硅层和正面氮化硅层，所述的背面镀层包括由P型硅基体表面向外依次层叠的氧化硅钝化层、氧化镓钝化层和背面钝化层。