[发明专利]一种局部钝化接触的IBC电池结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种局部背面钝化接触的IBC太阳能电池，包括P型晶体硅基体，其背表面从内到外依次包括隧穿氧化层、交替排列的背表面n+掺杂多晶硅区域和背表面开槽处p+掺杂区域、背表面钝化膜和背表面金属电极；其前表面为金字塔绒面结构，依次为前表面钝化膜和减反射膜；P型晶体硅基体背表面的发射极区域采用隧穿氧化层以及n+掺杂多晶硅钝化层，表面采用氧化铝和氮化硅复合膜或氮氧化硅膜钝化，接受极区域采用局部硼掺杂，表面采用氧化铝和氮化硅复合膜或氮氧化硅膜钝化；本发明能避免正面电极对光线的阻挡，同时能大大降低电池背表面的复合速率，提升了开路电压和短路电流，进一步降低太阳能电池的制造成本。

技术领域

本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种局部背钝化接触的IBC太阳能电池及其制备方法。

背景技术

太阳能电池是一种能将太阳能转化为电能的半导体器件，较低的度电成本一直是太阳能电池工业追求的目标。目前，业界的主流产品为P型PERC晶硅太阳能电池，并且其效率已经接近该结构的理论水平，进一步提效空间不大。该电池工艺简单，其p+掺杂区域接触电极和n+掺杂区域接触电极分别位于电池片的正反两面。电池的正面为受光面，正面金属接触电极的覆盖必将导致一部分入射的太阳光被金属电极所遮挡反射，造成一部分光学损失。普通晶硅太阳能电池的正面金属电极的覆盖面积在5％左右，减少金属电极的正面覆盖可以直接提高电池的能量转化效率。

背接触电池，是一种将p+掺杂区域和n+掺杂区域均放置在电池背面(非受光面)的电池，该电池的受光面无任何金属电极遮挡，从而有效增加了电池片的短路电流，使电池片的能量转化效率得到提高。

常见的背接触电池的背表面为N型硅衬底、p+和n+型掺杂层，其上一般采用SiNx或SiO2/SiNx作为钝化层，然后使用烧穿型银浆穿透钝化层与硅形成欧姆接触。其中背面金属电极约占背表面面积的5％～8％，这就意味着超过5％面积的硅表面没有被钝化层覆盖，而且这些区域都存在严重的金属复合。

发明内容

为了获得高的开路电压、短路电流和填充因子，我们希望结合TOPCon的选择性钝化接触接触技术和重掺杂金属接触区的方式，开发一种既能让金属电极和硅基体形成良好的接触，保持钝化膜的完整性，又能降低背接触电池的制造成本的新型电池。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种局部背面钝化接触的IBC太阳能电池，包括P型晶体硅基体，所述P型晶体硅基体的背表面从内到外依次包括隧穿氧化层、交替排列的背表面n+掺杂多晶硅区域和背表面开槽处p+掺杂区域、背表面钝化膜和背表面金属电极；所述P型晶体硅基体的前表面为金字塔绒面结构，从内到外依次为前表面钝化膜和减反射膜；

其中，所述P型晶体硅基体的前表面是由碱制绒形成的金字塔绒面结构以及前表面钝化减反射膜形成的前表面场钝化；其中，所述前表面钝化减反射膜包括SiO2和/或Al2O3介质膜和SiNx介质膜或SiOxNy，所述SiO2介质膜的厚度为1～5nm，所述Al2O3介质膜的厚度为2～20nm，所述SiN x介质膜的厚度为40～100nm，所述SiOxNy介质膜厚度为40～100nm。

其中，所述P型晶体硅基体背表面的发射极区域采用隧穿氧化层以及n+掺杂多晶硅钝化层，表面采用氧化铝和氮化硅复合膜或氮氧化硅膜钝化，实现了发射极区域的钝化接触；所述隧穿氧化层(SiO2)厚度为1～3nm，所述n+掺杂多晶硅层厚度为40～200nm，所述Al2O3介质膜的厚度为2～20nm，所述SiN x介质膜的厚度为40～100nm，所述SiOxNy介质膜厚度为40～100nm。

其中，所述P型晶体硅基体背表面的接受极区域采用局部硼掺杂，表面采用氧化铝和氮化硅复合膜或氮氧化硅膜钝化，实现了接收极区域的低欧姆接触和场钝化效应。所述Al2O3介质膜的厚度为2～20nm，所述SiNx介质膜的厚度为40～100nm，所述SiOxNy介质膜厚度为40～100nm。