[发明专利]一种P型HBC电池结构及其制备方法

说明书

本发明涉及的一种P型HBC电池结构及其制备方法，它包括P型硅衬底，所述P型硅衬底的背面中部设有一块P型重掺杂区，所述P型硅衬底的正面和背面均设有非晶硅本征层，所述P型硅衬底的背面的非晶硅本征层的外侧设有N型非晶硅掺杂层，所述P型硅衬底的正面的非晶硅本征层的外侧设有SiN_X减反膜；所述N型非晶硅掺杂层的外侧设有TCO导电膜；所述TCO导电膜的外侧设有若干N型Ag电极，所述TCO导电膜上设有一个槽口，槽口的深度贯穿TCO导电膜和N型非晶硅掺杂层，使得P型重掺杂区的底部裸露，所述P型重掺杂区的底部连接P型Ag电极。本发明用铝浆料预烧结方式实现了局部的P++层，实现了对硅片热处理及吸杂处理，提高了硅片内在品质。

技术领域

本发明涉及光伏高效电池技术领域，尤其涉及一种P型HBC电池结构及其制备方法。

背景技术

叉指型背接触异质结单晶硅太阳电池(Interdigitated Back Contact SiliconHeterojunction Solar Cell，简称HBC太阳电池)兼具叉指型背接触太阳电池(Interdigitated back contact Solar Cell，简称IBC太阳电池)和带有薄本征层的异质结太阳电池(Heterojunction with Intrinsic Thin-layer Solar Cell，简称HIT太阳电池) 的优点，既移除了前表面金属电极，减少了遮光损失，获得了较大的短路电流，又通过在重掺的非晶硅与晶体硅之间插入了一层高质量的本征非晶硅钝化层大幅降低了界面态，减少了表面复合，提高了开路电压，是目前世界上光电转换效率最高的单晶硅太阳电池。HBC电池结合IBC电池和HJT电池的优点，具备以下优势：电池前表面零栅线遮挡，没有来自栅线遮挡导致的电流损失，具备高短路电流；金属电极位于电池背表面，电池金属电极的优化可以不受光学遮挡的限制，极大的减少金属化带来的串联电阻增加。

采用IBC与HJ技术结合的HBC技术可以使电池效率进一步提升，其结构如图1所示，工艺步骤如下所示。HBC的电池结构正面是减反射层ARC和前表面场FSF，n-c-Si材料背面为了改善表面钝化性能，增加了一层缓冲层i-a-Si:H材料，缓冲层之下则是掺杂非晶硅层，呈叉指型分布，其中p-a-Si:H作为发射极，n-a-Si:H作为背面场BSF，其宽度分别为Wemit和W_BSF。最后，在发射极和BSF上覆盖有金属接触层，发射极和背面场之间用介质层隔离。HBC利用非晶硅优越的表面钝化性能，并结合IBC结构正面没有金属遮挡的结构优点，采用相同的器件结构。

HBC电池代表晶硅电池最高效率水平，HBC却一直受限于较高的量产成本，发展较为曲折。HBC电池在继承了两者优点的同时也保留了IBC和HJT电池各自生产工艺的难点。IBC电池工艺的关键问题，是如何在电池背面制备出呈叉指状间隔排列的P区和N区以及在其上面分别形成金属化接触和栅线。普通太阳电池的扩散只需在P型衬底上形成N型的扩散区，而IBC电池既有形成背面N区（BSF）的磷扩散，还有形成PN结的硼扩散，即在N型衬底上进行P型掺杂，同时由于IBC电池正负电极都处于背表面，电池制作时需要严格的电极隔离工艺。HJT电池工艺的关键问题，一是对硅片本身要求比较高，HJT电池工艺都是低温工序，无高温热处理及吸杂工艺，硅片本身的氧施主和新施主等缺陷无法消除，硅片本身杂质含量高，从而影响了电池效率；另外，由于本身硼元素在硅中的固溶度低，高浓度的P型非晶硅薄膜制作也非常困难。

常规HBC电池的结构参见图1，其呈叉指状PN区的制备都绕不开“掩模-开槽-沉积-刻蚀”等工艺，然而电池在制作本征和掺杂非晶硅时的镀膜工艺，工艺窗口窄，而且对工艺清洁度要求极高，以上等等原因造成HBC电池投资设备昂贵，工序长，投资成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种P型HBC电池结构及其制备方法，使TCO导电膜获得较优的透过率及电导率，提升异质结太阳能电池性能。

本发明的目的是这样实现的：