[发明专利]TOPCon太阳能电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种TOPCon太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：对清洗制绒后的硅片进行硼扩散、碱抛光，再在硅片背面沉积隧穿氧化层和掺杂层后退火并进行化学清洗；再次对硅片进行退火并在硅片背面形成氧化膜层，再在硅片正面沉积第一钝化膜层，然后在硅片的正面及背面均沉积第二钝化膜层，最后制备电极；掺杂层为磷掺杂纳米晶体氧化硅层。本发明中的TOPCon太阳能电池的制备方法，通过沉积磷掺杂纳米晶体氧化硅层代替传统的多晶硅层，有利于提高载流子收集的选择性，减少电池背面光的寄生吸收损失，有效提高电池背面的钝化质量；通过在硅片的正背面沉积第二钝化膜层，能够有效降低横向传输电阻，提升电池的性能。

技术领域

本发明属于光伏组件技术领域，具体涉及一种TOPCon太阳能电池的制备方法以及通过该制备方法制备得到的TOPCon太阳能电池。

背景技术

随着太阳能电池技术的不断发展，目前越来越多的光伏制造商开始布局TOPCon电池技术。传统的TOPCon太阳能电池，在背面采用隧穿氧化层以及多晶硅层的结构进行钝化接触，该结构能够使多数载流子穿透氧化层，且对少数载流子起阻挡作用，从而实现了载流子的选择通过性，降低了电池的表面复合以及金属复合。然而，多晶硅层能带间隙较小，对光具有较强的寄生吸收作用，这在一定程度上限制了TOPCon电池效率进一步的提升；此外，传统的TOPCon太阳能电池中的氮化硅层的使用使得电池的横向传输电阻较大，也不利于电池性能的提升。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种TOPCon太阳能电池及其制备方法，以减少电池背面光的寄生吸收损失及横向传输电阻，提高电池效率。

为了达到上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种TOPCon太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

对清洗制绒后的硅片正面和背面分别进行硼扩散、碱抛光，再在所述硅片背面沉积隧穿氧化层和掺杂层后退火并进行化学清洗；

在化学清洗的步骤之后再次对所述硅片进行退火并在所述硅片背面形成氧化膜层；

再在所述硅片正面沉积第一钝化膜层；

然后在所述硅片的正面及背面均沉积第二钝化膜层；

最后在所述硅片的正面及背面分别制备正面金属电极、背面金属电极后得到所述TOPCon太阳能电池；所述掺杂层为磷掺杂纳米晶体氧化硅层。

通过使用磷掺杂纳米晶体氧化硅层代替传统的多晶硅层，由于磷掺杂纳米晶体氧化硅层具有较宽的能带间隙，有利于提高载流子收集的选择性，减少电池背面光的寄生吸收损失，提高电池的光学性能，增强载流子传输，从而有效地提高电池背面的钝化质量。

根据本发明的一些优选实施方面，所述第二钝化膜层为氧化铟锡层。在电池的正背面均设置第二钝化膜层，以代替传统电池正背面的氮化硅膜层，氧化铟锡薄膜厚度均匀、易控制、膜重复性好、稳定性好；并且氧化铟锡的导电性能较好，能够有效降低横向传输电阻，提升电池性能。

根据本发明的一些优选实施方面，沉积所述掺杂层时所使用的方法为：在压力为1.2～2.5Torr，射频功率为40～65mW/cm²，温度为90～150℃的条件下使用PECVD设备进行沉积，所述掺杂层的厚度为30～150nm。具体地，沉积掺杂层所使用的反应气体为磷烷、硅烷、氢气及二氧化碳，其中，硅烷的流量为2.5～5.0sccm，氢气的流量为300～600sccm，二氧化碳的流量为1.3～4.0sccm，磷烷的流量为0.05～0.12sccm。

根据本发明的一些优选实施方面，在所述硅片的正面及背面均沉积第二钝化膜层的步骤为：采用磁控溅射的方式进行沉积，靶材为氧化铟锡，温度为150～250℃。

根据本发明的一些优选实施方面，所述氧化铟锡中的氧化铟与氧化锡的质量分数的比例为9～10：1。