[發(fā)明專利]一種新型IBC結(jié)構(gòu)N型硅異質(zhì)結(jié)電池及制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110151204.1
• 申請(qǐng)日: 2011-06-07
• 公開（公告）號(hào): CN102201481A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高艷濤;邢國(guó)強(qiáng);張斌;陶龍忠;沙泉;李曉強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥海潤(rùn)光伏科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/072
• 分類號(hào): H01L31/072;H01L31/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及晶體硅太陽(yáng)能電池制造領(lǐng)域，具體為一種新型IBC（Interdigitated?back-contacted）結(jié)構(gòu)N型硅異質(zhì)結(jié)電池及制備方法。

背景技術(shù)

在能源短缺、環(huán)境污染問(wèn)題日益突出的背景下，發(fā)展可再生能源已成為全球的重大課題，利用太陽(yáng)能則是發(fā)展可再生能源的一個(gè)重點(diǎn)方向，世界光伏市場(chǎng)在過(guò)去十年一直保持著年均30％以上的高速增長(zhǎng)，2009年增幅更是達(dá)到驚人的152.8%。產(chǎn)量由2008年的7.91GW增至2009年的近20GW。與國(guó)外先進(jìn)電池制備技術(shù)相比，我國(guó)晶硅太陽(yáng)電池制備技術(shù)還是相對(duì)落后，基本流程由在P型N型硅襯底上以制絨、擴(kuò)散、刻蝕、沉積減反膜、絲網(wǎng)印刷方法制造太陽(yáng)電池。

然而P型晶硅電池受氧的影響會(huì)出現(xiàn)性能上的衰退。而N型電池硼含量少，性能的穩(wěn)定性高于P型晶硅電池。同時(shí)由于N型電池的少子壽命更高，這對(duì)于制備更高效的太陽(yáng)電池奠定了基礎(chǔ)。

目前，現(xiàn)有的N型晶硅太陽(yáng)電池主要為前發(fā)射極N型電池，主要是通過(guò)在N型襯底上通過(guò)表面硼擴(kuò)散的方法制備PN結(jié)，然后通過(guò)絲網(wǎng)印刷，蒸鍍等方法制備前電極。但是此種N型晶硅電池前表面的磷原子在紫外光的作用下，仍然可以和襯底中的氧形成硼氧鍵，在長(zhǎng)時(shí)間的紫外光照射下，電池仍有衰退現(xiàn)象，因此不利于太陽(yáng)電池效率的提升。同時(shí)此傳統(tǒng)電池的有柵極的遮擋，并且在900度左右的高溫硼擴(kuò)散過(guò)程，降低了N型硅襯底的少子壽命，使得電池效率的進(jìn)一步提高受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)合理，工藝簡(jiǎn)單，光電轉(zhuǎn)換率較高的IBC結(jié)構(gòu)的N型異質(zhì)結(jié)電池及其制造方法。

技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的一種新型IBC?結(jié)構(gòu)N型硅異質(zhì)結(jié)電池，它包括：?N型硅襯底、氮化硅薄膜、三氧化二鋁薄膜、本征非晶硅、P型非晶硅、N型重?fù)诫s區(qū)、電池的正極、電池的負(fù)極；所述N型硅襯底前表面覆有三氧化二鋁薄膜，三氧化二鋁層薄膜上覆有氮化硅薄膜；所述N型硅襯底的背表面沉積本征非晶硅和P型非晶硅，本征非晶硅和P型非晶硅上設(shè)有凹槽，凹槽底部為N型重?fù)诫s區(qū)，凹槽內(nèi)設(shè)有電極負(fù)極；P型非晶硅背表面設(shè)有電池的正極。

本發(fā)明還公開了一種新型IBC?結(jié)構(gòu)N型硅異質(zhì)結(jié)電池的制備方法，該方法的具體步驟如下：

（a）選擇N型硅襯底，且N型硅襯底的電阻率在0.3???cm?到6???cm?之間，少子壽命大于300us；

（b）對(duì)N型硅襯底表面絨面化并進(jìn)行化學(xué)清洗；

（c）在N型硅襯底的背表面沉積本征非晶硅和P型非晶硅；

（d）制備N型重?fù)诫s區(qū)；

（e）在N型硅襯底的前表面制備三氧化二鋁薄膜;

（f）在三氧化二鋁薄膜的前表面制備氮化硅薄膜；

（g）制作電池的正極和負(fù)極；

（h）退火。

本發(fā)明中所述（b）對(duì)N型硅襯底表面絨面化并進(jìn)行化學(xué)清洗的方法為：對(duì)于N型硅襯底，采用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液在襯底的表面制備出金字塔形狀的陷光結(jié)構(gòu)，氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液的濃度范圍為0.?5%～2.5%；隨后用鹽酸和氫氟酸混合溶液進(jìn)行清洗；鹽酸：氫氟酸配比為1:2?～1:3；鹽酸和氫氟酸混合溶液的濃度為0.8%?～1.2%。

表面絨面化的目的是形成由金字塔形狀的絨面，增加太陽(yáng)光在表面的折射次數(shù)，增加光線在硅襯底中的光程，提高太陽(yáng)光的利用率。

化學(xué)清洗的目的是去除表面的雜質(zhì)，為后續(xù)的擴(kuò)散準(zhǔn)備。

本發(fā)明中所述步驟（d）制備N型重?fù)诫s區(qū)的方法為:

（d11）開槽：采用激光開槽，或印刷腐蝕漿料開槽；

（d12）噴磷源；采用噴灑的方式在N型硅襯底表面涂上一層濃度為5%?到10%磷酸；

（d13）激光摻雜：用355nm的UV激光在開槽處激光摻雜；

（d11）中，激光開槽的方法為：采用355nm的UV激光在N型硅襯底的背表面開槽，去除本征非晶硅和P型非晶硅，開槽的寬度在100nm到300nm；

（d11）中，印刷腐蝕漿料開槽的方法為：把腐蝕漿料印刷到開槽的位置，去除本征非晶硅和P型非晶硅，開槽的寬度在100nm到300nm；開槽后用純水把漿料洗掉；

磷源的主要作用是為重?fù)诫sN型區(qū)提供雜質(zhì)源，激光摻雜是在開槽的區(qū)域形成N型重?fù)诫s區(qū)。

本發(fā)明中所述步驟（d）制備N型重?fù)诫s區(qū)的方法還可采用如下方法:

（d21）噴磷源；采用噴灑的方式在N型硅襯底表面涂上一層濃度為5%?到10%磷酸；