[發明專利]一種背面點接觸晶體硅太陽電池及制備方法

有效

• 申請號: 201110187549.2
• 申請日: 2011-07-06
• 公開（公告）號: CN102290473A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 竇亞楠;何悅;王濤;江作;王建祿;褚君浩
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: H01L31/052
• 分類號: H01L31/052;H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

1.一種背面點接觸晶體硅太陽電池，其特征在于：該電池結構為：在P型硅基底(5)的上表面向上依次為n+發射極(4)、60-100nm折射率為1.7-2.8的上氮化硅層(3)和10-100nm的上氧化鋁層(201)，金屬銀電極(1)穿過上氧化鋁層(201)和上氮化硅層(3)與n+發射極(4)連接；在P型硅基底(5)的下表面向下依次為10-100nm的下氧化鋁層(202)、60-200nm的下氮化硅層(6)和金屬鋁層(7)，金屬鋁層(7)通過孔洞與P型硅基底(5)連接；所述孔洞為圓形孔或方形孔，圓形孔直徑為50-300um，方形孔邊長為50-200um，開孔面積占背表面總面積的1％-10％；

2.根據權利要求1所述的一種背面點接觸晶體硅太陽電池，其特征在于：所述上氮化硅層(3)和下氮化硅層(6)的材料包括氮化硅SiNx和為調節折射率而含有一定量氧元素的氮氧化硅SiNxOy。

3.一種制備如權利要求1所述晶體硅太陽電池的方法，其特征在于包括以下步驟：

1).去除p型硅基底(5)表面損傷、酸或堿液制絨形成減反射結構及化學清洗；

2).在POCl3氛圍中進行擴散形成n+發射極(4)，刻蝕去除周邊pn結和磷硅玻璃形成pn+結構的pn+結硅基底；

3).在n+發射極(4)表面采用傳統等離子體化學氣相沉積系統淀積60-100nm折射率為1.7-2.8的非晶氮化硅薄膜形成上氮化硅層(3)；

4).采用原子層沉積系統同時在上氮化硅層(3)表面和p型硅基底(5)背表面制備10-100nm的非晶上氧化鋁層(201)和下氧化鋁層(202)；

沉積氧化鋁前，采用HF酸或HF和HCl混酸清洗3)得到的硅片表面0.5-2分鐘；所述氫氟酸為體積比HF∶H2O＝1∶10-50；所述HF和HCl混酸為體積比HF∶HCl∶H2O＝2∶5∶50；

沉積氧化鋁后在氮氣或氬氣氛圍中退火5-15分鐘，退火溫度350-450℃；此過程也可以在步驟5)中的PECVD系統中完成；

5).在背表面下氧化鋁層(202)表面采用傳統PECVD淀積60-200nm折射率為1.7-2.8的非晶氮化硅薄膜形成背表面的下氮化硅層(6)；

6).采用刻蝕漿料在背表面開孔，刻蝕掉開孔部位的下氧化鋁層(202)/下氮化硅層(6)；

將制備的硅片漂過含有HF酸或HF和HCl混酸的溶液，即開孔的背表面與溶液接觸，正面不與溶液接觸，類似濕法刻蝕去邊pn+結工藝；同時起到去除殘留漿料和去除漿料刻蝕開孔處硅表面損傷層的作用；然后去離子水清洗，吹干；所述氫氟酸為體積比HF∶H2O＝1∶10-50；所述HF和HCl混酸為體積比HF∶HCl∶H2O＝2∶5∶50；

7).絲網印刷背面鋁漿，銀漿和正面銀漿，或采用熱蒸發或濺射制備背面金屬鋁電極；

8).燒結使銀電極(1)與n+發射極(4)以及背電極(7)與p型基底(5)形成歐姆接觸，最終形成背面點接觸晶體硅太陽電池。