[發明專利]一種背鈍化太陽能電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201610380023.9
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN107452830B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 譚偉華;孫玉星;孫翔;徐華畢
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01L31/068
• 分類號: H01L31/068;H01L31/0224;H01L31/0216;H01L31/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種太陽能電池，包括硅片，硅片向光面的正面電極，及硅片背光面的鋁層、背電極；所述鋁層位于硅片背光面的表面；所述背電極位于鋁層的表面；所述鋁層接觸的硅片背光面的少子壽命為3~10μs。本發明還提供一種背鈍化太陽能電池的制備方法，本發明制備的太陽能電池工藝簡單，鈍化效果好，大大降低了電池的串聯電阻，明顯增加了電池的填充因子，光電轉換效率也有所提升，與只含有背光面鋁層的太陽能電池相比，電池的短路電流及開路電壓都得到較大程度的提高，且串聯電阻也有所降低，因此電池的轉換效率得到顯著提升。

技術領域

本發明涉及一種背鈍化太陽能電池及其制備方法。

背景技術

現有太陽能電池一般包括硅片、向光面的正面電極及背光面的背電池和背電極，其中，硅片的向光面一般含有N型擴散層和減反射膜層，后通過向光面的正面電極輸出電池的負電流，背電場有公開通過在背光面印刷鋁導電漿料后燒結在背光面形成背面電極和背電場。

鋁背場可以減少少子濃度，減少復合，但仍然無法與使用介質層帶來的鈍化效果相比較。UNSW早在90年代就提出了發射極和背面鈍化（PERC）結構以及發射極和背面鈍化局部擴散（PERL）結構，在早期設計中，這兩種結構都在背面采用氧化硅層鈍化，局部開孔實現點接觸以減少非鈍化區域的面積。兩者的區別在于是否在開口區域進行局部摻雜擴散，局部擴散增加工藝難度，但會形成局部背電場，減少接觸部分的復合速率。但高品質氧化硅的生長需要較高的溫度，對于已經經過高溫擴散的硅片來說，為減少對體少子壽命的影響，應盡量減少長時間的高溫工藝，因此對其他材料的搜索在2000年左右提上議事日程。

現有技術多采用氧化鋁和/或氮化硅作為電池的背面鈍化材料，氮化硅鈍化的機制之一在于利用其正電荷減少正面n型區的少子濃度，可是到了p型的背面，其正電荷將有可能在背面誘導形成一層n型反轉層（inversionlayer），這會造成背面的旁路損失，影響電流，降低電壓和填充因子。氧化鋁不但像氮化硅一樣可以鈍化表面缺陷，還擁有與氮化硅相反的負電荷，不但不會形成反轉層造成漏電，反而會增加p型硅中多子濃度，降低少子濃度，從而降低表面復合速率。不過氧化鋁的使用也需要解決高速沉積氧化鋁的問題，氧化鋁本身的不穩定性以及良品率較低等問題。

目前商用的背鈍化電池的工藝流程一般如下，在刻蝕工序前與普通晶體硅電池相同，刻蝕后，采用原子層沉積技術在硅片的背光面沉積氧化鋁膜鈍化鋁層，然后進行退火，再在正反面均采用等離子化學氣相沉積方法（PECVD）沉積一定厚度的氮化硅層，正面層作為減反射膜，背面層作為氧化鋁的保護層，而后采用進行激光燒蝕背面的氮化硅及氧化鋁層，使其形成一定寬度與間隔距離的槽，刻槽后再按普通電池工藝印刷導電漿料，燒結后即得到背鈍化晶體硅太陽能電池。

采用目前氧化鋁鈍化工藝制備的背鈍化晶體硅太陽能電池，其背面需要沉積兩層薄膜，即氧化鋁鈍化層和氮化硅保護層，氧化鋁層及氮化硅均不導電，需采用激光燒蝕形成一定寬度與間隔距離的槽，而后再印刷導電鋁漿，鋁漿通過激光刻蝕槽與硅片形成鋁背場，因為槽的面積很小，并且氮化硅層的具有相當的厚度，因此電池的串聯電阻增加，填充因子下降，電池的效率提升有限。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提升太陽能電池的光電轉換效率，特別提供一種鈍化效果好，工藝簡單，短路電流和開路電壓高，串聯電阻降低，填充因子高，光電轉換效率高的背鈍化太陽能電池及其制備方法。

為解決上述問題，本發明提供一種背鈍化太陽能電池，包括硅片，硅片向光面的正面電極，及硅片背光面的鋁層、背電極；所述鋁層位于硅片背光面的表面；所述背電極位于鋁層的表面；所述鋁層接觸的硅片背光面的少子壽命為3~10μs。

本發明還提供一種背鈍化太陽能電池的制備方法，包括在硅片的向光面制備正面電極，及在硅片背光面依次制備鋁層、背電極；制備鋁層的步驟包括：

S1、硅片吸附烷基鋁；

S2、吸附有烷基鋁的硅片與氫氣接觸，采用原子層沉積的方法在硅片背光面沉積得到鈍化鋁層；