[發明專利]一種黑硅太陽能電池結構及其制作工藝

在審

• 申請號: 201611032107.X
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106784058A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 曹華;張洪寶;朱琛;張子森;謝桂書;奚琦鵬;趙蒼;赫漢;李恒亮
• 申請（專利權）人: 浙江昱輝陽光能源江蘇有限公司
• 主分類號: H01L31/0236
• 分類號: H01L31/0236;H01L31/0216;H01L31/18;H01L21/228
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)32256
• 代理人: 任立

1.一種黑硅太陽能電池結構，其特征在于，包括N型硅襯底（4），所述N型硅襯底（4）的表面場自下而上依次鋪設有B型擴散層（3）及絕緣層（2），其中，所述B型擴散層（3）的材質為硼酸鹽，所述絕緣層（2）的材質為SiNx層膜，所述絕緣層（2）的上表面設置有P型金屬電極（1）；

所述N型硅襯底（4）的背表面場自上而下依次設置有廣譜吸收黑硅材料層（5）及鈍化層（6），所述鈍化層（6）下表面設置有n型金屬電極（7）。

2.根據權利要求1所述的黑硅太陽能電池結構，其特征在于，所述廣譜吸收黑硅材料層（5）采用黑硅材料，該黑硅材料具有間隔為20nm至20μm，橫向尺度為20nm至20μm，深度為20nm至20μm的硅錐、硅粒或硅孔，這種材料對0.25μm至2.5μm波長范圍內的太陽光具有＞85％的光吸收率。

3.根據權利要求2所述的黑硅太陽能電池結構，其特征在于，所述P型金屬電極（1）與N型硅襯底（4）的邊緣之間留有距離，所述n型金屬電極（7）與N型硅襯底（4）的邊緣之間留有距離。

4.根據權利要求3所述的黑硅太陽能電池結構，其特征在于，所述SiNx層膜為氮化硅和二氧化硅構成的疊層膜。

5.根據權利要求4所述的黑硅太陽能電池結構，其特征在于，所述二氧化硅層膜位于氮化硅層膜的下方，所述二氧化硅層膜的厚度為41-43nm，所述氮化硅層膜的厚度為80-83nm。

6.根據權利要求5所述的黑硅太陽能電池結構的制作工藝，其特征在于，選用N型硅襯底（4）作為基底，包括如下具體步驟：

將硼鹽酸溶液涂覆在N型硅襯底（4）的表面場，并將N型硅襯底（4）放入管式爐中進行擴散，通入N₂氣體作為保護，N₂氣體的流量為11slm，擴散溫度為910-930℃，擴散時間為11-13min，形成B型擴散層（3）；

所述硼鹽酸溶液的制備為：將B₂O₅溶解到稀鹽酸中形成13-16wt%的溶液；

采用RIE黑硅技術對黑硅材料進行制絨，絨面大小在200-700nm，深度180-220nm；

在N型硅襯底（4）的背表面場采用PCLO3擴散方法，控制擴散的流量900sccm，擴散時間為4-6min，擴散溫度880-900℃，控制整體方阻100-120，控制結深2.7un，表面弄6.0E+20，均勻性小于7%，形成摻磷梯度層；在N型硅襯底（4）的背表面場摻磷梯度層上利用上述黑硅材料制作廣譜吸收黑硅材料層（5）；

在B型擴散層（3）的上表面采用硝酸氧化制作厚度為41-43nm的二氧化硅層膜，在二氧化硅層膜上采用PECVD沉積厚度為80-83nm的氮化硅層膜，所述二氧化硅層膜作為鈍化層，所述氮化硅層作為減反射層，控制反射率小于8%，鈍化層與減反射層共同作為絕緣層（2）；

在廣譜吸收黑硅材料層（5）的下表面制作鈍化層（6），采用硅烷進行兩層鈍化鍍膜而成，第一層鈍化鍍膜時增大硅烷流量150（這里的流量單位是什么，鈍化速度是多少），第二步中鈍化鍍膜時縮減硅烷流量50（這里的流量單位是什么，鈍化速度是多少），控制鈍化層（6）的厚度為84-87um；

在絕緣層（2）上印刷Ag/Al漿，制作P型金屬電極（1），在鈍化層（6）的下表面印刷Al漿，制作n型金屬電極（7）。