[實用新型]一種高效PERC電池結構

有效

• 申請號: 201720589470.5
• 申請日: 2017-05-25
• 公開（公告）號: CN206907778U
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 黃金;李高非;王繼磊;張娟;白炎輝;鮑少娟;?；鄯?/a>;易治凱
• 申請（專利權）人: 晉能清潔能源科技有限公司
• 主分類號: H01L31/0224
• 分類號: H01L31/0224;H01L31/18
• 代理公司: 鎮江京科專利商標代理有限公司32107
• 代理人: 夏哲華

技術領域

本發明涉及一種PERC電池結構及其制備方法，屬于太陽能電池制造技術領域。

背景技術

目前常規的氧化鋁鈍化PERC電池的工藝流程為制絨→擴散→刻蝕→兩面形成鈍化及減反射膜層 →激光開槽→絲網印刷→燒結→測試，相比于常規產線只需要增加氧化鋁鈍化薄膜沉積和激光開孔設備，此工藝流程已經逐漸形成產業化，在此工藝流程基礎上如何進一步改善PERC電池效率成為研究的熱點，較為常見的有PERL電池結構，在電池背面增加定域摻雜，即在電極與襯底的接觸孔處進行濃硼摻雜能有效的降低背表面復合和金屬-半導體的接觸電阻，從而使電池效率得到提升，但該方法的工藝比較復雜，硼摻雜的實現使整線的成本大大提高。

相比于PERC電池背表面長波響應及鈍化效果的研究，受光面的優化相對較少，優化受光面除了有降低串聯電阻，減少載流子復合等優點外，還能夠促進短波響應，入射光約有20%的能量的吸收發生在電池的擴散層內，選擇性發射極結構中的淺擴散區域能夠促進對短波的吸收。選擇性發射極工藝簡單，容易整合到現有的高效電池結構中，有授權專利公開（201210369890.4），將選擇性發射極技術融合到PERC的生產工藝中，其采用的選擇性發射極技術為掩膜法，并對效率的提高起到了極大地促進作用，但存在工序復雜，設備投資成本增加等問題。如何找到一種簡單有效的提高PERC電池效率的方法仍然是目前面臨的難題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠減少工藝復雜性，降低成本，并能極大地改善PERC電池效率的PERC電池結構及其制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明的PERC電池結構，包括晶體硅基體，依次設置在晶體硅基體上表面的擴散形成的n+層、激光摻雜形成的n++層、上氮化硅層和前表面金屬層以及依次設置在晶體硅基體下表面的氧化鋁層、下氮化硅層和背表面金屬層，氧化鋁層和下氮化硅層上具有激光開槽，背表面金屬層與晶體硅基體之間通過激光開槽形成線接觸。

所述背表面金屬層為鋁材料。

所述激光開槽的線寬為60-300μm。

一種上述的PERC電池的制備方法，包括以下步驟：

（1）選取晶體硅基體進行表面織構化；

（2）在晶體硅基體的正表面進行磷擴散制備PN結；

（3）采用激光PSG作為摻雜源進行摻雜；

（4）拋光去除背結及邊結，使正背面絕緣；

（5）背表面沉積氧化鋁薄膜層；

（6）正背面分別形成氮化硅薄膜；

（7）背表面采用激光形成背表面金屬層與晶體硅基體的接觸窗口；

（8）正表面進行金屬化；

（9）燒結使金屬與襯底形成歐姆接觸。

采用上述的方法后，利用激光設備對電池正表面進行濃磷摻雜，以PSG為摻雜源制作選擇性發射極，將選擇性發射極技術完美的結合到PERC電池的工藝中形成一種新的電池結構，實現了PERC電池正面的進一步優化，相比于目前常用在PERC電池背面做改進的PERL電池結構，減少了工藝的復雜性，而且不增加額外設備及材料成本，降低了制作成本，并能極大地改善PERC電池效率。

附圖說明

圖1為本發明PERC電池結構的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式，對本發明的PERC電池結構及其制備方法作進一步詳細說明。

如圖所示，本發明的PERC電池結構，包括晶體硅基體1，依次設置在晶體硅基體上表面的擴散形成的n+層2、激光摻雜形成的n++層3、上氮化硅層4和前表面金屬層5以及依次設置在晶體硅基體下表面的氧化鋁層6、下氮化硅層7和背表面金屬層8，氧化鋁層6和下氮化硅層7上具有激光開槽9，激光開槽9的線寬為60-300μm，背表面金屬層8與晶體硅基體1之間通過激光開槽形成線接觸，背表面金屬層8為鋁材料，

一種上述的PERC電池的制備方法，包括以下步驟：

（1）選取晶體硅基體進行表面織構化，也就是對單晶硅片進行制絨處理，形成金字塔絨面；

（2）在晶體硅基體的正表面進行磷擴散制備PN結；由步驟（1）決定擴散時方阻范圍為90-110Ω/□，擴散時形成PSG層厚度為1-3μm；

（3）采用激光PSG作為摻雜源進行摻雜，也就是說磷源為PSG，作為摻雜源，摻雜方式為利用激光的高能量熱輸出；所說的激光設備為納秒或皮秒激光器；

（4）拋光去除背結及邊結，使正背面絕緣；

（5）背表面沉積氧化鋁薄膜層；

（6）正背面分別形成氮化硅薄膜；