[發明專利]一種發射極局部高摻雜的IBC電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201910490815.5
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN112054066A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 高嘉慶;郭永剛;宋志成;屈小勇;吳翔;馬繼奎;張博
• 申請（專利權）人: 國家電投集團西安太陽能電力有限公司;黃河水電西寧太陽能電力有限公司;國家電投集團黃河上游水電開發有限責任公司;青海黃河上游水電開發有限責任公司
• 主分類號: H01L31/0216
• 分類號: H01L31/0216;H01L31/0224;H01L31/028;H01L31/18
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

本專利提供了一種發射極局部高摻雜的IBC電池，其特征在于，包括N型單晶硅基體(1)，前表面N+摻雜層(2)，減反射層(3)，背表面N+摻雜層(4)，背表面鈍化層(5)，背表面P+摻雜層(6)，P++摻雜區(7)，背表面鈍化層(8)，正電極(9)，負電極(10)，所述P++摻雜區(7)位于所述背表面鈍化層(8)中靠近所述正電極(9)的區域，所述背表面P+摻雜層(6)與所述背表面鈍化層(8)呈叉指狀排列，所述正電極(9)與所述背表面鈍化層(8)連接，所述負電極(10)與所述背表面鈍化層(5)連接。本發明涉及IBC電池發射極區域兩次分步擴散，第一步低摻雜，降低暗飽和電流和少子復合率，第二步高摻雜，降低被正電極收集路徑中的串聯電阻，進一步提升IBC電池效率。

技術領域

本發明涉及一種太陽能電池，特別是發射極局部高摻雜的IBC電池領域。

背景技術

隨著化石能源逐漸枯竭、環境保護意識日益高漲，人們愈加認識到發展可再生能源的重要性。太陽能是一種清潔的可再生的能源，取之不盡，用之不竭。開發和利用太陽能，對環境的污染小，能為人類提供充足的能量，亦不會影響自然界的生態平衡，相對于其他新能源如風能、地熱能和潮汐能等，太陽能以可利用率高、資源分布廣泛和使用安全可靠等諸多優點，成為最具有發展前景的能源之一。

N型IBC太陽電池是目前轉換效率最高的產業化太陽電池之一，該電池以n型單晶硅為襯底，p-n結和金屬電極全部以叉指形狀置于電池背面，正面沒有電極遮光，并且通過表面制絨和增加減反射層來提高電池對光的吸收，獲得了非常高的短路電流和光電轉換效率。

現有IBC電池的技術方案為：首先對硅片進行清洗制絨，然后對電池前表面進行減反射和鈍化處理，其次在電池背面通過掩膜技術分別進行硼摻雜和磷摻雜，最后在電池背面絲網印刷正極和負極，經過高溫燒結最終制成電池片。

現有IBC太陽電池中，發射極通常采用較高濃度的摻雜，目的是降低發射極與正電極之間的接觸電阻，從而降低其串聯電阻。但是過高的摻雜濃度或造成電池頂發射極區域少子復合增大，使得少子壽命隨之降低，導致電池短路電流密度和轉換效率下降。

發明內容

本發明的主要目的在于研制一種解決電池背面P型發射極區摻雜濃度高導致的少子復合率大，暗飽和電流過大的問題的電池制備方法。

一種發射極局部高摻雜的IBC電池，其特征在于，包括N型單晶硅基體1，前表面N+摻雜層2，減反射層3，背表面N+摻雜層4，背表面鈍化層5，背表面P+摻雜層6，P++摻雜區7，背表面鈍化層8，正電極9，負電極10，所述P++摻雜區7位于所述背表面鈍化層8中靠近所述正電極9的區域，所述背表面P+摻雜層6與所述背表面鈍化層8呈叉指狀排列，所述正電極9與所述背表面鈍化層8連接，所述負電極10與所述背表面鈍化層5連接。

一種發射極局部高摻雜的IBC電池的制備方法，制造步驟如下：

S1、選擇N型單晶硅片作為基體，并進行雙面制絨處理；

S2、使用低壓高溫擴散爐對硅片背表面進行硼擴散；

S3、使用PECVD設備在硅片背面沉積氮化硅膜；

S4、使用低壓高溫擴散爐對硅片前表面進行磷擴散形成FSF；

S5、使用激光開槽設備對硅片背表面N型BSF區域進行開槽；

S6、使用低壓高溫擴散爐對硅片背面激光開槽區域進行磷擴散；

S7、使用PECVD設備在硅片正反面沉積氮化硅膜；

S8、使用激光開槽設備對P型發射極中心區域的氮化硅層進行激光開槽；

S9、使用低壓高溫擴散爐對激光開槽區域進行單面硼擴散；

S10、對硅片進行絲網印刷銀漿和鋁漿形成正負電極；