[發明專利]一種太陽電池結構及其制備方法

有效

• 申請號: 202010506695.6
• 申請日: 2020-06-05
• 公開（公告）號: CN111640814B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 馮康寧;宋明輝;魏成泰;劉冠洲;陳文浚
• 申請（專利權）人: 天津三安光電有限公司
• 主分類號: H01L31/0725
• 分類號: H01L31/0725;H01L31/0735;H01L31/0224;H01L31/18
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本發明公開了一種太陽電池結構及其制備方法，所述電池結構包括：支撐襯底，包括第一表面和與第一表面相對的第二表面；下電極，設置于支撐襯底的第一表面之上；鍵合金屬層，設置在支撐襯底的第二表面之上；外延疊層，設置于鍵合金屬層之上；上電極，設置于外延層之上；所述電池結構存在因鍵合不牢固，外延層脫落而導致鍵合金屬層裸露的爆點；其特征在于：還包含絕緣保護層，位于所述爆點區域之上。采用本發明中的太陽電池結構，可有效解決爆點導致太陽電池漏電或者短路的問題，保持爆點區域次柵線的連貫性，提高光生電流收集能力，從而有效提高大面積太陽電池產品良率。

技術領域

本發明涉及一種太陽電池結構及其制備方法，屬于半導體電子器件領域。

背景技術

鍵合是制備倒裝太陽電池常用的一種方法，將外延片與襯底清洗和活化處理后，在高溫、高壓條件下直接結合，通過范德華力、分子力甚至原子力使晶片鍵合成為一體的技術。鍵合時，由于外延片表面顆粒、引入臟污顆粒或晶格位錯等原因，上述區域存在鍵合不牢的問題，導致外延層爆開、脫落，從而鍵合金屬層裸露。爆點區域存在大量載流子復合中心，致使太陽電池器件漏電，導致太陽電池性能不達標；假如在爆點區域蒸鍍次柵線，會直接導致太陽電池器件短路。對于大尺寸太陽電池，上述爆點會直接降低產品的良率，因此解決由上述爆點引起的太陽電池漏電或者短路的問題變得尤為重要。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明提出一種太陽電池結構，所述太陽電池結構包括：支撐襯底，包括第一表面和與第一表面相對的第二表面；下電極，設置于支撐襯底的第一表面之上；鍵合金屬層，設置在支撐襯底的第二表面之上；外延疊層，設置于鍵合金屬層之上；上電極，設置于外延層之上；所述電池結構存在因鍵合不牢固，外延層脫落而導致鍵合金屬層裸露的爆點；其特征在于：還包含絕緣保護層，位于所述爆點區域之上。

優選的，所述上電極由Pad、主柵線和次柵線組成，所述次柵線可以直接在爆點區域上蒸鍍。

優選的，所述外延疊層由雙結結構或者多結結構組成。

優選的，所述爆點的深度約為5~25μm。

優選的，所述爆點的直徑約為10-1000μm。

優選的，在爆點區域沉積絕緣保護層之前，先對所述爆點區域進行化學選擇性腐蝕鈍化處理。

優選的，所述絕緣保護層為MgF₂、Ti₃O₅、SiO₂、SiN_x材料組成的單層或多層膜結構。

優選的，所述絕緣保護層的厚度為0.1~5μm。

本發明還提供一種太陽電池結構的制備方法，其步驟如下：1）在生長襯底上生長外延疊層，形成太陽電池外延片；2）在太陽電池外延片與支撐襯底表面均蒸鍍鍵合金屬層；3）太陽電池外延片通過鍵合金屬層鍵合到支撐襯底上；4）化學溶液蝕刻外延片襯底，襯底去除后，表面會出現少量爆點；5）將外延片熔合，超聲震蕩，使鍵合不牢的外延層脫落；6）使用化學溶液對爆點區域側壁進行化學選擇性腐蝕；7）在外延片表面沉積絕緣保護層材料，爆點區域點膠，然后蝕刻掉爆點區域以外的絕緣保護層材料，并去膠；8）在外延片表面做上電極光罩；9）進行上電極金屬蒸鍍、剝離并去除光罩層；10）進行下電極金屬層蒸鍍、熔合、切割、側壁鈍化處理。

優選的，所述支撐襯底為Si襯底、可伐片或GaAs襯底。

優選的，所述爆點面積小于8%。

優選的，爆點區域使用正性光刻膠進行點膠處理。

優選的，所述爆點區域的次柵線均為連續，可使爆點區域附近的光生電流通過此連續的次柵線快速匯流至Pad電極，導出到外電路。

本發明提出的一種太陽電池結構及其制備方法，具有以下有益效果：