[發(fā)明專利]實(shí)現(xiàn)電子局部鈍化接觸的方法、晶體硅太陽(yáng)能電池及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010528271.X
• 申請(qǐng)日: 2020-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111628050B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃海冰;張夢(mèng)葛;張勝軍;沈夢(mèng)超;緒欣;吳智涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州時(shí)創(chuàng)能源股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/18
• 分類號(hào): H01L31/18;H01L31/0224;H01L31/0216;H01L31/068
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)一種實(shí)現(xiàn)電子局部鈍化接觸的方法，首先在去除損傷層的晶體硅襯底上制備隧穿氧化硅和非晶硅層，然后在這層非晶硅薄膜上局部覆蓋磷摻雜劑，接著通過(guò)堿溶液刻蝕掉無(wú)局部覆蓋磷摻雜劑區(qū)域的非晶硅薄膜層，再通過(guò)退火將非晶硅充分晶化為多晶硅，同時(shí)也激活磷摻雜劑以及完成其在多晶硅薄膜內(nèi)的再分布，最后在這個(gè)局部摻磷的多晶硅薄膜上制備金屬化層。進(jìn)一步，本發(fā)明還公開(kāi)了一種具有電子局部鈍化接觸結(jié)構(gòu)的晶體硅太陽(yáng)能電池和相應(yīng)的電池制備方法。本發(fā)明所公開(kāi)的方法工藝簡(jiǎn)潔，成本較低，具有良好的工業(yè)化潛力；本發(fā)明給出的電池，正面光學(xué)性能良好、金屬化復(fù)合低，可以獲得更高的光生載流子收集幾率和更少的光生載流子傳輸損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)電子局部鈍化接觸結(jié)構(gòu)的方法，以及將這種電子局部鈍化接觸結(jié)構(gòu)應(yīng)用于晶體硅太陽(yáng)能電池和相應(yīng)的電池制備方法。

背景技術(shù)

鈍化接觸（Tunnel Oxide and Passivated Contact，TOPCon）太陽(yáng)能電池是一種新型高效太陽(yáng)能電池，這種太陽(yáng)能電池通過(guò)隧穿氧化硅和摻雜多晶硅鈍化晶體硅太陽(yáng)能電池（以下簡(jiǎn)稱太陽(yáng)能電池或電池）的表面，來(lái)實(shí)現(xiàn)光生載流子的選擇性通過(guò)，也即多數(shù)載流子可以無(wú)障礙地通過(guò)隧穿氧化硅層進(jìn)入到摻雜多晶硅薄膜內(nèi)繼而被收集，而與此同時(shí)少數(shù)載流子在隧穿氧化硅和硅的界面處的復(fù)合速率很低并且無(wú)法通過(guò)隧穿氧化硅到達(dá)摻雜多晶硅薄膜中。TOPCon電池可以實(shí)現(xiàn)光生載流子的一維收集，減小了少數(shù)載流子復(fù)合幾率的同時(shí)，也增加了多數(shù)載流子的收集幾率。由于TOPCon電池中的摻雜多晶硅（實(shí)際上應(yīng)是多晶硅和微晶硅的混合體，但以多晶硅為主，為便于表述，本申請(qǐng)統(tǒng)稱多晶硅）的光學(xué)吸收系數(shù)相對(duì)于晶體硅更大，這會(huì)導(dǎo)致照射到電池表面的光在這層多晶硅薄膜中被過(guò)多地吸收，從而顯著降低了吸收層晶體硅襯底的光吸收。因此，鈍化接觸結(jié)構(gòu)在應(yīng)用于晶體硅太陽(yáng)能電池時(shí)，更多地是應(yīng)用于電池背表面。

在太陽(yáng)能電池的正面采用局部鈍化接觸結(jié)構(gòu)可以避免上述問(wèn)題。這種結(jié)構(gòu)的特征是，在非金屬電極接觸區(qū)域（以下簡(jiǎn)稱非金屬電極區(qū)域）不采用鈍化接觸結(jié)構(gòu)，而在金屬電極接觸區(qū)域（以下簡(jiǎn)稱金屬電極區(qū)域）則采用鈍化接觸結(jié)構(gòu)。相比于傳統(tǒng)的全面積（也即包括非金屬電極區(qū)域和金屬電極區(qū)域）的鈍化接觸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用局部鈍化接觸結(jié)構(gòu)應(yīng)用于電池正面，可以避免電池正面非金屬電極區(qū)域采用摻雜多晶硅層而導(dǎo)致的光吸收較大的問(wèn)題，從而增加了進(jìn)入到晶體硅襯底的入射光的量，進(jìn)而增加了晶體硅襯底中的光生載流子產(chǎn)生量。

目前實(shí)現(xiàn)這種局部鈍化接觸結(jié)構(gòu)，普遍多采用光刻法、化學(xué)漿料刻蝕法。光刻法屬于半導(dǎo)體芯片的制造方法，成本較高同時(shí)制備步驟較為繁瑣；而采用化學(xué)漿料刻蝕法制備局部接觸鈍化結(jié)構(gòu)也需要在多晶硅層實(shí)施摻雜、制備掩膜、印刷保護(hù)型或刻蝕型化學(xué)漿料、化學(xué)刻蝕以及去除掩膜等，制備步驟比較繁瑣，成本較高。由此可見(jiàn)，采用這兩種常用方法制備局部鈍化接觸結(jié)構(gòu)，工藝步驟繁瑣，而光刻膠和化學(xué)刻蝕漿料作為消耗材料成本也較高，從而導(dǎo)致總體的制備成本比較高，這就給局部鈍化接觸結(jié)構(gòu)的應(yīng)用帶來(lái)了較大的難度。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明給出了一種簡(jiǎn)潔實(shí)用、低成本的實(shí)現(xiàn)電子局部鈍化接觸結(jié)構(gòu)的方法。進(jìn)一步，又將上述實(shí)現(xiàn)電子局部鈍化接觸結(jié)構(gòu)的制備方法應(yīng)用于太陽(yáng)能電池，公開(kāi)了一種具有電子局部鈍化接觸結(jié)構(gòu)的晶體硅太陽(yáng)能電池和相應(yīng)的電池制備方法。