[發明專利]一種N型單晶硅HBC太陽電池結構及其制備方法

在審

• 申請號: 202011233147.7
• 申請日: 2020-11-06
• 公開（公告）號: CN112635607A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 解觀超;田得雨;張小明;盛健;林綱正;陳剛
• 申請（專利權）人: 浙江愛旭太陽能科技有限公司;廣東愛旭科技有限公司;天津愛旭太陽能科技有限公司
• 主分類號: H01L31/072
• 分類號: H01L31/072;H01L31/0352;H01L31/0376;H01L31/20
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 高文龍

1.一種N型單晶硅HBC太陽電池結構，包括單晶硅襯底(4)、位于單晶硅襯底(4)正面的正面結構以及位于單晶硅襯底(4)背面的背面結構，其特征在于：所述正面結構包括自上而下設置的氮化硅層(1)、氧化硅層(2)和n+型晶體硅層(3)，所述背面結構包括左右相互交替排列的兩種單元結構，一種單元結構包括自上而下設置的p+型晶體硅層(5)、TCO導電膜(8)和金屬電極(9)，另一種單元結構包括自上而下設置的本征非晶硅層(6)、n+非晶硅層(7)、TCO導電膜(8)和金屬電極(9)，所述p+型晶體硅層(5)的厚度等于本征非晶硅層(6)和n+非晶硅層(7)的厚度之和，該兩種單元結構的TCO導電膜(8)等厚且平齊設置，并且該兩種單元結構的TCO導電膜(8)之間留有間隙(10)。

2.根據權利要求1所述的N型單晶硅HBC太陽電池結構，其特征在于：所述氧化硅層(2)的厚度范圍為2nm-20nm，優選是2nm，所述氮化硅層(1)的厚度范圍為60nm-150nm，優選是80nm，所述本征非晶硅層(6)的厚度范圍為1-10nm，優選是1nm，所述n+非晶硅層(7)的厚度范圍為1-50nm，優選是5nm，所述TCO導電膜(8)的厚度范圍為40-150nm，優選是50nm，所述間隙(10)為1-50um，優選是2um。

3.制備權利要求1或2所述的N型單晶硅HBC太陽電池結構的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟(1)：選取N型單晶硅片，將其正面制絨，背面拋光；

步驟(2)：將步驟(1)獲得的硅片背面進行硼摻雜，形成p+型晶體硅層；

步驟(3)：將步驟(2)獲得的硅片正面進行磷摻雜，形成n+型晶體硅層；

步驟(4)：將步驟(3)獲得的硅片背面印刷掩膜并烘干，對硅片背面進行單面刻蝕切斷，刻蝕切斷后的p+型晶體硅層呈等間距間隔分布；

步驟(5)：使用堿液去除步驟(4)中的掩膜，然后使用酸液清洗中和殘留的堿液，同時去除硅片上的PSG和BSG；

步驟(6)：將步驟(5)獲得的硅片雙面生長SiO₂層，正面的SiO₂層鋪設在n+型晶體硅層上，背面的SiO₂層鋪設在p+型晶體硅層上以及p+型晶體硅層之間的間隙上；

步驟(7)：將步驟(6)獲得的硅片正面生長SiNx薄膜，得到SiNx層；

步驟(8)：將步驟(7)獲得的硅片背面印刷掩膜并烘干，去除背面位于p+型晶體硅層之間的間隙上的SiO₂層，然后使用堿液去除掩膜；

步驟(9)：在步驟(8)獲得的硅片背面生長本征非晶硅層和n+非晶硅層，本征非晶硅層和n+非晶硅層的厚度之和與p+型晶體硅層的厚度相等；

步驟(10)：去除硅片背面鋪設在p+型晶體硅層上的SiO₂層以及該SiO₂層下方的本征非晶硅層和n+非晶硅層；

步驟(11)：在步驟(10)獲得的硅片背面生長TCO導電膜；

然后先切斷n+非晶硅層和p+型晶體硅層之間的TCO導電膜、再在硅片背面TCO導電膜上印刷金屬電極，烘干固化形成最終電池；

或者先在硅片背面TCO導電膜上制作金屬電極、再切斷n+非晶硅層和p+型晶體硅層之間的TCO導電膜，形成最終電池。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)中，使用HF+HNO₃混合液對硅片背面進行單面刻蝕切斷，HF+HNO₃混合液為體積比為20％的HF、體積比為60％的HNO₃、其余為水的混合溶液；溶液溫度是30℃；

所述步驟(5)和步驟(8)中，使用的堿液相同，均為體積比為10％的氨水溶液，溶液溫度是60℃，時間為5min，去除掩膜；所述酸液為體積比為5％的HF水溶液。