[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

本發明公開了一種N型單晶硅HBC太陽電池結構及其制備方法，該電池結構包括單晶硅襯底、正面結構以及背面結構，所述正面結構包括自上而下設置的氮化硅層、氧化硅層和n+型晶體硅層，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、TCO導電膜和金屬電極，另一種單元結構包括自上而下設置的本征非晶硅層、n+非晶硅層、TCO導電膜和金屬電極，所述p+型晶體硅層的厚度等于本征非晶硅層和n+非晶硅層的厚度之和，該兩種單元結構的TCO導電膜等厚且平齊設置，TCO導電膜之間留有間隙。該電池結構能夠提高正面的鈍化效果和減反射效果。本發明同時公開了該電池結構的制備方法。

技術領域

本發明涉及硅片及其制備方法，具體是指一種N型單晶硅HBC太陽電池結構及其制備方法。

背景技術

能源是現代社會發展的基石，隨著全球經濟社會的不斷發展，能源消費也持續增長，隨著時間的變遷，化石能源越來越來稀缺，在化石能源緊張的背景下，大規模的開發和發明可再生資源已成為未來能源的重要戰略，太陽能是最潔凈的清潔能源，可再生能源。

太陽能電池是太陽能發電的核心部分，現有HBC電池結構正面采用a-Si+SiNx膜層結構，缺少摻雜層進行場鈍化；背面叉指狀p-n結結構的制作需要反復多次制作掩膜再去除掩膜，而且需要多次沉積非晶硅薄膜，制作工藝難度高，生產成本高。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種N型單晶硅HBC太陽電池結構，該電池結構能夠提高正面的鈍化效果和減反射效果。

本發明的這一目的通過如下技術方案來實現的：一種N型單晶硅HBC太陽電池結構，包括單晶硅襯底、位于單晶硅襯底正面的正面結構以及位于單晶硅襯底背面的背面結構，其特征在于：所述正面結構包括自上而下設置的氮化硅層、氧化硅層和n+型晶體硅層，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、TCO導電膜和金屬電極，另一種單元結構包括自上而下設置的本征非晶硅層、n+非晶硅層、TCO導電膜和金屬電極，所述p+型晶體硅層的厚度等于本征非晶硅層和n+非晶硅層的厚度之和，該兩種單元結構的TCO導電膜等厚且平齊設置，并且該兩種單元結構的TCO導電膜之間留有間隙。

本發明中，氮化硅層即是SiNx層，氧化硅層即是SiO₂層，n+型晶體硅層即是n+c-Si層，單晶硅襯底即是nc-Si層，p+型晶體硅層即是p+c-Si層，本征非晶硅層即是i a-Si層，n+非晶硅層即是n+a-Si層。

本發明的電池結構，背面叉指狀p-n結，p+區(即p+型晶體硅層所對應的區域)材質為晶體硅，n+區(即n+非晶硅層所對應的區域)材質為非晶硅，避免多次使用掩膜層，多次沉積非晶硅，解決了工藝步驟繁多的問題。同時，該電池結構在背面n+區與基底之間加入了本征非晶硅過渡層，n+區材質為非晶硅，形成異質結結構的p-n結。因此，本發明的電池結構解決了現有HBC電池正面無摻雜層前場區鈍化的問題，正面鈍化膜層鈍化效果繼續提高的問題，同時解決了背面p+區與n+區同為非晶硅材質，需要多次使用掩膜層，多次沉積非晶硅的問題，能夠提高正面的鈍化效果和減反射效果，增加n+前場區，減少少子復合。

本發明中，所述氧化硅層的厚度范圍為2nm-20nm，優選是2nm，所述氮化硅層的厚度范圍為60nm-150nm，優選是80nm，所述本征非晶硅層的厚度范圍為1-10nm，優選是1nm，所述n+非晶硅層的厚度范圍為1-50nm，優選是5nm，所述TCO導電膜的厚度范圍為40-150nm，優選是50nm，所述間隙為1-50um，優選是2um。

本發明的目的之二是提供上述N型單晶硅HBC太陽電池結構的制備方法。

本發明的這一目的通過如下技術方案來實現的：制備上述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；