[發(fā)明專利]制造太陽(yáng)能電池片的方法和太陽(yáng)能電池片

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011592701.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN112599619A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖俊峰;李巖;石剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都曄凡科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/0236
• 分類號(hào): H01L31/0236;H01L31/0216;H01L31/068;H01L31/18
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 劉迎春;張寧瀟

本發(fā)明涉及一種制造太陽(yáng)能電池片的方法和太陽(yáng)能電池片。所述方法包括如下步驟：在硅片的底表面上設(shè)置凹凸結(jié)構(gòu)；在硅片的底表面上設(shè)置氧化硅層，以使得氧化硅層的底表面形成和硅片的底表面相一致的凹凸結(jié)構(gòu)；沉積非晶硅層；加熱非晶硅層，以使得熔融的非晶硅層固化結(jié)晶而形成摻雜多晶硅層。本發(fā)明中，通過在硅片的底表面上形成凹凸結(jié)構(gòu)，能夠使非晶硅層按預(yù)設(shè)的方向結(jié)晶，最終形成的摻雜多晶硅層的晶粒的晶界大多傾向于垂直于硅片的方向，形成的摻雜多晶硅層的晶粒尺寸大，載流子遷移率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源領(lǐng)域，尤其涉及一種制造太陽(yáng)能電池片的方法和太陽(yáng)能電池片。

背景技術(shù)

隨著全球煤炭、石油、天然氣等常規(guī)化石能源消耗速度加快，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，特別是溫室氣體排放導(dǎo)致日益嚴(yán)峻的全球氣候變化，人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)受到嚴(yán)重威脅。世界各國(guó)紛紛制定各自的能源發(fā)展戰(zhàn)略，以應(yīng)對(duì)常規(guī)化石能源資源的有限性和開發(fā)利用帶來的環(huán)境問題。太陽(yáng)能憑借其可靠性、安全性、廣泛性、長(zhǎng)壽性、環(huán)保性、資源充足性的特點(diǎn)已成為最重要的可再生能源之一，有望成為未來全球電力供應(yīng)的主要支柱。

在新一輪能源變革過程中，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)已成長(zhǎng)為具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。然而，光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨諸多問題與挑戰(zhàn)，轉(zhuǎn)換效率與可靠性是制約光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最大技術(shù)障礙，而成本控制與規(guī)模化又在經(jīng)濟(jì)上形成制約。

隧穿氧化物/多晶硅鈍化接觸太陽(yáng)電池作為一種背面全鈍化接觸太陽(yáng)電池，核心膜層的制作質(zhì)量是整個(gè)電池高效的關(guān)鍵，這些核心膜層的質(zhì)量直接決定了電池的鈍化質(zhì)量和電池效率。

現(xiàn)有的核心膜層的制備方式有如下一些具體示例：例如，可以使用等離子沉積(PECVD)制備二氧化硅，其采用SiH₄和O₂分開的進(jìn)氣方式進(jìn)入到反應(yīng)腔體內(nèi)部，通過射頻電源(RF)激發(fā)電離后，兩種氣體快速反應(yīng)生成二氧化硅薄膜，但是離子源、腔體內(nèi)部及載板上都容易附著反應(yīng)產(chǎn)物，伴有掉渣問題產(chǎn)生，PECVD設(shè)備需要經(jīng)常維護(hù)，維護(hù)成本高、周期短，能效較差。再例如，可以采用物理氣相沉積(PVD)的方法，通過在等離子激發(fā)氬氣生產(chǎn)的氬離子轟擊已經(jīng)摻雜好磷的硅靶，濺射下來的硅磷原子沉積到表面而形成，非晶硅中摻雜濃度取決于靶材摻雜濃度，其缺點(diǎn)是摻磷硅靶尤其是高濃度摻雜磷的硅靶難以制作，穩(wěn)定性和可靠性較差，非晶硅膜層晶化成摻雜多晶硅膜時(shí)一致性較差，從而影響鈍化接觸電池的效率和質(zhì)量。再例如，還可以采用熱氧化法生長(zhǎng)二氧化硅，這種方法制備出的二氧化硅中的硅來源于硅片表面，當(dāng)硅片表面形成一定厚度的二氧化硅層后，氧化劑必須以擴(kuò)散的形式運(yùn)動(dòng)到硅-二氧化硅界面，再與硅反應(yīng)生成二氧化硅，然而，隨著二氧化硅層的增厚，薄膜的生長(zhǎng)速率將逐漸下降，從而很難控制氧化速率，特別是難以制備出極薄的高質(zhì)量氧化層，而且很容易導(dǎo)致過渡族金屬玷污。

另外，多晶硅膜的晶粒大小、晶界面排列方向等直接影響影響多晶硅膜的載流子遷移率(包括電子遷移率和空穴遷移率)，影響鈍化接觸太陽(yáng)電池的效率。由如上方式而實(shí)現(xiàn)的在二氧化硅層上沉積形成非晶硅膜/摻雜非晶硅膜，會(huì)使得二氧化硅層的致密性/成核密度直接影響非晶硅膜/摻雜非晶硅膜的生長(zhǎng)質(zhì)量。

再有，在準(zhǔn)分子激光退火制程中，摻雜非晶硅膜受到高溫后變成完全熔融狀態(tài)，然后重結(jié)晶形成N型多晶硅膜。重結(jié)晶時(shí)會(huì)按照低能量向高能量方向結(jié)晶，低溫向高溫方向結(jié)晶。由于目前采用準(zhǔn)分子激光束均勻的照射到非晶硅薄膜層上，非晶硅薄膜層的各部分溫度大致相等，所以重結(jié)晶時(shí)的起點(diǎn)和方向是凌亂的，導(dǎo)致結(jié)晶后晶粒偏小，晶粒間晶界偏多，就會(huì)影響N型摻雜多晶硅膜的載流子遷移率。

因而，需要提供一種制造太陽(yáng)能電池片的方法和太陽(yáng)能電池片，以至少部分地解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種制造太陽(yáng)能電池片的方法和太陽(yáng)能電池片。本發(fā)明中，在硅片的底表面上形成規(guī)則或不規(guī)則的凹凸結(jié)構(gòu)，能夠使非晶硅層按預(yù)設(shè)的方向結(jié)晶，最終形成的摻雜多晶硅層的晶粒的晶界大多傾向于垂直于硅片的方向。并且，最終形成的摻雜多晶硅層的晶粒尺寸大，形成的摻雜多晶硅層的載流子遷移率高。