專利名稱：晶體硅太陽能電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種電池，具體涉及ー種晶體硅太陽能電池。
背景技術(shù)：
在常規(guī)晶體硅太陽能電池中，為了減小電極和硅片的接觸電阻，通常要求擴散后高濃度摻雜，但此時電池的頂層復(fù)合大，限制了電池的轉(zhuǎn)換效率。選擇性發(fā)射極作為晶體硅太陽能電池生產(chǎn)エ藝中實現(xiàn)高效率的方法之一，能夠很好的解決這ー常規(guī)晶體硅太陽電池生產(chǎn)エ藝所不能解決的矛盾。選擇性發(fā)射極有很多實現(xiàn)方法，譬如在電極區(qū)印刷高濃度磷漿后放入擴散爐中擴散等一些其它的新エ藝。雖然表現(xiàn)出比常規(guī)晶體硅太陽電池更好地電性能，但普遍成本太高，エ藝復(fù)雜，無法大批量生產(chǎn)。載流子在傳輸過程中的復(fù)合是制約晶硅電池效率提升的另ー個主要方面，傳統(tǒng)エ藝正面采用氮化硅來減少光子損失和載流子復(fù)合。商品化晶體硅太陽電池一般采用等離子增強化學(xué)氣相沉積制備a-SiNX = H作為迎光面表面鈍化和減反射膜，其中a-SiNX = H膜起減反射作用，折射率在I. 8-2. 4之間，相對于硅電池的最佳折射率為2. 33。反應(yīng)中產(chǎn)生的H與硅表面懸掛鍵結(jié)合或滲入晶體硅內(nèi)部，起表面鈍化和體鈍化的作用。上述制備方法決定了 a _SiNX:H膜的鈍化和減反射效果不能同時達(dá)到最好。同時隨著硅片厚度的逐漸降低，膜厚鋁背場更加容易造成硅片的翹曲，給后續(xù)エ序加工帶來諸多問題，容易造成破片影響電池片性能。

實用新型內(nèi)容實用新型目的本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種電池效率高且性能好的晶體硅太陽能電池。技術(shù)方案本實用新型所述的ー種晶體硅太陽能電池，包括硅片，在硅片的迎光面發(fā)射極上依次設(shè)置有ニ氧化硅(SiO2)層、三氧化ニ鋁(Al2O3)鈍化層和減反射膜層，硅片的背面上依次設(shè)置有ニ氧化硅(SiO2)層和三氧化ニ鋁(Al2O3)鈍化層。迎光面發(fā)射極上的減反射膜層為a _SiNx:H層，對入射光起到減反射的作用。所述迎光面發(fā)射極上的三氧化ニ鋁(Al2O3)鈍化層厚度為5 10nm，背面上三氧化ニ鋁(Al2O3)鈍化層厚度為10 30nm，所述迎光面發(fā)射極上和背面上的ニ氧化硅(SiO2)層的厚度均為2 5nm，a -SiNx: H減反射膜的厚度為60 lOOnm。為了防止硅片彎曲，該晶體硅太陽能電池的背面不印刷鋁背場。獲得所述的晶體硅太陽能電池，包括以下步驟I、將硅片清洗、制絨和擴散；2、利用PSG作為磷源，采用激光鐳射在硅片預(yù)備印刷的正面實現(xiàn)區(qū)域重?fù)诫s，制成發(fā)射極，激光波長為532nm或355nm，鐳射深度為50_1000nm ；3、將硅片去PSG和刻邊；4、通過等離子增強化學(xué)氣相沉積或原子層沉積(ALD)在硅片的迎光面發(fā)射極和背面各沉積ー層三氧化ニ鋁(Al2O3)薄膜作為鈍化層；5、將硅片進行氫氣退火，在硅片和三氧化ニ鋁(Al2O3)層之間生長出ニ氧化硅(SiO2)層；6、通過等離子增強化學(xué)氣相沉積的方法在迎光面發(fā)射極的三氧化ニ鋁(Al2O3)表面制備a-SiNX = H減反射膜；7、印刷、燒結(jié)電池電極的正面和背面，并進行電性能測試。 有益效果本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是(I)利用激光摻雜的方法實現(xiàn)了選擇性發(fā)射極層，減少了表面復(fù)合，極大地提升了電池效率；(2)充分利用三氧化ニ鋁與硅片結(jié)合鈍化效果好的特點，在電池的迎光面及背面沉積三氧化ニ鋁鈍化層，提高光子壽命，提升效率，并且在増加背面鈍化效果的同時，増加背反射，提高背面反射率；(3)硅片背面的三氧化ニ鋁層有效地代替了鋁背場，降低成本的同時防止硅片彎曲，降低破片率；
(4)ニ氧化硅層、三氧化ニ鋁鈍化層和a _SiNX:H減反射膜的復(fù)合，熱穩(wěn)定性好，并與后續(xù)電池制備エ藝兼容。

圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面對本實用新型技術(shù)方案進行詳細(xì)說明，但是本實用新型的保護范圍不局限于所述實施例。實施例I :如圖I所示的晶體硅太陽能電池，在硅片I的迎光面發(fā)射極上依次設(shè)置有2nm厚的ニ氧化硅(SiO2)層2、5nm厚的三氧化ニ鋁(Al2O3)鈍化層3和82nm厚的a -SiNx:H減反射膜4，硅片I的背面上依次設(shè)置有2nm厚的ニ氧化硅(SiO2)層5和20nm厚的三氧化ニ鋁(Al2O3)鈍化層6，獲得該晶體硅太陽能電池步驟如下 (I)對晶體硅片I進行清洗制絨；(2)利用PSG作為磷源，將晶體硅片I放置于激光工作臺上，采用一臺波長為532nm的脈沖激光器，設(shè)置激光脈沖頻率為20_40KHz，掃描速度為180-350mm/s，激光功率為3-4W，用經(jīng)聚焦后達(dá)到微米量級直徑的光斑照射到太陽能電池表面進行掃描制成發(fā)射極；( 3 )對硅片I進行刻邊并清洗；(4)采用原子層沉積(ALD)法在硅片I兩面生長出三氧化ニ鋁(Al2O3)層，其中迎光面三氧化ニ鋁(Al2O3)層3厚度為5nm，背面Al2O3層6厚度20nm。(5)然后將樣品放在退火爐中，在氮氣和水蒸氣比為15:1的混合氣體環(huán)境中退火，退火溫度控制在500°C，退火時間30分鐘，在硅基體和迎光面發(fā)射極的三氧化ニ鋁(Al2O3)層之間自動生成ー層厚度為2nm的ニ氧化娃(SiO2)層2,在娃基體和背面的三氧化ニ鋁(Al2O3)層之間自動生成ー層厚度為2nm的ニ氧化硅(SiO2)層5 ；(6)用PECVD法在三氧化ニ鋁(Al2O3)層3上生長ー層厚度為82nm的a-SiNx:H層4，經(jīng)實驗測試折射率為2. 18 ；[0027](7)絲網(wǎng)印刷正負(fù)電極并金屬化測試，完成電池的制備過程。實施例2 如圖I所示的晶體硅太陽能電池，在硅片I的迎光面發(fā)射極上依次設(shè)置有5nm厚的ニ氧化硅(SiO2)層2、5nm厚的三氧化ニ鋁(Al2O3)鈍化層3和82nm厚的a -SiNx:H減反射膜4，硅片I的背面上依次設(shè)置有5nm厚的ニ氧化硅(SiO2)層5和20nm厚的三氧化ニ鋁(Al2O3)鈍化層6，獲得該晶體硅太陽能電池步驟如下( I)對晶體硅片I進行清洗制絨； (2)將晶體娃片I放置于激光工作臺上,米用一臺波長為355nm的脈沖激光器，設(shè)置激光脈沖頻率為20-50KHZ，掃描速度為180-350mm/s，激光功率為1_3W，用經(jīng)聚焦后達(dá)到微米量級直徑的光斑照射到太陽能電池表面進行掃描制成發(fā)射扱；( 3 )對硅片I進行刻邊并清洗；(4)采用PECVD法在硅片I兩面生長ー層三氧化ニ鋁(Al2O3)層，其中迎光面三氧化ニ鋁(Al2O3)層3厚度為5nm，背面三氧化ニ鋁(Al2O3)層6厚度為20nm ；(5)然后將樣品放在退火爐中，在氮氣和水蒸氣比為15:1的混合氣體環(huán)境中退火，退火溫度控制在500°C，退火時間50分鐘，在硅基體和迎光面發(fā)射極的三氧化ニ鋁(Al2O3)層之間自動生成ー層厚度為5nm的ニ氧化娃(SiO2)層2,在娃基體和背面的三氧化ニ鋁(Al2O3)層之間自動生成ー層厚度為5nm的ニ氧化硅(SiO2)層5 ；(6)用PECVD法在三氧化ニ鋁(Al203)3層上生長ー層厚度為82nm的a-SiNx:H層4，經(jīng)實驗測試折射率為2. 10 ；(7)絲網(wǎng)印刷正負(fù)電極并金屬化測試，完成電池的制備過程。如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本實用新型，但其不得解釋為對本實用新型自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本實用新型的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
權(quán)利要求1.ー種晶體硅太陽能電池，包括硅片(1)，其特征在于，在所述硅片(I)的迎光面發(fā)射極上依次設(shè)置有ニ氧化硅層(2 )、三氧化ニ鋁鈍化層(3 )和減反射膜層(4 )，所述硅片(I)的背面上依次設(shè)置有ニ氧化硅層(5 )和三氧化ニ鋁鈍化層(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體硅太陽能電池，其特征在干所述迎光面發(fā)射極上的減反射膜層(4)為a-SiNx = H層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體硅太陽能電池，其特征在于所述迎光面發(fā)射極上的三氧化ニ鋁鈍化層(3)的厚度為5 IOnm ;背面上的三氧化ニ鋁鈍化層(6)的厚度為10 30nmo
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的晶體硅太陽能電池，其特征在于所述迎光面發(fā)射極上的ニ氧化娃層(2)和背面上的ニ氧化娃層(5)厚度均為2 5nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶體硅太陽能電池，其特征在于所述a-SiNx:H層的厚度為·60 lOOnm。
專利摘要本實用新型公開一種晶體硅太陽能電池，包括硅片(1)，在硅片(1)的迎光面發(fā)射極上依次設(shè)置有二氧化硅(SiO2)層(2)、三氧化二鋁(Al2O3)鈍化層(3)和減反射層(4)，硅片(1)的背面上依次設(shè)置有二氧化硅(SiO2)層(5)和三氧化二鋁(Al2O3)鈍化層(6)，所述背面上的減反射層(4)為α-SiNX:H層；本實用新型利用激光摻雜的方法實現(xiàn)了選擇性發(fā)射極層，減少了表面復(fù)合，極大地提升了電池效率；充分利用三氧化二鋁(Al2O3)與硅片結(jié)合鈍化效果好的特點，增加背反射，提高背面反射率；硅片背面的三氧化二鋁(Al2O3)層有效地代替了鋁背場，降低成本的同時防止硅片彎曲，降低破片率。
文檔編號H01L31/0216GK202601629SQ20122023868
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者范維濤, 勾憲芳, 姜利凱, 王鵬, 宋愛珍, 曹華斌 申請人:中節(jié)能太陽能科技有限公司