一種n型背結(jié)雙面電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能電池生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種N型背結(jié)雙面電池。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是一種清潔、高效和永不枯竭的新能源。目前，各國政府都將太陽能資源利用作為國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容。光伏發(fā)電具有安全可靠、無噪聲、無污染、制約少、故障率低、維護(hù)簡單等優(yōu)點。
[0003]近幾年，光伏發(fā)電迅猛發(fā)展，太陽能電池技術(shù)日新月異，尤其是N型硅太陽能電池技術(shù)。與摻硼(B)的P型晶體硅材料相比，摻磷(P)的N型晶體硅材料具有如下優(yōu)勢:(I)N型材料中的雜質(zhì)(如一些常見的金屬離子)對少子空穴的捕獲能力低于P型材料中的雜質(zhì)對少子電子的捕獲能力；(2)選用摻磷的N型硅材料形成的電池沒有光致衰減效應(yīng)的存在，因此，N型晶體硅電池的效率不會隨著光照時間的加長而逐漸衰減；(3)N型硅材料的少子空穴的表面復(fù)合速率低于P型材料中電子的表面復(fù)合速率。上述三大優(yōu)勢是N型晶體硅電池獲得高轉(zhuǎn)化效率的前提。目前N型晶體硅太陽能電池已經(jīng)成為科研機構(gòu)和電池廠家研究的重點，其中N型背結(jié)太陽能電池也得到廣泛關(guān)注。
[0004]目前報道的N型背結(jié)電池均為單面受光電池，電池正面采用金屬柵線結(jié)構(gòu)，未印刷金屬的區(qū)域可以吸收入射光，而電池背面全部印刷鋁漿料，無法吸收環(huán)境中的散射光，同時大面積印刷鋁漿料并燒結(jié)還容易造成電池片彎曲等問題。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)中N型背結(jié)電池都為單面受光的背結(jié)電池，工藝復(fù)雜，具體流程如下:首先是進(jìn)行制絨和背面拋光處理，接下來進(jìn)行正面磷擴散，之后是濕法刻蝕去除正面磷硅玻璃以及背面和邊緣的磷摻雜層實現(xiàn)邊絕緣，濕法刻蝕后硅片進(jìn)行了背面的硼擴散，硼擴散后的硅片也需要進(jìn)行化學(xué)清洗去除硼硅玻璃和邊緣絕緣，之后在硅片正面沉積氧化硅鈍化層，在硅片背面沉積氧化鋁鈍化層，在硅片的正背面沉積氮化硅減反射層，之后需要在硅片的背面利用激光進(jìn)行開孔或開槽，去除該位置處的氮化硅和氧化鋁，之后在硅片背面印刷鋁漿料，在硅片正面印刷銀漿料，并燒結(jié)，完成背結(jié)單面電池的制備。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中N型背結(jié)電池都為單面受光的背結(jié)電池，制備工藝步驟復(fù)雜，電池背面選用了氧化鋁鈍化以及大面積印刷鋁漿料，為了得到良好的金屬接觸，印刷前需要在氧化鋁鈍化層上開槽，同時由于大面積印刷鋁漿，燒結(jié)后可能造成硅片彎曲；另一方面，背面全部印刷鋁漿料，制備成的單面受光電池，背面無法吸收散射光，這類電池?zé)o法用于制備高輸出功率的雙玻組件。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種N型背結(jié)雙面電池電池，該電池雙面受光，具有較高的光電轉(zhuǎn)化效率。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是:一種N型背結(jié)雙面電池，包括硅片襯底，硅片襯底的正面自內(nèi)向外依次為磷摻雜電池前場、氧化硅鈍化層、氮化硅減反射層、正面銀電極，硅片襯底的背面自內(nèi)向外依次為硼摻雜電池發(fā)射極、氧化硅鈍化層、氮化硅減反射層、背面銀鋁電極，正面銀電極和背面銀鋁電極均為柵線結(jié)構(gòu)。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案，硅片襯底背面為先形成氧化硅鈍化層，然后再沉積氧化鋁疊層。
[00?0]進(jìn)一步的技術(shù)方案，氧化招疊層的厚度為lnm-5nm0
[00?1 ]進(jìn)一步的技術(shù)方案，氮化娃減反射層的厚度為60nm-80nmo
[0012]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:該雙面電池是利用磷摻雜在電池正面制備電池前場，利用硼摻雜在電池背面制備發(fā)射極，正背面采用氧化硅鈍化層，正背面均沉積氮化硅減反射膜，印刷過程中，正面印刷柵線結(jié)構(gòu)的銀漿料，背面印刷柵線結(jié)構(gòu)的銀鋁漿料，在確保良好金屬接觸的同時，未印刷區(qū)域可以吸收散射光提升電池效率，制備的電池可以雙面受光，大大提高光電轉(zhuǎn)化效率。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0014]圖中:1、硅片襯底;2、磷摻雜電池前場;3、硼摻雜電池發(fā)射極;4、氧鈍化層;5、氮化硅減反射層;6、正面銀電極;7、背面銀鋁電極。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0016]由于N型硅片的少子壽命長，相應(yīng)的復(fù)合低，所以可以把電池的PN結(jié)制備在電池的背面，電池正面沒有嚴(yán)重影響短波響應(yīng)的死層，同時結(jié)合基區(qū)大的擴散長度和背面的反射，使入射光得到最大限度的利用，進(jìn)而提升電池的光電轉(zhuǎn)化效率。
[0017]本實用新型的主要目的是制備N型背結(jié)雙面電池，其制備流程如下:利用磷摻雜在電池正面制備電池前場，利用硼摻雜在電池背面制備發(fā)射極，正面采用氧化硅鈍化層，背面采用氧化硅鈍化或者氧化硅與氧化鋁疊層鈍化，正背面均沉積氮化硅減反射膜，印刷過程中，正面印刷銀漿料，背面印刷銀鋁漿料，正背面均為金屬柵線結(jié)構(gòu)，未印刷區(qū)域可以吸收散射光提升電池效率，因此該電池可以雙面受光，可以吸收更多的光，獲得更高的轉(zhuǎn)化效率。
[0018]本實用新型的具體結(jié)構(gòu)參見圖1所示，包括硅片襯底I，硅片襯底I的正面自內(nèi)向外依次為磷摻雜電池前場2、氧化硅鈍化層4、氮化硅減反射層5、正面銀電極6，硅片襯底I的背面自內(nèi)向外依次為硼摻雜電池發(fā)射極3、氧化硅鈍化層4、氮化硅減反射層5、背面銀鋁電極7，正面銀電極6和背面銀鋁電極7均為柵線結(jié)構(gòu)。
[0019]硅片襯底I背面先形成氧化硅鈍化層4，然后再沉積氧化鋁疊層。
[°02°]其中，氧化招疊層的厚度為lnm-5nm0
[0021 ]氮化娃減反射層5的厚度為60nm-80nmo
[0022]本實用新型的制備工藝可以分為以下四個實施例:
[0023]實施例一
[0024](I)結(jié)構(gòu)化處理-雙面制絨，采用化學(xué)清洗對硅片表面進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，該操作可以在硅片表面形成倒金字塔的絨面，從而減少表面反射，提高硅片內(nèi)部的光吸收。同時化學(xué)清洗還可以去除硅片表面的損傷層及雜質(zhì)，確保硅晶體表面的潔凈程度，避免硅晶體表面的雜質(zhì)在后續(xù)高溫擴散過程中進(jìn)入硅片內(nèi)部形成復(fù)合中心，對電池性能產(chǎn)生不利影響；
[0025](2)正面磷擴散，采用P0C13(三氯氧磷)擴散，在N型硅片的正面形成一個高低結(jié)，即電池的前場;磷擴散過程中通過控制POCl3流量，擴散溫度，和通源時間可以得到理想的憐慘雜濃度；
[0026](3)背面拋光處理，將磷擴散后的硅片在鏈?zhǔn)角逑丛O(shè)備中進(jìn)行背面拋光處理，通過水膜保護(hù)正面的磷摻雜層，硅片背面和邊緣進(jìn)行腐蝕，腐蝕深度在1.5-4μπι范圍內(nèi)，同時還可以去除正面的磷硅玻璃；
[0027](4)背面硼擴散，采用BBr3(三溴化硼)擴散，在N型硅片背面形成PN結(jié)，即電池的發(fā)射極;硼擴散過程中通過控制BBr3流量，擴散溫度和通源時間可以得到理想的硼摻雜濃度；
[0028](5)采用等離子體刻蝕對硼擴散后硅片進(jìn)行邊絕緣，在等離子體刻蝕機中通入CF4、02，在輝光條件下與硅片進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，腐蝕硅片邊緣達(dá)到邊緣絕緣；
[0029](6)化學(xué)清洗硅片背面的硼硅玻璃，并且通過氧化性酸溶液在硅片的正反面形成氧化硅鈍化層；
[0030](7)在硅片背面沉積很薄的氧化鋁層，氧化鋁層厚度控制在lnm-5nm，該步驟也可以省略；
[0031](8)在硅片正背面沉積氮化硅減反射膜，利用PECVD設(shè)備在硅片正反面沉積