专利名称：非晶硅钝化n型背接触电池及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种非晶硅钝化N型背接触电池及其制备方法。
背景技术：
随着光伏行业的不断发展，降低发电成本是一个不得不面对的问题，而提高电池片效率就是降低成本的关键措施。背结背接触电池(BJBC)的金属电极全部在背面，正面完全没有栅线，短路电流提高明显，电池效率最高达到24. 2%。由于BJBC电池特殊的结构，组件成本也进一步降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种非晶硅钝化背接触电池及其制备方法，解决背结背电池工艺中成本高、工艺复杂的技术问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种非晶硅钝化N型背接触电池，包括N型硅片基体，在所述的N型硅片基体的背面具有形成P型发射极的P型掺杂层和形成N型背场的N型非晶硅层，在P型掺杂层和N型非晶硅层上制作电极。为了有效保护P型掺杂层和N型非晶硅层，防止其受到损伤，在所述的P型掺杂层和N型非晶硅层上均覆盖氧化铝和氮化硅叠层膜。为了减小电池在使用中光的反射率，提高短路电流，增加PN结的面积，最终提高电池的光电转换效率，在所述的N型硅片基体的正面制绒，并覆盖氮化硅膜。进一步的，所述非晶硅钝化N型背接触电池的制备方法通过掩膜的方式在N型硅片基体的背面扩散形成P型掺杂层，在扩散后的硅片背面开槽，通过掩膜的方式在开槽区域内沉积N型非晶硅层，P型掺杂层和N型非晶硅层构成背接触电池背面的P型发射极和N型背场。进一步的，具体步骤为①、在N型硅片基体的正面进行制绒；②、N型硅片基体的正面沉积掩膜层，N型硅片基体的背面扩散形成P型掺杂层；③、去除N型硅片基体的掩膜层后再次对N型硅片基体进行掩膜处理，在N型硅片基体的正反面形成掩膜层；④、在N型硅片基体的背面进行激光开槽；⑤、去除激光开槽对N型硅片基体的损伤，对槽区内沉积生长N型非晶硅层，最后形成N型背场；⑥、去除N型硅片基体的掩膜层，在N型硅片基体的正面镀上氮化硅叠层膜，N型硅片基体的背面镀上氧化铝和氮化硅叠层膜；⑦、N型硅片基体背面印刷金属栅线。为了便于在单晶硅上制备绒面，将所述N型硅片基体采用N型直拉单晶硅，单晶具有各向同性，充分利用各向同性在单晶硅上碱制绒制备金字塔绒面。
为了减小电池在使用中光的反射率，提高短路电流，增加PN结的面积，最终提高电池的光电转换效率，在所述的步骤①中的制绒为碱制绒，碱制绒后的反射率为6% 8%。进一步的，在所述的步骤②中P型掺杂层的方阻为10 100ohm/sq。进一步的，在所述的步骤④中激光开槽的槽宽为100 300um。为了实现在沉积过程中基本温度低，沉积速率快，成膜的质量好，针孔小且不易龟裂的目的，在所述的步骤⑤中对槽区采用PECVD法沉积，在PECVD中通入PH3+SiH4+H2，生长n+a-Si,形成N型非晶娃层，厚度为5 IOnm,方阻为10 100ohm/sq。本发明的有益效果是本发明提供一种非晶硅钝化背接触电池及其制备方法，解决背景技术中涉及的不足，首先在单晶硅上形成N型非晶硅层，利用N型非晶硅层较好的氢钝化效果和场钝化效果；由于金属电极全部设置在背面，正面完全没有金属栅线，所以短路电流明显提高，将N型非晶硅层作为背结背接触电池中的电场，提高钝化效果，使电池效率 上升明显，使工艺变的简单，提高生产效率。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。图I是本发明的结构示意图。图中1、N型硅片基体，2、氮化硅膜，3、氧化铝和氮化硅叠层膜，4、N型非晶硅层，5、P型掺杂层,6、金属栅线。
具体实施例方式现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。如图I所示的一种非晶硅钝化N型背接触电池，包括N型硅片基体1，在N型硅片基体I的背面具有形成P型发射极的P型掺杂层5和形成N型背场的N型非晶硅层4，在P型掺杂层5和N型非晶娃层4上制作电极。为了减小光的反射率，提高短路电流，增加PN结的面积，最终提高电池的光电转换效率，在P型掺杂层5和N型非晶硅层4上均覆盖氧化铝和氮化硅叠层膜3，在N型硅片基体I的正面制绒，并覆盖氮化硅膜2。非晶硅钝化N型背接触电池的制备方法主要是通过掩膜的方式在N型硅片基体I的背面扩散形成P型掺杂层5，在扩散后的硅片背面开槽，通过掩膜的方式在开槽区域内沉积N型非晶硅层4，P型掺杂层5和N型非晶硅层4构成背接触电池背面的P型发射极和N型背场。其中，为了便于在单晶硅上制备绒面，将N型硅片基体I采用N型直拉单晶硅，单晶具有各向同性，充分利用各向同性在单晶硅上碱制绒制备金字塔绒面。以下是本发明利记博彩app的具体步骤①、在N型硅片基体I的正面进行制绒，制绒为碱制绒，碱制绒后的反射率为6% 8%，并且最后制成的绒面为金字塔绒面结构；②、N型硅片基体I的正面沉积掩膜层，N型硅片基体I的背面掺硼形成P型掺杂层5，其中，P型掺杂层5的方阻为10 100ohm/sq，最后方阻优选45ohm/sq ；
③、采用铪(HF)去除N型硅片基体I的掩膜层和硼硅玻璃(BSG)后再次对N型硅片基体I进行掩膜处理，在N型硅片基体I的正反面形成掩膜层，掩膜为氧化硅膜，优选的厚度为150nm ；④、在N型硅片基体I的背面进行激光开槽，激光开槽的槽宽为100 300um，最后槽宽优选200um ；⑤、采用KOH碱液去除激光开槽对N型硅片基体I的损伤，深度可以达到5um，对槽区内沉积生长N型非晶硅层4，最后形成N型背场，其中，为了实现在沉积过程中基本温度低，沉积速率快，成膜的质量好，针孔小且不易龟裂的目的，对槽区采用PECVD法沉积，在PECVD中通入PH3+SiH4+H2，生长n+a_Si，形成N型非晶硅层4，厚度为5 IOnm,方阻为10 100ohm/sq,最后方阻优选30ohm/sq。⑥、去除N型硅片基体I的掩膜层，在N型硅片基体I的正面镀上氮化硅膜2，氮化硅膜2的厚度优选为60nm，N型硅片基体I的背面镀上氧化铝和氮化硅叠层膜3，氧化铝和 氮化娃叠层膜3的总厚度优选为75nm ；⑦、N型硅片基体I背面印刷金属栅线6。本发明在单晶硅上形成N型非晶硅层4，N型非晶硅层4形成N型背场，利用N型非晶硅层4较好的氢钝化效果和场钝化效果；由于金属电极全部设置在背面，正面完全没有金属栅线6，所以短路电流明显提高，将N型非晶硅层4作为背结背接触电池中的电场，提高钝化效果，使电池效率上升明显，使工艺变的简单，提高生产效率。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
权利要求
1.一种非晶硅钝化N型背接触电池，包括N型硅片基体(I)，其特征是在所述的N型硅片基体(I)的背面具有形成P型发射极的P型掺杂层(5)和形成N型背场的N型非晶硅层(4)，在P型掺杂层(5)和N型非晶硅层(4)上制作电极。
2.根据权利要求I所述的非晶硅钝化N型背接触电池，其特征是在所述的P型掺杂层(5)和N型非晶硅层(4)上均覆盖氧化铝和氮化硅叠层膜(3)。
3.根据权利要求I或2所述的非晶硅钝化N型背接触电池，其特征是在所述的N型硅片基体(I)的正面制绒，并覆盖氮化硅膜(2)。
4.一种权利要求I所述的非晶硅钝化N型背接触电池的制备方法，其特征是通过掩膜的方式在N型娃片基体(I)的背面扩散形成P型掺杂层(5),在扩散后的娃片背面开槽，通过掩膜的方式在开槽区域内沉积N型非晶硅层(4)，P型掺杂层(5)和N型非晶硅层(4)构成背接触电池背面的P型发射极和N型背场，P型发射极和N型背场上制作电极。
5.根据权利要求4所述的非晶硅钝化N型背接触电池的制备方法，其特征是具体步骤为 ①、在N型硅片基体(I)的正面进行制绒； ②、N型硅片基体(I)的正面沉积掩膜层，N型硅片基体(I)的背面扩散形成P型掺杂层(5)； ③、去除N型硅片基体(I)的掩膜层后再次对N型硅片基体(I)进行掩膜处理，在N型硅片基体(I)的正反面形成掩膜层； ④、在N型硅片基体(I)的背面进行激光开槽； ⑤、去除激光开槽对N型硅片基体(I)的损伤，对槽区内沉积生长N型非晶硅层(4)，最后形成N型背场； ⑥、去除N型硅片基体(I)的掩膜层，在N型硅片基体(I)的正面镀上氮化硅膜(2)，N型硅片基体(I)的背面镀上氧化铝和氮化硅叠层膜(3)； ⑦、N型硅片基体(I)背面印刷金属栅线(6)。
6.根据权利要求5所述的非晶硅钝化N型背接触电池的制备方法，其特征在于所述的N型硅片基体(I)SN型直拉单晶硅。
7.根据权利要求5所述的非晶硅钝化N型背接触电池的制备方法，其特征在于所述的步骤①中的制绒为碱制绒，碱制绒后的反射率为6% 8%。
8.根据权利要求5所述的非晶硅钝化N型背接触电池的制备方法，其特征在于所述的步骤②中P型掺杂层(5)的方阻为10 100ohm/sq。
9.根据权利要求5所述的非晶硅钝化N型背接触电池的制备方法，其特征在于所述的步骤④中激光开槽的槽宽为100 300um。
10.根据权利要求5所述的非晶硅钝化N型背接触电池的制备方法，其特征在于所述的步骤⑤中对槽区采用PECVD法沉积，在PECVD中通入PH3+SiH4+H2，生长n+a_Si，形成N型非晶硅层(4)，厚度为5 IOnm,方阻为10 100ohm/sq。
全文摘要
本发明涉及一种非晶硅钝化N型背接触电池及其制备方法，该电池包括N型硅片基体，在N型硅片基体的背面具有P型掺杂层和N型非晶硅层，在P型掺杂层和N型非晶硅层上制作电极。该电池的制备方法通过掩膜的方式在N型硅片基体的背面扩散形成P型掺杂层，在扩散后的硅片背面开槽，通过掩膜的方式在开槽区域内沉积N型非晶硅层，P型掺杂层和N型非晶硅层构成背接触电池背面的P型发射极和N型背场,P型发射极和N型背场上制作电极。通过在硅片形成N型非晶硅层，利用N型非晶硅层较好的氢钝化效果和场钝化效果，作为背结背接触电池中的电场，提高钝化效果，使电池效率上升明显，使工艺变得简单，提高生产效率。
文档编号H01L31/0352GK102738288SQ20121020531
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者陈艳 申请人:常州天合光能有限公司