技術領域

本發明屬于太陽能電池領域，特別涉及一種N型雙面太陽電池及其制備方法。

背景技術：

進入二十一世紀，隨著社會現代化進程的加快，對能源的需要也隨之增加，能源危機日趨凸顯。作為緩解能源問題的重要手段之一，光伏發電技術近年得到了快速發展。其中傳統P型單晶和多晶硅太陽電池發展尤為迅速，但其發電成本仍然比較高，嚴重的限制了它的進一步發展。而以N型硅作為基底的新型PERT太陽電池憑借能夠雙面發電、無光致衰減以及組件端適用環境更廣等優點，近年越來越受到人們的青睞。業內航天機電、中來集團、英利等光伏公司都在進行N型雙面電池的布局。但是作為N型雙面電池技術難點的背場制備時擴散對正面產生補償的問題以及P型表面鈍化層的電極接觸問題一直沒有得到很好的解決。業內一般通過離子注入的方式進行背場的制備以避免磷擴散到正面，但離子注入的成本過高，采用氧化硅加氮化硅雙層薄膜鈍化P型表面，這樣電極能夠燒穿鈍化層與晶硅表面形成歐姆接觸，其缺點是氧化硅經紫外光照射后鈍化效果會衰減，同時氧化硅的制備一般采用熱氧化法，因此制備過程會引入熱缺陷，影響電池效率。

N型電池的正面即硼擴后的P型表面采用常規氮化硅鈍化效果不理想，而采用SiO₂/SiN_x 鈍化膜，由于SiO₂與硅表面晶格匹配度較高，能有效降低表面缺陷態密度，能夠有效鈍化P型晶硅表面，但是氧化硅一般需在高溫下制備，制備周期長、會引入一定的熱缺陷，同時SiO₂受到紫外光照射鈍化效果會衰減。

Al₂O₃富含高濃度的固定負電荷，同時其退火后與晶硅界面處形成一層氧化硅也有一定的化學鈍化作用，對p型晶硅表面具有很好的場效應鈍化作用，但是Al₂O₃/SiN_x鈍化膜的缺點是電極漿料無法燒穿薄膜，其與晶硅表面無法形成良好的歐姆接觸，電流無法線性輸出。

電極接觸部位復合比較嚴重，影響電池的轉換效率。

技術實現要素：

本發明的目的是解決上述現有技術中存在的不足和問題，提出了一種N型雙面太陽電池的制備方法，降低了電極接觸電阻，提升了電池的效率；

本發明還提出了一種N型雙面太陽電池，其電極接觸電阻較低，電池效率較高。

本發明采用的技術方案如下：

一種N型雙面太陽電池的制備方法，包括：

S1、對N型單晶硅片進行制絨；

S2、分別對制絨后硅片的正面進行硼擴散形成硼擴散層、背面進行磷擴散形成磷擴散層；在硅片正面的硼擴散層上沉積氧化鋁層，在所述氧化鋁層上沉積氮化硅層形成疊層的氧化鋁/氮化硅鈍化層；在硅片背面的磷擴散層上沉積氮化硅鈍化減反射膜；

S3、將硅片正面的對應于電池正面各副柵線電極處的氧化鋁/氮化硅鈍化層通過刻蝕去除形成刻蝕槽；

S4、絲網印刷燒結以制備正面和背面電極，其中正面的副柵線電極覆蓋形成在各刻蝕槽處。

優選地，步驟S3中，通過各刻蝕槽向硼擴散層選擇性重摻硼。

優選地，步驟S3中，通過激光將對應于電池正面各副柵線電極處的氧化鋁/氮化硅鈍化層刻蝕去除。

優選地，步驟S2進一步包括按順序依次進行的如下步驟：

S21、對制絨后硅片的正面旋涂硼漿料并進行后退火處理以形成所述的噴擴散層作為正面發射極；

S22、對制絨后硅片的背面進行磷擴散形成所述磷擴散層；

S23、在硅片正面的硼擴散層上沉積氧化鋁層，在所述氧化鋁層上沉積氮化硅層形成疊層的氧化鋁/氮化硅鈍化層；在硅片背面的磷擴散層上沉積氮化硅鈍化減反射膜。

更優選地，步驟S21中，退火氛圍為氧氣和氮氣的混合氣體，爐管中硼擴散溫度為800～1200℃，擴散時間為30～2h，所述正面發射極擴散方阻為40～80Ω。

更優選地，步驟S22中，爐管中磷擴散溫度為800～1000℃，擴散時間為30～2h，所述磷擴散后擴散方阻為20～80Ω。

更優選地，步驟S23中，通過PECVD或ALD方法在硅片正面的硼擴散層上沉積氧化鋁層，隨后在所述氧化鋁層上通過PECVD方法沉積氮化硅層形成氧化鋁/氮化硅鈍化層。

更優選地，步驟S23中，

所述氧化鋁層厚度為5～30nm；

和/或，

所述氮化硅層的厚度為60～120nm左右；

和/或，

所述氮化硅鈍化減反射薄膜的厚度為60～120nm。

更優選地，步驟S2還包括：

在進行步驟S23之前，對硅片的四周進行刻邊，并清洗去除硅片表面的硼硅玻璃和磷硅玻璃。

優選地，步驟S4中，正面的副柵線電極填充并覆蓋各刻蝕槽。

本發明采用的又一技術方案如下：

一種N型雙面太陽能電池，包括依次層疊設置的氮化硅層、氧化鋁層、硼擴散層、N型硅基底、磷擴散層以及氮化硅鈍化減反射膜，所述氮化硅層、氧化鋁層構成疊層的氧化鋁/氮化硅鈍化層，所述氧化鋁/氮化硅鈍化層上刻蝕形成有用于對應各副柵線電極的刻蝕槽，副柵線電極填充在所述刻蝕槽內以形成歐姆接觸。

優選地，所述刻蝕槽處的硼擴散層上通過選擇重摻硼形成硼重摻雜部。

本發明采用以上方案，相比現有技術具有如下優點：

采用疊層結構的氧化鋁/氮化硅鈍化層的鈍化效果較佳，不會產生紫外光照射后鈍化效果衰減的現象；將正面副柵線電極下面的鈍化層刻蝕掉解決了電極與晶硅表面的接觸問題，提升了電池的效率。

附圖說明

附圖1為本發明的一種N型雙面太陽電池的制備方法的流程圖；

附圖2為本發明的一種N型雙面太陽電池的結構示意圖。

上述附圖中，

1、氮化硅層；2、氧化鋁層；3、硼擴散層；4、N型硅基底；5、磷擴散層；6、氮化硅鈍化減反射膜；7、主柵線電極；8、副柵線電極；9、硼重摻雜部。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域的技術人員理解。

參照附圖1所示，一種N型雙面太陽電池的制備方法，依次包括：

S1、對硅片表面進行預處理以去除N型晶硅表面的損傷層，對N型單晶硅進行制絨，得到具有陷光效果的金字塔結構；

S2、分別對制絨后硅片的正面進行硼擴散形成硼擴散層、背面進行磷擴散形成磷擴散層；在硅片正面的硼擴散層上沉積氧化鋁層，在所述氧化鋁層上沉積氮化硅層形成疊層的氧化鋁/氮化硅鈍化層；在硅片背面的磷擴散層上沉積氮化硅鈍化減反射膜；

S3、通過激光（光刻、濕法刻蝕、等離子刻蝕等類似刻蝕方法）將硅片正面的對應于電池正面各副柵線電極處的氧化鋁/氮化硅鈍化層刻蝕去除，形成多個刻蝕槽。刻蝕槽延伸至硼擴散層的上表面從而露出硼擴散層的部分上表面，并在各刻蝕槽部位通過絲網印刷硼漿、離子注入等方式向硼擴散層進行選擇性硼重摻從而在刻蝕槽附近的硼擴散層上形成硼重摻雜部；

S4、在正面氧化鋁/氮化硅鈍化層和氮化硅鈍化減反射膜絲網印刷燒結以制備正、背面電極，其中正面選擇副柵線與激光刻蝕槽匹配的網版，正面的副柵線電極填充并覆蓋形成在各刻蝕槽處。

上述的步驟S2進一步包括：

S21、對制絨后硅片的正面旋涂硼漿料并進行后退火處理以形成所述的噴擴散層作為正面發射極；退火氛圍為氧氣和氮氣的混合氣體，爐管中硼擴散溫度為800～1200℃，擴散時間為30～2h，所述正面發射極擴散方阻為40～80Ω；

S22、對制絨后硅片的背面進行磷擴散形成所述磷擴散層；步驟S21中硼退火形成致密的BSG（硼硅玻璃）以阻擋磷反摻到正面，爐管中磷擴散溫度為800～1000℃，擴散時間為30～2h，所述磷擴散后擴散方阻為20～80Ω；

S24、等離子刻蝕電池四周對硅片的四周進行刻邊，防止邊緣漏電，濕法清洗去除硼硅玻璃（BSG）、磷硅玻璃（PSG）；

S23、在硅片正面的硼擴散層上沉積氧化鋁層，在所述氧化鋁層上沉積氮化硅層形成疊層的氧化鋁/氮化硅鈍化層；在硅片背面的磷擴散層上沉積氮化硅鈍化減反射膜。

步驟S2的執行順序為S21、S22、S24、S23。

步驟S23中，正面通過PECVD（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）等離子增強化學氣相沉積或ALD（Atom layer deposition）原子層沉積等方法在晶硅正表面沉積氧化鋁層，隨后在氧化鋁基礎上PECVD沉積氮化硅以形成氧化鋁/氮化硅（Al₂O₃/SiN_x）疊層鈍化層，其中氧化鋁層厚度為5～30nm，氮化硅層厚度控制在60～120nm左右；背面沉積氮化硅鈍化減反射膜，其厚度為60～120nm。

參照附圖2所示，采用上述制備方法制備得到的N型雙面太陽電池，包括依次層疊設置的氮化硅層1、氧化鋁層2、硼擴散層3、N型硅基底4、磷擴散層5以及氮化硅鈍化減反射膜6，所述氮化硅層1、氧化鋁層2構成疊層的氧化鋁/氮化硅鈍化層，所述氧化鋁/氮化硅鈍化層上刻蝕形成有用于對應各副柵線電極8的刻蝕槽，所述刻蝕槽處的硼擴散層3通過選擇重摻硼形成硼重摻雜部9，且副柵線電極8填充在所述刻蝕槽內以形成歐姆接觸。硅片正面硼擴散形成所述的硼擴散層3，硅片背面磷擴散形成所述的磷擴散層5，而位于硼擴散層3和磷擴散層5之間的部分則為N型硅基底4。正面的氧化鋁/氮化硅鈍化層上還通過印刷形成有主柵線電極7，背面的氮化硅鈍化減反射膜6上也通過印刷形成有主柵線電極7。

采用疊層結構的氧化鋁/氮化硅鈍化層的鈍化效果較佳，不會產生紫外光照射后鈍化效果衰減的現象；將正面副柵線電極下面的鈍化層刻蝕掉解決了電極與晶硅表面的接觸問題，刻蝕處的硼重摻降低了電極接觸電阻，提升了電池的效率。

上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，是一種優選的實施例，其目的在于熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限定本發明的保護范圍。凡根據本發明的精神實質所作的等效變換或修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。