一种TBC结构背接触电池的制造方法及背接触电池与流程

本技术涉及太阳能电池制造，更具体地说，涉及一种tbc结构背接触电池的制造方法及背接触电池。

背景技术：

1、太阳能电池，其将光能直接转换为电能的原理在于人工制造的pn结结构，能够将光生载流子选择性的分开，从而使两个区域间产生电势差。在太阳能电池设计生产中，提高开路电压，短路电流，填充因子ff是提升光电转换效率的常用手段。

2、背接触（bc）太阳能电池的pn结与金属接触电极都设计在电池背面，前表面没有电极遮挡，可以提高电池片的短路电流。同时金属栅线全部设计在背面，不用考虑遮光的影响。在组件封装过程中，电池片可以更加紧密的排列在一起，提高组件的封装密度，从而增加了组件的转换效率。

3、目前bc结构电池的制备普遍涉及掩膜的制备与去除，以及硼扩散、磷扩散两次高温过程，工艺复杂，成本较高。同时p区使用硼掺杂多晶硅的形式使得钝化效果难以提升，从而影响电池整体转换效率。

4、现有技术中，专利号cn114823991a，公开了一种背接触电池的制备方法及背接触电池，该申请案使用pecvd的方法分别制备硼掺杂非晶硅的p区，以及磷掺杂非晶硅的n区，最后通过退火完成掺杂，但其所制成的结构p区仍然为硼掺杂多晶硅的形式，钝化效果提升困难。

5、专利号cn112864275a，公开了一种ibc电池的制备方法、ibc电池和太阳能电池组件，该申请案通过硼在单晶硅上扩散形成p区，通过lpcvd加磷扩散的方式形成n区，但其高温步骤较多，不利于成本控制；p区表面硼浓度较低，不利于烧结过程中硅片与金属浆料形成更好的欧姆接触；高功率激光与硅片表面会形成大面积接触，易对其造成损伤。

技术实现思路

1、1.发明要解决的技术问题

2、鉴于上述现有技术的不足，本技术提供了一种tbc结构背接触电池的制造方法及背接触电池，该tbc结构的太阳能电池，其p区采用硼掺杂单晶硅的方式，避开了常见的硼掺杂多晶硅作为p区而带来的钝化效果不好的问题；同时使用非原位硼掺杂的多晶硅层退火进行硼掺杂，使p区表面硼浓度为最高，可有效利用bc结构电池的优势，使金属浆料烧结较浅的深度就能获得较好的欧姆接触，减少p区损伤与复合。

3、2.技术方案

4、本技术的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本技术的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。

5、为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：

6、作为本技术的第一方面，本技术提供了一种tbc结构背接触电池的制造方法，包括以下步骤：

7、s01、对硅片进行双面抛光，并清洗干净；

8、s02、在硅片两面生长一层原位硼掺非晶硅层，然后在原位硼掺非晶硅层上生长一层第一阻挡层；

9、s03、对硅片背面的第一阻挡层进行刻蚀，形成叉指图形，将刻蚀的区域设为第二区域，剩下的阻挡层区域设为第一区域；

10、s04、对硅片进行刻蚀，使第二区域刻蚀出一个凹槽；

11、s05、在凹槽内及第一区域的第一阻挡层上依次生长隧穿氧化层、本征非晶硅层、原位磷掺非晶硅层和第二阻挡层；

12、s06、对硅片进行退火处理，使硼掺杂单晶硅的第一区域形成p区，磷掺杂单晶硅的第二区域形成n区，并使非晶硅层转变为多晶硅层；

13、s07、去除第一区域上的第二阻挡层，并在第一区域与第二区域之间烧刻出一道沟道；

14、s08、将硅片正面制成单晶绒面，同时依次去除第一区域的磷掺多晶硅层、隧穿氧化层、第一阻挡层和硼掺多晶硅层；最后对硅片进行清洗，去除第二区域上的第二阻挡层；

15、s09、在硅片的正反面生长钝化层；

16、s10、在硅片的背面制成电极，得到tbc结构背接触电池片。

17、进一步的，所述原位磷掺非晶硅层为浓度在4e20以上的高浓度原位磷掺杂的非晶硅层。

18、进一步的，所述原位硼掺非晶硅层的厚度为50-100nm，第一阻挡层的厚度为45-55nm。

19、进一步的，所述的第一阻挡层、第二阻挡层采用不易与碱发生反应的物质。

20、进一步的，所述的第一阻挡层、第二阻挡层为二氧化硅或氮化硅。

21、进一步的，步骤s04将硅片放入碱溶液中，进行碱刻蚀，所述碱溶液采用naoh溶液或koh溶液。

22、进一步的，步骤s04中去除第二区域的原位硼掺非晶硅层以及部分单晶硅层形成凹槽。

23、进一步的，步骤s05使用硅烷和笑气作为反应气体，在凹槽内及第一区域的第一阻挡层上生长一层隧穿氧化层，然后在隧穿氧化层上生长一层本征非晶硅层，然后在本征非晶硅层上生长一层原位磷掺非晶硅层，最后在原位磷掺非晶硅层上生长一层第二阻挡层。

24、进一步的，所述隧穿氧化层厚度为1-2nm，本征非晶硅层厚度为150-300nm，原位磷掺非晶硅层厚度为30-60nm，第二阻挡层的厚度为48-52nm。

25、进一步的，步骤s06将硅片在900-1000℃的温度下，进行退火处理30-60分钟。

26、进一步的，步骤s03使用激光对第一阻挡层进行刻蚀，步骤s07使用波长为532nm的绿光激光器，去除第一区域上的第二阻挡层。

27、进一步的，步骤s08进行湿法步骤，采用碱液-酸液-碱液-酸液的顺序，依次去掉第一区域的磷掺多晶硅层、隧穿氧化层、第一阻挡层和硼掺多晶硅层，最后去除第二区域上的第二阻挡层。

28、进一步的，步骤s08使用naoh制绒液将硅片正面制成单晶绒面，同时刻蚀掉第一区域的磷掺多晶硅层，再使用hf溶液去除掉第一区域上的隧穿氧化层和第一阻挡层，后使用碱液去除掉第一区域上的硼掺多晶硅层，最后使用hf溶液进行整片的清洗，同时去除第二区域上的第二阻挡层。

29、作为本技术的第二方面，本技术提供了一种tbc结构背接触电池，采用本技术提供的所述方法制造得到。

30、进一步的，该电池主体结构为n型掺杂的单晶硅；正面为单晶绒面结构，背面n区为磷重掺杂多晶硅层加隧穿氧化层结构，p区为硼掺杂单晶硅结构；正面与背面的表面均覆盖有氧化铝、氮化硅、氮氧化硅组成的钝化膜。

31、3.有益效果

32、采用本技术提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

33、（1）本技术通过在bc电池背表面制备硼掺杂非晶硅层的方式，作为p区的掺杂源，使最后p区的表面硼掺杂浓度最高；同时此非晶硅层还作为激光与n区的缓冲层，避免高功率激光与n区的直接接触，减少了硅片损伤。

34、（2）本技术使用pecvd加退火的方式制备p区与n区，减少了高温过程和石英件的使用与损耗，同时减少了正面的绕镀，从而简化了电池的制备工艺流程，节约了生产成本。

35、（3）本技术结合bc结构电池金属电极全部在背面，不会遮挡太阳光的特点，使用硼掺杂非晶硅作为掺杂源，最后去除非晶硅部分，使p区表面即为掺杂浓度最高的区域，可以使浆料覆盖面积变大，烧结深度变小，减少对硅基体的损伤，减少复合。