全钝化背接触TBC太阳能电池结构及其制备方法与流程

本发明涉及太阳能发电，具体涉及一种全钝化背接触tbc太阳能电池结构及其制备方法。

背景技术：

1、光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能的系统，其中太阳能电池的基本结构就是一个大面积平面pn 结。在太阳光照射到pn 结上时，pn 结吸收光能激发出电子和空穴，随后在pn 结中产生电压，实现光电的转换。因此，在晶硅电池中实现太阳光能和电能转换的核心结构即为 pn 结。

2、随着perc电池逐渐逼近24.5%的极限效率，业内开始寻求下一代晶硅电池技术，目前主流推进的有topcon（隧穿氧化层钝化接触）、hjt（异质结）、ibc（指叉背接触）技术，与topcon和hjt这种通过改变钝化方式提升电池效率的思路不同，ibc电池是通过将电池栅线全部转移到背面，减少栅线遮光面积，提升电流密度，增加电池效率。ibc电池为平台技术，与topcon技术叠加为tbc，与hjt技术叠加为hbc。

3、ibc电池得特点是电池正面无电极，正负电极栅线呈指叉状集成于背面，电池主要特征为：1.采用高少子寿命硅片，避免载流子在传输至pn结前被复合；2.正负电极集成于背面，栅线图形形貌，设计窗口较大；3.正面减反射叠膜＆前表面场设计，最大限度提升光学利用，减少前表复合；4.背面n区、p区指叉排布，p区（发射极)收集空穴，n区（背场）捕获电子；5.与钝化接触技术结合制备n区场极p区发射极，提升电池钝化水平。

4、ibc电池优点：1.正面无栅线遮挡，光子吸收水平高，电流密度高；2.结合topcon技术，在无较大电流密度损失的情况下，正负极均可制备钝化接触结构，提升钝化水平；3.正负极均在背面，可以增加栅线宽，降低接触电阻，提升ff，并对电流无显著影响；4.电池正面无栅线设计，电池美观，bipv（光伏建筑一体化）应用场景优势明显。

5、tbc电池存在有工艺复杂，工序多，成本高，良率低的问题，常规tbc电池制备工序包括：双面抛光-隧穿氧化层制备-本征poly沉积-硼扩散-激光消融-碱抛光-隧穿氧化层制备-本征poly沉积-磷扩散-激光消融-碱洗-激光消融-单面链酸-制绒-减反射钝化膜-印刷烧结，特别的，现有poly沉积技术，如管式lpcvd、pecvd存在绕镀，电池制程需要增加去绕镀工序，现有掺杂技术，管式硼源磷源扩散技术存在绕扩，电池制程需要增加去绕扩工序。

6、因此，如何简化tbc电池的制备工艺是本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种全钝化背接触tbc太阳能电池结构及其制备方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种全钝化背接触tbc太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：步骤s1，对n型基底硅片进行双面抛光，制备带有平坦的碱抛光塔基形貌的硅片表面；步骤s2，对硅片背面氧化制备第一隧穿sio2层，然后对第一隧穿sio2层沉积一层掺硼非晶硅形成p+poly层，采用激光诱导氧化技术在硅片背面p区poly形成图形化的激光sio2掩膜，并用碱洗去硅片背面非掩膜部分的第一隧穿sio2层和p+poly层；步骤s3，对碱洗后的硅片背面氧化制备第二隧穿sio2层，然后对第二隧穿sio2层沉积一层掺磷非晶硅形成背面n+poly层，采用激光诱导氧化技术在硅片背面n区poly形成图形化的激光sio2掩膜；步骤s4，在硅片的正面形成金字塔绒面，同时去除硅片的背面非掩膜部分的背面n+poly层并在n区和p区隔离区形成绒面；步骤s5，对硅片的正面绒面沉积一层掺磷非晶硅形成正面n+poly层；步骤s6，将硅片置于高温退火炉管，硅片正面的受光面形成n+前钝化场，硅片背面的p区与n区接触面分别形成p+发射极与n+背钝化场；步骤s7，清洗硅片后依次在硅片的正背面形成钝化膜层和减反射膜层，在硅片背面的n区和p区丝网印刷烧结金属浆料得到n区电极和p区电极，制备得到电池片。

3、进一步的，所述步骤s1中抛光后的硅片表面反射率为35～45%；所述塔基的大小为5～15μm。

4、进一步的，所述步骤s2中第一隧穿sio2层的厚度为0.5～3nm，p+poly层的厚度为30～300nm，硼掺杂浓度为1e18cm-3～1e21cm-3；激光sio2掩膜的厚度为5～15nm，氧化区域的宽度为10～150μm。

5、进一步的，所述步骤s3中第二隧穿sio2层的厚度为0.5～3nm，背面n+poly层的厚度为30～300nm，磷掺杂浓度为5e19cm-3～1e22cm-3；激光sio2掩膜的厚度为5～15nm，氧化区域的宽度为10～150μm。

6、进一步的，所述步骤s4中硅片正面和背面隔离区的绒面反射率为9～12%。

7、进一步的，所述步骤s5中正面n+poly层的厚度为5～15nm，磷掺杂浓度为5e19cm-3～1e22cm-3。

8、进一步的，所述第一隧穿sio2层和第二隧穿sio2层采用平板式pecvd方法制备；所述p+poly层、背面n+poly层和正面n+poly层采用平板式pvd方法沉积。

9、进一步的，所述步骤s6中将硅片置于高温退火炉管包括：高温晶化和高温氧化；其中高温晶化推进温度为900～950℃，高温晶化推进时间为30～60min，高温氧化温度为800～850℃，高温氧化时间为10～30min。

10、进一步的，所述步骤s7中钝化膜层的厚度为2～12nm；减反射膜层的厚度正面为70～95nm，折射率为1.8～2.2,，背面为60～110nm，折射率为1.8～2.2。

11、又一方面，本发明还提供了一种采用如前所述的方法制备得到的全钝化背接触tbc太阳能电池结构，所述电池片的正面为薄掺杂多晶硅作为掺杂源制备的n+前钝化场；所述电池片的背面的金属接触区为pvd下镀膜方式制备的钝化接触掺杂poly；其中p+区poly掺杂元素为b；n+区poly掺杂元素为p、n、c、o中的任意一种或多种的组合。

12、本发明的有益效果是，本发明的全钝化背接触tbc太阳能电池结构及其制备方法基于激光氧化技术与平板式pvd无绕镀单面沉积原位掺杂技术，在背面n区n+polu掺入n、c、o元素调整晶化速率与p+poly实现同步退火同时也避免n区扩穿和p区欠激活欠扩，同时也可降低背面n区n+poly寄生吸收，提高光子吸收率，正面采用薄掺杂多晶硅作为掺杂源可在后续工序中连同氧化层清洗去除，上述改进大幅缩减了tbc电池的生产工序也提升了产品的良率。

13、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

14、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种全钝化背接触tbc太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的方法制备得到的全钝化背接触tbc太阳能电池结构，其特征在于，

技术总结本发明涉及太阳能发电技术领域，具体涉及一种全钝化背接触TBC太阳能电池结构及其制备方法，包括如下步骤：步骤S1，对硅片双面抛光；步骤S2，氧化制备第一隧穿SiO<subgt;2</subgt;层，沉积一层掺硼非晶硅形成P+poly层，形成图形化的激光SiO<subgt;2</subgt;掩膜，并用碱洗；步骤S3，氧化制备第二隧穿SiO<subgt;2</subgt;层，沉积一层掺磷非晶硅形成背面N+poly层，形成图形化的激光SiO<subgt;2</subgt;掩膜；步骤S4，形成金字塔绒面；步骤S5，沉积一层掺磷非晶硅形成正面N+poly层；步骤S6，将硅片置于高温退火炉管，硅片正面的受光面形成N+前钝化场，硅片背面的P区与N区接触面分别形成P+发射极与N+背钝化场；步骤S7，清洗硅片后依次在硅片的正背面形成钝化膜层和减反射膜层，丝网印刷烧结金属浆料得到电极，制备得到电池片。技术研发人员：刘奇尧,潘家彦,上官泉元受保护的技术使用者：常州比太科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/12