一种指交叉背接触太阳能电池及其制备方法与流程

本发明涉及光伏电池制造，具体涉及一种指交叉背接触太阳能电池及其制备方法。

背景技术：

1、bc电池，即叉指背接触(interdigitated back contact，ibc)太阳能电池，由于其前表面无栅线遮挡，背面栅线设计窗口较宽，故可实现较高的转化效率，被广泛应用。目前，为了提高电池的转换效率，bc电池的正面多采用湿法制绒技术制备绒面，可将正面反射率降至10％以下。同时，添加正面减反射膜以进一步减少光的反射，提高短路电流。

2、但是，采用湿法制绒技术在bc电池正面制备绒面时，需要使用掩膜对bc电池的正面进行保护，工艺复杂且对掩膜质量要求较高。同时，正面减反射膜通常采用氮化硅膜系，其在减少短波反射方面效果有限，限制了电池的转换效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种指交叉背接触太阳能电池及其制备方法，以解决现有技术中bc电池正面制绒的工艺复杂且对掩膜质量要求较高以及氮化硅减反射膜在减少短波反射方面效果有限的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

3、一种指交叉背接触太阳能电池的制备方法，包括如下步骤：

4、s1：将n型硅片放置在质量浓度40％～60％的h2o2溶液中进行表面油污的清洗；在质量浓度40％～50％的koh溶液中进行双面抛光处理；在hcl/hf混酸液中进行碱液的中和、金属离子及氧化层的清洗；完成水洗、热烘干处理；

5、s2：将清洗完的n型硅片放入plcvd设备中，在500℃～700℃条件下生长一层第一隧穿氧化层；在550℃～650℃条件下于第一隧穿氧化层表面生长一层第一多晶硅层；

6、s3：将n型硅片放入高温扩散设备中进行背面硼扩散，形成p型掺杂多晶硅层，并在p型掺杂多晶硅层表面沉积一层背面bsg层；

7、s4：对背面bsg层进行激光开槽，去除第一区域的背面bsg层；

8、s5：去除n型硅片上绕镀的正面bsg层、正面p型掺杂多晶硅层、侧面p型掺杂多晶硅层，第一区域的p型掺杂多晶硅层、第一区域的第一隧穿氧化层和第一区域的n型硅片背面扩散有硼元素的部分；

9、s6：将清洗完的n型硅片放入plcvd设备中，于n型硅片的背面第一区域内，在500℃～700℃条件下生长一层第二隧穿氧化层；在550℃～650℃条件下于第二隧穿氧化层表面生长一层第二多晶硅层；

10、s7：将n型硅片放入高温扩散设备中进行背面磷扩散，形成n型掺杂多晶硅层，并在n型掺杂多晶硅层表面沉积一层背面psg层；

11、s8：对背面psg层进行激光开槽，去除第二区域的背面psg层；

12、s9：去除n型硅片上绕镀的正面psg层、正面n型掺杂多晶硅层、侧面n型掺杂多晶硅层，并去除第二区域的n型掺杂多晶硅层、第二区域的第二隧穿氧化层；

13、s10：将n型硅片放置在等离子刻蚀设备内，室温25℃下，对等离子刻蚀设备抽真空，保持等离子刻蚀设备真空度100mtorr～1000mtorr，通入100sccm～1000sccmsf6、100sccm～5000sccmo2和100sccm～2000sccmcl2的混合气体等离子体，对n型硅片的正面进行等离子刻蚀，形成微纳米绒面，刻蚀时间为1min～100min；

14、s11：使用体积比为boe：h2o2：h2o＝1：2：3的混合溶液对制绒后的n型硅片进行绒面优化，反应时间6min～8min，反应温度40℃，然后按顺序进行水洗-h洗-水洗-hcl洗-水洗，以去除n型硅片表面的氧化层或金属杂质；

15、s12：将清洗完成的n型硅片放入pecvd设备中，在n型硅片的正面和背面分别生长一层al2o3膜或者sio2膜，然后生长一层氮化硅层与al2o3膜或者sio2膜形成钝化层；

16、s13：丝网印刷、烧结和测试分选。

17、优选地，步骤s2中，所述第一隧穿层的厚度为1nm～3nm，所述第一多晶硅层的厚度为200nm～320nm。

18、优选地，步骤s3中，硼扩散的温度为800℃～1100℃，扩散时长为45min～90min，扩散后所述p型掺杂多晶硅层的方块电阻为80ω～140ω，结深为0.1μm～0.5μm。

19、优选地，步骤s4与步骤s8中，采用激光为紫外光或绿光，采用激光的脉冲宽度为皮秒级或者飞秒级，激光功率为30w～50w，激光波长为355nm或532nm。

20、优选地，步骤s5与步骤s9中，将所述n型硅片放置在质量浓度40％～55％的hf溶液与质量浓度3％～5％的碱性溶液的混合溶液中进行清洗刻蚀，所述碱性溶液为koh溶液或naoh溶液，清洗时长为120s～160s。

21、优选地，步骤s6中，所述第二隧穿层的厚度为1nm～3nm，所述第二多晶硅层的厚度为100nm～180nm。

22、优选地，步骤s7中，磷扩散的温度为700℃～900℃，扩散时长为30min～50min，所述n型掺杂多晶硅层的方块电阻为30ω～60ω。

23、优选地，所述al2o3膜的厚度为4nm～6nm，所述sio2膜的厚度为4nm～6nm，所述氮化硅层的厚度为70nm～90nm。

24、优选地，步骤s13中，在所述n型硅片的背面丝网印刷银浆后烧结，烧结过程中银浆烧穿背面所述钝化层，与n型掺杂多晶硅层或p型掺杂多晶硅层接触后形成电极，烧结温度为700℃～760℃，所述电极的宽度为30μm～50μm。

25、本发明还提供一种指交叉背接触太阳能电池，采用如上述任一项所述的制备方法制得，包括：

26、n型硅片，具有相对设置的正面和背面，所述n型硅片的背面分布有第一沉积区、第二沉积区和两个分隔区，两个所述分隔区相对布置在所述第二沉积区的两侧，所述第一沉积区通过两个所述分隔区的其中一个与所述第二沉积区间隔布置；

27、第一隧穿氧化层，设置在所述n型硅片的背面并覆盖所述第一沉积区；

28、p型掺杂多晶硅层，设置在所述第一隧穿氧化层的表面上；

29、第二隧穿氧化层，设置在所述n型硅片的背面并覆盖所述第二沉积区；

30、n型掺杂多晶硅层，设置在所述第二隧穿氧化层的表面上；

31、背面钝化层，覆盖在所述p型掺杂多晶硅层、所述n型掺杂多晶硅层、两个所述分隔区的表面上，所述背面钝化层包括依次设置的背面al2o3膜、背面氮化硅层，或者所述背面钝化层包括依次设置的背面sio2膜、背面氮化硅层；

32、微纳米绒面，形成在所述n型硅片的正面；

33、正面钝化层，设置在所述微纳米绒面的表面上，所述正面钝化层包括依次设置的正面al2o3膜、正面氮化硅层，或者所述正面钝化层包括依次设置的正面sio2膜、正面氮化硅层；

34、电极组件，设置在所述n型硅片的背面，所述电极组件包括第一电极和第二电极；

35、所述第一电极位于所述第一沉积区，且所述第一电极的一端穿过所述背面钝化层以与所述p型掺杂多晶硅层相接触，另一端穿出于所述背面钝化层；

36、所述第二电极位于所述第二沉积区，且所述第二电极的一端穿过所述背面钝化层以与所述n型掺杂多晶硅层相接触，另一端穿出于所述背面钝化层。由于上述技术方案的运用，本技术与现有技术相比的有益效果在于：

37、本技术提供的一种指交叉背接触太阳能电池的制备方法，通过使用成分为sf6、o2、cl2的混合气体等离子体，对n型硅片的正面进行等离子刻蚀，形成微纳米绒面。并使用体积比为boe：h2o2：h2o＝1：2：3的混合溶液，对制绒后的n型硅片进行绒面优化，可以降低对制绒过程中用于保护n型硅片正面的掩膜的要求，减小工艺复杂性，降低成本。同时，将采用以上方式形成的微纳米绒面与正面钝化层相配合使用，可以降低电池对短光波的反射率，进而提高电池的转换效率。

38、本技术提供的一种指交叉背接触太阳能电池，通过本技术的制备方法制得，使得其制备成本低，转换效率高。