一种电池生产工艺、背接触电池以及光伏组件的制作方法

    技术2024-12-12  13


    本发明属于背接触电池,具体涉及一种电池生产工艺、背接触电池以及光伏组件。


    背景技术:

    1、目前,在隧穿多晶钝化工艺的运用中,背接触电池的正面需要使用较薄的多晶硅层,以减少光学吸收,提高电流,背接触电池的背面需要使用较厚的多晶硅层,以保证膜层的导电性,并且防止背面多晶受化学溶液损伤。但是现在一般采用管式pecvd(等离子体增强化学气相沉积)的方式制备隧穿多晶,其每次只能实现单面沉积,因此需要沉积两次才能完成硅片正面和背面的镀膜,沉积效率低,设备成本高,生产周期长,经济效益低。

    2、需要说明的是,本发明的该部分内容仅提供与本发明有关的背景技术,而并不必然构成现有技术或公知技术。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的背接触电池在生产过程中需要依次对硅片正面和背面进行沉积而导致沉积效率低、生产周期长、经济效益低的缺陷,提供一种电池生产工艺、背接触电池以及光伏组件,该电池生产工艺通过先同时对硅片的正面和背面进行沉积并形成多晶硅层,后漂洗去除位于硅片正面的部分多晶硅层的方式,以使位于硅片正面和背面的多晶硅层的厚度不同,从而实现硅片两面不同厚度的多晶硅层的沉积,提高沉积效率,降低设备成本,缩短生产周期,提高经济效益,并且通过高温扩散以及之后的激光掺杂实现硅片正面和背面的多晶硅层不同浓度的掺杂,提高转化效率,进一步地降低了设备成本,提高了经济效益。

    2、为了实现上述目的,第一方面,本发明提供一种电池生产工艺,包括以下步骤:

    3、s1. 提供双面抛光的硅片;

    4、s2. 在硅片的背面沉积保护层;

    5、s3. 通过制绒清洗,在硅片的正面形成绒面,之后去除保护层;

    6、s4. 通过低压化学气相沉积,同时在硅片的背面和正面分别沉积第一半导体层和第二半导体层,其中,第一半导体层包括依次设置的第一隧穿氧化层、第一多晶硅层、第一氧化阻挡层和第二多晶硅层,第二半导体层包括依次设置的第二隧穿氧化层、第三多晶硅层、第二氧化阻挡层和第四多晶硅层;

    7、s5. 漂洗去除第四多晶硅层;

    8、s6. 同时对第一多晶硅层、第二多晶硅层和第三多晶硅层进行高温扩散,以分别形成第一掺杂层、第二掺杂层和第三掺杂层;

    9、s7. 通过激光掺杂,去除第一氧化阻挡层,并对第一掺杂层和第二掺杂层进行二次掺杂,以形成组合掺杂层,其中,组合掺杂层的磷掺杂浓度为1e20cm-3-5e20cm-3;

    10、s8. 清洗去除第二氧化阻挡层和组合掺杂层上因s6高温扩散而产生的磷硅玻璃层,同时去除第二氧化阻挡层;

    11、s9. 在第三掺杂层上形成减反层,之后在组合掺杂层上形成掩膜层;

    12、s10. 在第一隧穿氧化层、组合掺杂层和掩膜层上进行刻蚀开口,形成第一开口区;

    13、s11. 漂洗去除第一开口区内残留的第一隧穿氧化层、组合掺杂层和掩膜层,之后清洗去除第一开口区外的掩膜层;

    14、s12. 在硅片的背面沉积第三半导体层,以使第三半导体层一部分覆盖于第一半导体层远离硅片的一侧,另一部分伸入第一开口区,且覆盖于硅片上,第三半导体层包括依次设置的本征非晶硅层和第四掺杂层。

    15、优选地,s4包括:

    16、抽真空并通入氧气直至达到第一预设气压,之后保压闷氧,以在硅片的背面形成第一隧穿氧化层,并在硅片的正面形成第二隧穿氧化层,第一隧穿氧化层和第二隧穿氧化层的厚度均为1nm-2nm;

    17、通入硅烷,以在第一隧穿氧化层上反应形成第一多晶硅层,并在第二隧穿氧化层上反应形成第三多晶硅层,第一多晶硅层和第三多晶硅层的厚度均为15nm-30nm;

    18、抽真空并通入氧气直至达到第二预设气压,之后保压闷氧,以在第一多晶硅层上反应形成第一氧化阻挡层,并在第三多晶硅层上反应形成第二氧化阻挡层,第一氧化阻挡层和第二氧化阻挡层的厚度均为0.8nm-1.6nm;

    19、通入硅烷,以在第一氧化阻挡层上反应形成第二多晶硅层,并在第二氧化阻挡层上反应形成第四多晶硅层,第二多晶硅层和第四多晶硅层的厚度均为80nm-110nm。

    20、优选地,s4中,形成第一隧穿氧化层和第二隧穿氧化层的保压条件为:第一预设气压为10000pa-30000pa,保压时间为900s-1800s,保压温度550℃-650℃;

    21、和/或,形成第一多晶硅层和第三多晶硅层的反应条件为:硅烷流量为600sccm-800sccm,反应温度为550℃-650℃,反应气压为30pa-60pa,反应时间为250s-450s;

    22、和/或,形成第一氧化阻挡层和第二氧化阻挡层的保压条件为:第二预设气压为10000pa-30000pa,保压时间为500s-1500s,保压温度550℃-650℃;

    23、和/或,形成第二多晶硅层和第四多晶硅层的反应条件为:硅烷流量为600sccm-800sccm,反应温度为550℃-650℃,反应气压为30pa-60pa,反应时间为1300s-1600s。

    24、优选地,s5中,采用的漂洗液为含氢氧化钠的水溶液,氢氧化钠浓度为1%-3%,漂洗时间为5s-10s,漂洗温度为20℃-25℃。

    25、优选地,s6包括:

    26、通入三氯氧磷、氧气和氮气进行扩散;

    27、通入氧气和氮气进行高温推进。

    28、优选地,s6中,扩散条件为:扩散温度为700℃-800℃,三氯氧磷流量为50sccm-500sccm,氧气流量为100sccm-1000sccm,氮气流量为100sccm-1000sccm,扩散气压为50mbar-300mbar,扩散时间为300s-900s;

    29、和/或,高温推进条件为:高温推进温度为820℃-840℃,氧气流量为1000sccm-2000sccm,氮气流量为1000sccm-2000sccm,高温推进气压为100mbar-500mbar,高温推进时间为900s-1200s。

    30、优选地,s7中,掺杂激光为紫外激光或绿光激光,功率为5kw-18kw,频率为300khz-800khz。

    31、优选地,s8中,采用的清洗液为含氢氟酸的水溶液,氢氟酸质量百分比为 1%-10%,去离子水质量百分比为90%-99%,清洗时间为120s-360s,清洗温度为15℃-35℃。

    32、优选地,s9中,通过等离子体增强化学气相沉积形成减反层和掩膜层,其中,减反层的厚度为100nm-150nm,掩膜层的厚度为60nm-90nm。

    33、优选地,s12后,电池生产工艺还包括:

    34、s13. 在第三半导体层上进行刻蚀开口,形成与第一开口区交替且间隔设置的第二开口区;

    35、s14. 在硅片的背面形成导电膜层;

    36、s15. 在导电膜层上开设隔离槽,以使相互隔开的一部分导电膜层伸入第一开口区,且覆盖于第三半导体层上,另一部分伸入第二开口区,且覆盖于第一半导体层上;

    37、s16. 在伸入第一开口区的部分导电膜层上形成第一电极,在伸入第二开口区的部分导电膜层上形成第二电极。

    38、第二方面,本发明提供一种背接触电池,其通过上述的电池生产工艺制得。

    39、第三方面,本发明提供一种光伏组件,其包括上述的背接触电池。

    40、有益效果:

    41、经研究发现,在隧穿多晶钝化工艺的运用中,硅片的正面和背面均需要沉积多晶硅层,且两面多晶硅层的厚度不同,正面较薄的多晶硅层能够减少光学吸收,提高电流,背面较厚的多晶硅层能够保证膜层的导电性,防止背面多晶受化学溶液损伤,并且众所周知现在的管式pecvd只能实现单面沉积,沉积效率低。基于此,进一步研究而提出本发明。

    42、本发明提供的电池生产工艺通过上述技术方案,尤其是先通过低压化学气相沉积(lpcvd)同时在硅片的背面和正面沉积相同厚度的多晶硅层,再通过漂洗去除位于硅片正面的部分多晶硅层,以使位于硅片正面和背面的多晶硅层的厚度不同,从而实现硅片两面不同厚度的多晶硅层的沉积,提高沉积效率,降低设备成本,缩短生产周期,提高经济效益;并且通过高温扩散以及之后的激光掺杂实现硅片正面和背面的多晶硅层不同浓度的掺杂,提高转化效率,进一步地降低了设备成本,提高了经济效益。

    43、本发明提供的背接触电池通过上述电池生产工艺生产得到,具有较优的沉积效果,产品质量较好。

    44、本发明提供的光伏组件包括上述背接触电池,具有较优的光电转换效率,光伏发电效率高。


    技术特征:

    1.一种电池生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1所述的电池生产工艺,其特征在于,s4包括:

    3.根据权利要求2所述的电池生产工艺,其特征在于,s4中,形成所述第一隧穿氧化层和所述第二隧穿氧化层的保压条件为:所述第一预设气压为10000pa-30000pa,保压时间为900s-1800s,保压温度550℃-650℃;

    4.根据权利要求1所述的电池生产工艺,其特征在于,s5中,采用的漂洗液为含氢氧化钠的水溶液,氢氧化钠浓度为1%-3%,漂洗时间为5s-10s,漂洗温度为20℃-25℃。

    5.根据权利要求1所述的电池生产工艺,其特征在于,s6包括:

    6.根据权利要求5所述的电池生产工艺,其特征在于,s6中,扩散条件为:扩散温度为700℃-800℃,三氯氧磷流量为50sccm-500sccm,氧气流量为100sccm-1000sccm,氮气流量为100sccm-1000sccm,扩散气压为50mbar-300mbar,扩散时间为300s-900s;

    7.根据权利要求1所述的电池生产工艺,其特征在于,s7中,掺杂激光为紫外激光或绿光激光,功率为5kw-18kw,频率为300khz-800khz。

    8. 根据权利要求1所述的电池生产工艺,其特征在于,s8中,采用的清洗液为含氢氟酸的水溶液,氢氟酸质量百分比为 1%-10%,去离子水质量百分比为90%-99%,清洗时间为120s-360s,清洗温度为15℃-35℃。

    9.根据权利要求1所述的电池生产工艺,其特征在于,s9中,通过等离子体增强化学气相沉积形成所述减反层和所述掩膜层,其中,所述减反层的厚度为100nm-150nm,所述掩膜层的厚度为60nm-90nm。

    10.根据权利要求1所述的电池生产工艺,其特征在于,s12后,所述电池生产工艺还包括:

    11.一种背接触电池,其特征在于,其通过如权利要求1-10任一项所述的电池生产工艺制得。

    12.一种光伏组件,其特征在于,包括如权利要求11所述的背接触电池。


    技术总结
    本发明公开了一种电池生产工艺、背接触电池以及光伏组件,涉及背接触电池技术领域。该电池生产工艺通过先同时对硅片的正面和背面进行沉积并形成多晶硅层,后漂洗去除位于硅片正面的部分多晶硅层的方式,以使位于硅片正面和背面的多晶硅层的厚度不同,从而实现硅片两面不同厚度的多晶硅层的沉积,提高沉积效率,降低设备成本,缩短生产周期,提高经济效益,并且通过高温扩散以及之后的激光掺杂实现硅片正面和背面的多晶硅层不同浓度的掺杂,提高转化效率,进一步地降低了设备成本,提高了经济效益。

    技术研发人员:林楷睿,许志
    受保护的技术使用者:金阳(泉州)新能源科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
    转载请注明原文地址:https://symbian.8miu.com/read-23470.html

    最新回复(0)