本发明属于光伏,具体涉及一种背接触电池的制备方法、背接触电池以及光伏组件。
背景技术:
1、目前,在背接触电池的制备过程中,一般会在硅片的正面和背面分别形成减反层和掩膜层,其中,减反层和掩膜层均为氮化硅层,现在生长制备氮化硅层的方式一般是通过管式pecvd(等离子体增强化学气相沉积)或者板式pecvd,而管式pecvd或者板式pecvd每次只能单面镀膜,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,并且pecvd沉积温度较低,导致制备得到的氮化硅层的耐腐蚀能力和薄膜致密性都较差,容易在后续湿法清洗的过程中受到损伤,影响钝化水平。
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制备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、设备成本高、生产周期长的缺陷,提供一种背接触电池的制备方法、背接触电池以及光伏组件,该背接触电池的制备方法通过先在硅片的正面和背面沉积形成隧穿多晶硅结构,后通过低压化学气相沉积同时在硅片的正面和背面形成氮化硅层,以一次性实现硅片两面氮化硅层的沉积,提高沉积效率,降低设备成本,缩短生产周期,并且低压化学气相沉积的沉积温度较高,一方面能够同时起到退火的作用,省去后续退火步骤,进一步地提高沉积效率,另一方面能够使得制备得到的氮化硅层具有较优的耐腐蚀能力和薄膜致密性,在后续湿法清洗的过程中对隧穿多晶硅结构进行更好的保护,保证其高钝化水平。
2、为了实现上述目的,第一方面,本发明提供一种背接触电池的制备方法,包括以下步骤:
3、s1. 提供双面抛光的硅片;
4、s2. 对硅片的正面进行制绒漂洗,以在硅片的正面形成绒面;
5、s3. 在硅片的背面形成第一半导体层,其中,第一半导体层包括依次设置的第一隧穿氧化层和第一掺杂层;
6、s4. 在硅片的正面形成第二半导体层,其中,第二半导体层包括依次设置的第二隧穿氧化层和第二掺杂层,第二掺杂层的碳掺杂浓度为1e19cm-3-4e21cm-3,第二掺杂层的磷掺杂浓度为1e19cm-3-5e20cm-3;
7、s5. 通过低压化学气相沉积,在第一掺杂层上形成掩膜层,并在第二掺杂层上形成减反层,同时对第一半导体层和第二半导体层进行退火,其中,掩膜层和减反层的厚度均为100nm-120nm;
8、s6. 在第一隧穿氧化层、第一掺杂层和掩膜层上进行刻蚀开口,形成第一开口区;
9、s7. 清洗去除第一开口区内残留的第一隧穿氧化层、第一掺杂层和掩膜层,之后清洗去除第一开口区外的掩膜层;
10、s8. 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三掺杂层。
11、优选地,s2中,采用的制绒漂洗液为氢氧化钾、制绒添加剂和水的混合溶液,其中,氢氧化钾的质量百分含量为1%-5%,制绒添加剂的质量百分含量为0.5%-1%,制绒时间为8min-40min,制绒温度为65℃-85℃。
12、优选地,s3包括:
13、通入笑气,并在开启辉光的条件下反应形成第一隧穿氧化层,第一隧穿氧化层的厚度为1nm-2nm;
14、通入硅烷、磷烷和氢气,并在开启辉光的条件下反应形成第一掺杂层,第一掺杂层的厚度为150nm-300nm。
15、优选地,s3中,形成第一隧穿氧化层的反应条件为:笑气流量为2000sccm-4000sccm,反应温度为400℃-450℃,反应压力为100mtorr-2000mtorr,反应时间为10s-60s;
16、和/或,形成第一掺杂层的反应条件为:硅烷流量为600sccm-1000sccm,磷烷流量为300sccm-600sccm,氢气流量为1000sccm-3000sccm,反应温度为400℃-450℃,反应压力为100mtorr-2000mtorr,反应时间为500s-1500s。
17、优选地,s4包括:
18、通入笑气,并在开启辉光的条件下反应形成第二隧穿氧化层,第二隧穿氧化层的厚度为4nm-6nm;
19、通入硅烷、磷烷、甲烷和氢气,并在开启辉光的条件下反应形成第二掺杂层,第二掺杂层的厚度为10nm-15nm。
20、优选地,s4中,形成第二隧穿氧化层的反应条件为:笑气流量为5000sccm-8000sccm,反应温度为400℃-450℃,反应压力为100mtorr-2000mtorr,反应时间为10s-60s;
21、和/或,形成第二掺杂层的反应条件为:硅烷流量为200sccm-300sccm,磷烷流量为100sccm-150sccm,甲烷流量为200sccm-500sccm,氢气流量为1000sccm-2000sccm,反应温度为400℃-450℃,反应压力为100mtorr-2000mtorr,反应时间为30s-200s。
22、优选地,s5中,形成掩膜层和减反层的反应条件为:通入硅烷和氨气,硅烷流量为300sccm-600sccm,氨气流量为700sccm-1000sccm,反应温度为800-850℃,反应压力为100pa-150pa,反应时间为30-50min。
23、优选地,s8后,背接触电池的制备方法还包括:
24、s9. 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;
25、s10. 在硅片的背面形成导电膜层;
26、s11. 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;
27、s12. 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。
28、第二方面,本发明提供一种背接触电池,其通过上述的背接触电池的制备方法制得。
29、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。
30、有益效果:
31、经研究发现,在背接触电池的制备过程中,硅片的正面和背面均需要沉积氮化硅层,并且众所周知现在的管式pecvd或者板式pecvd只能实现单面沉积,沉积效率低,设备成本高,并且pecvd沉积温度较低,导致制备得到的氮化硅层的耐腐蚀能力和薄膜致密性都较差,容易在后续湿法清洗的过程中受到损伤,影响钝化水平。基于此,进一步研究而提出本发明。
32、本发明提供的背接触电池的制备方法通过上述技术方案,尤其是先在硅片的正面和背面沉积形成隧穿多晶硅结构(隧穿氧化层+掺杂层),后通过低压化学气相沉积(lpcvd)同时在硅片的正面和背面形成氮化硅层(硅片正面为减反层,硅片背面为掩膜层),以一次性实现硅片两面氮化硅层的沉积,提高沉积效率,降低设备成本,缩短生产周期,并且低压化学气相沉积的沉积温度较高,一方面能够同时起到退火的作用,省去后续退火步骤,进一步地提高沉积效率,另一方面能够使得制备得到的氮化硅层具有较优的耐腐蚀能力和薄膜致密性,在后续湿法清洗的过程中对隧穿多晶硅结构进行更好的保护,保证其高钝化水平。
33、本发明提供的背接触电池通过上述背接触电池的制备方法制备得到,具有较优的沉积效果,产品质量较好。
34、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。
1.一种背接触电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的背接触电池的制备方法,其特征在于,s2中,采用的制绒漂洗液为氢氧化钾、制绒添加剂和水的混合溶液,其中,氢氧化钾的质量百分含量为1%-5%,制绒添加剂的质量百分含量为0.5%-1%,制绒时间为8min-40min,制绒温度为65℃-85℃。
3.根据权利要求1所述的背接触电池的制备方法,其特征在于,s3包括:
4.根据权利要求3所述的背接触电池的制备方法,其特征在于,s3中,形成所述第一隧穿氧化层的反应条件为:笑气流量为2000sccm-4000sccm,反应温度为400℃-450℃,反应压力为100mtorr-2000mtorr,反应时间为10s-60s;
5.根据权利要求1所述的背接触电池的制备方法,其特征在于,s4包括:
6.根据权利要求5所述的背接触电池的制备方法,其特征在于,s4中,形成所述第二隧穿氧化层的反应条件为:笑气流量为5000sccm-8000sccm,反应温度为400℃-450℃,反应压力为100mtorr-2000mtorr,反应时间为10s-60s;
7.根据权利要求1所述的背接触电池的制备方法,其特征在于,s5中,形成所述掩膜层和所述减反层的反应条件为:通入硅烷和氨气,硅烷流量为300sccm-600sccm,氨气流量为700sccm-1000sccm,反应温度为800-850℃,反应压力为100pa-150pa,反应时间为30-50min。
8.根据权利要求1所述的背接触电池的制备方法,其特征在于,s8后,所述背接触电池的制备方法还包括:
9.一种背接触电池,其特征在于,其通过如权利要求1-8任一项所述的背接触电池的制备方法制得。
10.一种光伏组件,其特征在于,包括如权利要求9所述的背接触电池。