[发明专利]P型晶硅太阳能电池的背场及背钝化层制备方法

说明书

本发明公开了一种P型晶硅太阳能电池的背场及背钝化层制备方法，其包括如下步骤：在P型太阳能硅片的受光面（正面）形成稳定的PN⁺结；将P型太阳能硅片放入真空环境中，在P型太阳能硅片的背光面（背面）形成一层非常薄的P型掺杂材料膜层；在P型掺杂材料膜层表面形成一层带负电荷的氧化物膜层；将P型太阳能硅片放入氧化炉中、在无氧环境中进行热处理，在P型太阳能硅片的背面形成P⁺背场；随后在有氧环境中继续加热退火，形成背钝化层；对氧化炉降温、从氧化炉中取出P型太阳能硅片并冷却。本发明能够实现对P型晶硅太阳能电池的背场及背钝化层的一体化制备方法、提高太阳能电池的转化效率，简化工艺，降低成本。

技术领域

本发明属于太阳能电池技术领域，具体来说涉及一种P型晶硅太阳能电池的背场及背钝化层制备方法。

背景技术

太阳能发电作为一种重要的新能源产业，在全世界范围内得到日益广泛的推广和应用。随着大量投资的涌入和产能的陆续释放，伴随着晶硅电池成本和价格在近几年来一路走低，业界的竞争压力也随之而来。因此科研人员在不遗余力地寻求更好的提高太阳能电池效率、并降低成本的方法，以提高产品的竞争力。目前，研发人员主要从改进太阳能电池片的结构和制作工艺两方面入手，通过改变电池结构、增加光的利用率、减少载流子的复合等来提高电池的转换效率。目前，产线上比较成熟的产品是P型晶硅电池，业界产品的转换效率在18%（多晶）-20%（单晶）左右。其主要特征是PN⁺结在入射光面，入射光面有同时兼备钝化和减反射功能的薄膜；而在电池的背面，直接用丝网印刷及烧结的方式制备金属铝电极。这种电池的特点是：工艺已经达到最简化，因而成本最低，入射光面得到比较完整的钝化，而电池背面虽然通过烧结的金属化形成了背场，但由于电池直接和金属接触，并未对表面进行钝化，载流子存在比较高的复合几率。目前比较流行的P型背钝化电池是PERC结构，即发射极钝化，背表面钝化，以及局部背场的结构。其主要工艺步骤是：受光面经扩散掺杂形成PN⁺结；在背面刻蚀去除掺杂层；受光面制备钝化减反射膜；背面用原子层沉积（ALD）或等离子体化学气相沉积（PECVD）方法制备氧化铝钝化层；激光或印刷刻蚀开槽；丝网印刷背电极并烧结。这种加工方法存在的问题是：只能形成局部背场；加工过程中使用了激光和ALD等昂贵设备，造成设备成本较高；激光加工的工艺难以控制，容易对电池表面造成损伤。因此，如何开发出一种新的P型晶硅太阳能电池的背场及背钝化层制备方法、能够实现硅晶电池的高效化和低成本，是本领域技术人员的研究方向。

发明内容

本发明提供了一种P型晶硅太阳能电池的背场及背钝化层的制备方法，能够提高太阳能电池的转化效率，简化工艺，降低成本。

其采用的具体技术方案如下：

一种P型晶硅太阳能电池的背场及背钝化层制备方法，其包括如下步骤：

S1:在P型太阳能硅片的受光面生成稳定的PN⁺结；

S2:将步骤S1所得P型太阳能硅片放入真空环境中，在P型太阳能硅片的背光面形成P型掺杂材料膜层；

S3:对步骤S2所得P型太阳能硅片进行加工，在所述P型掺杂材料膜层表面形成一层带负电荷的氧化物膜层；

S4:将步骤S3所得P型太阳能硅片放入氧化炉中、对氧化炉内输入氮气形成无氧环境、在无氧环境中对P型太阳能硅片进行热处理，在P型太阳能硅片的背光面形成背场；

S5:对氧化炉内输入氧气形成有氧环境、在有氧环境中对P型太阳能硅片继续热处理，在P型太阳能硅片的背光面形成背钝化层；

S6:对氧化炉降温、从氧化炉中取出P型太阳能硅片并冷却。

优选的是，上述P型晶硅太阳能电池的背场及背钝化层制备方法中：步骤S2中，通过热蒸发或磁控溅射的方式在P型太阳能硅片的背光面形成P型掺杂材料膜层。