[发明专利]TOPCon太阳能电池及其制造方法

说明书

本发明提供TOPCon太阳能电池及其制造方法。所述制造方法包括以下步骤：(a).提供用于TOPCon太阳能电池的N型硅片；(b).将所述硅片进行制绒并在其第一面上进行扩散形成PN结；(c).在所述硅片的与第一面相对的第二面上依次形成氧化硅层、微晶硅籽晶层、掺杂非晶硅层或掺杂微晶硅层；(d).将所述硅片进行晶化退火处理使微晶硅和/或非晶硅晶化成多晶硅；(e).在硅片的第一面和第二面上分别形成第一减反钝化膜和第二减反钝化膜；以及(f).在硅片的第一面和第二面上分别形成第一电极和第二电极。本发明能有效解决掺杂非晶硅层或掺杂微晶硅层达到一定厚度会爆膜的问题，能有效减少漏电流，并有利于提升TOPCon电池的开压、填充因子和转换效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造领域，特别涉及TOPCon太阳能电池及其制造方法。

背景技术

TOPCon太阳能电池的概念是由Fraunhofer ISE在2013年第28届EU PVSEC上首次提出的，其使用一层超薄的氧化硅层与掺杂的非晶硅钝化电池的背面。该结构为电池的背面提供了良好的表面钝化，超薄氧化硅层可以使多子电子隧穿进入多晶硅层，同时阻挡少子空穴复合，进而电子在多晶硅层横向传输且被金属收集，从而极大地降低了金属接触复合电流，提升了电池的开路电压和短路电流。

现有技术中，有业者采用炉管式低压化学气相淀积(Low Pressure ChemicalVapor Deposition；简称LPCVD)技术来沉积TOPCon太阳能电池背面的钝化层，具体包括以下步骤：首先，在500～650摄氏度(℃)的温度下沉积氧化硅层和非晶硅；然后，为解决液态源存在的绕镀问题，利用离子注入设备对非晶硅进行掺杂形成掺杂的非晶硅。

上述采用炉管式LPCVD形成TOPCon电池背面的钝化层的工艺存在着如下问题：第一，沉积氧化硅层和非晶硅的温度过高；第二，需要添置额外的离子注入设备，增加了制程复杂性；第三，通过离子注入对非晶硅进行掺杂，存在着均匀性问题和同心圆问题；第四，管式炉的石英管价格昂贵，属于耗材，需要经常更换。

因此，如何提供一种TOPCon太阳能电池及其制造方法以提高电池各项性能并避免高温晶化非晶硅时发生爆膜，已成为业内亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种TOPCon太阳能电池的制造方法，所述方法包括以下步骤：(a).提供用于TOPCon太阳能电池的N型硅片；(b).将所述硅片进行制绒并在其第一面上进行扩散形成PN结；(c).在所述硅片与所述第一面相对的第二面上依次形成氧化硅层、微晶硅籽晶层以及掺杂非晶硅层或掺杂微晶硅层；(d).将所述硅片进行晶化退火处理使微晶硅和/或非晶硅晶化成多晶硅；(e).在硅片的所述第一面和第二面上分别形成第一减反钝化膜和第二减反钝化膜；以及(f).在硅片的所述第一面和第二面上分别形成第一电极和第二电极。

在一实施例中，步骤(c)中形成氧化硅层的反应气体为笑气(N₂0)或臭氧(O₃)，反应压力为0.2～5毫巴(mbar)，反应温度为160～300摄氏度(℃)，生成的氧化硅层厚度为0.5～5纳米(nm)。

在一实施例中，步骤(c)中通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)工艺形成所述微晶硅籽晶层，所形成的微晶硅籽晶层由一个籽晶子层或多个籽晶子层组成，形成所述沉积微晶硅籽晶层的反应气体为硅烷和氢气，硅烷和氢气的体积比为1:(10～500)，反应压力为0.25～5毫巴，反应温度为150～250摄氏度，生成的微晶硅籽晶层的厚度为0.5～5纳米。

在一实施例中，步骤(c)中沉积微晶硅籽晶层时的硅烷的流量为80～100标准升/小时(lph)，氢气的流量为6000～8000标准升/小时，反应压力为0.25～5毫巴，反应温度为190摄氏度，反应时间为10～15秒。