[发明专利]一种N型晶硅电池结构及其制备工艺

说明书

本发明属于光伏晶硅电池制造领域。一种N型晶硅电池结构，背面膜层结构自下而上为氮化硅层、氧化硅层、磷硅玻璃层、重掺杂层，其中磷硅玻璃层和重掺杂层通过磷扩散形成，氮化硅层和氧化硅层使用PECVD设备沉积。本发明还涉及N型晶硅电池结构制备工艺，磷硅玻璃层与重掺杂层重掺杂层的存在，使其在充当电子选择层的同时，有效降低背面的接触电阻，提高电池效，而外层的氧化硅，进一步对硅基体背表面进行化学钝化，降低少数载流子在表面的复合速率。

技术领域

本发明属于光伏晶硅电池制造领域。

背景技术

当前，晶硅电池主流产品为PERC电池，经过近2-3年的飞速发展，PERC产品已经成熟且遇到技术瓶颈。作为下一代高效电池发展的方向，N型晶硅电池的转换效率高，但不论N型TOPCon，亦或HIT产品，目前设备投入大，关键材料与设备未能完全国产化，投资回报期长，风险较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何降低N型晶硅电池制造成本和投资风险同时保证其效率。

本发明所采用的技术方案是：一种N型晶硅电池结构，背面膜层结构自下而上为氮化硅层、氧化硅层、磷硅玻璃层、重掺杂层，其中磷硅玻璃层和重掺杂层通过磷扩散形成，重掺杂层厚100-200nm，贴近硅基体背表面掺杂浓度为1*10²⁰-5*10²⁰/cm^-3，磷硅玻璃层厚为3-5nm，掺杂浓度为3*10²¹-5*10²¹/cm^-3，氮化硅层和氧化硅层使用PECVD设备沉积，氧化硅的折射率为1.5-1.7，厚度为3-5nm，氮化硅的折射率为2.1-2.3，厚度为100-150nm。磷硅玻璃层与重掺杂层重掺杂层的存在，使其在充当电子选择层的同时，有效降低背面的接触电阻，提高电池效，而外层的氧化硅，进一步对硅基体背表面进行化学钝化，降低少数载流子在表面的复合速率。

一种权利要求所述N型晶硅电池结构制备工艺，安如下的步骤进行

步骤一、清洗制绒，制绒使用碱制绒，刻蚀量控制在0.4-0.6g，反射率7%-12%；

步骤二、硼扩散，扩散温度940-960℃，扩散方阻100-150Ω/sqr；

步骤三、背面刻蚀，使用碱刻蚀，刻蚀量控制在0.14-0.17g，反射率35%-45%；

步骤四、正面氧化铝制备，AlOx折射率1.6-1.65，膜厚3-5nm；

步骤五、 正面氮化硅层制备，在管式PECVD中制备氮化硅，折射率为2.03-2.10，膜厚为75-80nm；

步骤六、背面重掺杂及磷硅玻璃膜层的制备，采用磷扩散方式，石英炉管通工艺气体POCl₃、携带气体N₂、反应气体O₂，通过高温沉积一层磷硅玻璃，然后在N2和O2氛围下进行推进，与硅片背面形成重掺杂层，其中重掺杂层厚100-200nm，硅基体背表面掺杂浓度为1*10²⁰-5*10²⁰/cm^-3之间，磷硅玻璃膜厚为3-5nm，掺杂浓度为3*10²¹-5*10²¹/cm^-3；

步骤七、背面清洗，清洗边缘与背面磷硅玻璃；

步骤八、背面氮化硅层及氧化硅层的制备，采用PECVD的方式，首先沉积氧化硅，氧源为N₂O，制备所得氧化硅的折射率为1.5-1.7，厚度为3-5nm（其中需要注意膜层厚度要控制合适，一旦过厚不利于氮化硅氢向体内的扩散,此膜层主要实现对硅基体的表面钝化），其次完成氮化硅的沉积，通SiH₄和N_H3，制备所得氮化硅的折射率为2.1-2.3，厚度为100-150nm；