[发明专利]制造太阳能电池片的方法和太阳能电池片

说明书

本发明涉及一种制造太阳能电池片的方法和太阳能电池片。所述方法包括如下步骤：在硅片的底表面上设置凹凸结构；在硅片的底表面上设置氧化硅层，以使得氧化硅层的底表面形成和硅片的底表面相一致的凹凸结构；沉积非晶硅层；加热非晶硅层，以使得熔融的非晶硅层固化结晶而形成掺杂多晶硅层。本发明中，通过在硅片的底表面上形成凹凸结构，能够使非晶硅层按预设的方向结晶，最终形成的掺杂多晶硅层的晶粒的晶界大多倾向于垂直于硅片的方向，形成的掺杂多晶硅层的晶粒尺寸大，载流子迁移率高。

技术领域

本发明涉及能源领域，尤其涉及一种制造太阳能电池片的方法和太阳能电池片。

背景技术

随着全球煤炭、石油、天然气等常规化石能源消耗速度加快，生态环境不断恶化，特别是温室气体排放导致日益严峻的全球气候变化，人类社会的可持续发展已经受到严重威胁。世界各国纷纷制定各自的能源发展战略，以应对常规化石能源资源的有限性和开发利用带来的环境问题。太阳能凭借其可靠性、安全性、广泛性、长寿性、环保性、资源充足性的特点已成为最重要的可再生能源之一，有望成为未来全球电力供应的主要支柱。

在新一轮能源变革过程中，我国光伏产业已成长为具有国际竞争优势的战略新兴产业。然而，光伏产业发展仍面临诸多问题与挑战，转换效率与可靠性是制约光伏产业发展的最大技术障碍，而成本控制与规模化又在经济上形成制约。

隧穿氧化物/多晶硅钝化接触太阳电池作为一种背面全钝化接触太阳电池，核心膜层的制作质量是整个电池高效的关键，这些核心膜层的质量直接决定了电池的钝化质量和电池效率。

现有的核心膜层的制备方式有如下一些具体示例：例如，可以使用等离子沉积(PECVD)制备二氧化硅，其采用SiH₄和O₂分开的进气方式进入到反应腔体内部，通过射频电源(RF)激发电离后，两种气体快速反应生成二氧化硅薄膜，但是离子源、腔体内部及载板上都容易附着反应产物，伴有掉渣问题产生，PECVD设备需要经常维护，维护成本高、周期短，能效较差。再例如，可以采用物理气相沉积(PVD)的方法，通过在等离子激发氩气生产的氩离子轰击已经掺杂好磷的硅靶，溅射下来的硅磷原子沉积到表面而形成，非晶硅中掺杂浓度取决于靶材掺杂浓度，其缺点是掺磷硅靶尤其是高浓度掺杂磷的硅靶难以制作，稳定性和可靠性较差，非晶硅膜层晶化成掺杂多晶硅膜时一致性较差，从而影响钝化接触电池的效率和质量。再例如，还可以采用热氧化法生长二氧化硅，这种方法制备出的二氧化硅中的硅来源于硅片表面，当硅片表面形成一定厚度的二氧化硅层后，氧化剂必须以扩散的形式运动到硅-二氧化硅界面，再与硅反应生成二氧化硅，然而，随着二氧化硅层的增厚，薄膜的生长速率将逐渐下降，从而很难控制氧化速率，特别是难以制备出极薄的高质量氧化层，而且很容易导致过渡族金属玷污。

另外，多晶硅膜的晶粒大小、晶界面排列方向等直接影响影响多晶硅膜的载流子迁移率(包括电子迁移率和空穴迁移率)，影响钝化接触太阳电池的效率。由如上方式而实现的在二氧化硅层上沉积形成非晶硅膜/掺杂非晶硅膜，会使得二氧化硅层的致密性/成核密度直接影响非晶硅膜/掺杂非晶硅膜的生长质量。

再有，在准分子激光退火制程中，掺杂非晶硅膜受到高温后变成完全熔融状态，然后重结晶形成N型多晶硅膜。重结晶时会按照低能量向高能量方向结晶，低温向高温方向结晶。由于目前采用准分子激光束均匀的照射到非晶硅薄膜层上，非晶硅薄膜层的各部分温度大致相等，所以重结晶时的起点和方向是凌乱的，导致结晶后晶粒偏小，晶粒间晶界偏多，就会影响N型掺杂多晶硅膜的载流子迁移率。

因而，需要提供一种制造太阳能电池片的方法和太阳能电池片，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种制造太阳能电池片的方法和太阳能电池片。本发明中，在硅片的底表面上形成规则或不规则的凹凸结构，能够使非晶硅层按预设的方向结晶，最终形成的掺杂多晶硅层的晶粒的晶界大多倾向于垂直于硅片的方向。并且，最终形成的掺杂多晶硅层的晶粒尺寸大，形成的掺杂多晶硅层的载流子迁移率高。