[发明专利]钝化接触结构及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种钝化接触结构，属于太阳能电池领域，它包括有衬底，所述衬底的一个表面或两个表面上依次集成有碳氧化硅钝化层和掺杂多晶硅层。本发明实施例提供了一种钝化接触结构，其采用碳氧化硅钝化层替代现有的超薄氧化层，碳氧化硅钝化层中由于碳元素的加入，会调节碳氧化硅钝化层薄膜的膨胀系数，提高其稳定性，保证其完整性；本发明实施例还提供了一种钝化接触结构的制备方法，其采用碳氧化硅钝化层替代现有的超薄氧化层，在长时间高温条件下，碳氧化硅钝化层界面处的氢不易向外释放，掺杂多晶硅中的掺杂原子不会过度扩散；本发明实施例还提供了一种钝化接触结构的应用，应用于太阳能电池，提高电池效率。

技术领域

本发明涉及太阳能电池领域，更具体地说，涉及钝化接触结构及其制备方法和应用。

背景技术

隧穿氧化硅钝化接触结构(TOPCon，Tunnel Oxide Passivated-Contactstructures)是德国Fraunhofer研究所在2014年首先提出的一种新型晶硅太阳能电池结构，旨在改善硅电池背面的钝化。具体地，以n型硅片作为衬底，首先使用热硝酸在硅片背面生长了一层厚度3nm以下的超薄氧化硅，然后制备一层磷掺杂的非晶硅，经高温退火晶化，实现了优异的钝化性能。优异的钝化性能来源于两个方面，其一：表面的超薄氧化硅对硅片表面悬挂键实现了有效的化学钝化；其二：掺杂层中的磷原子在高温退火过程中被有效的激活，变成了重掺杂层，由于能带差异形成了有效的场钝化效应。在工业上，为了生产效率和成本，金属电极的制备一般会采用丝网印刷技术，即将金属浆料印刷后，再通过高温烧结使金属与硅形成良好的欧姆接触。

一般情况下，TOPCon结构的制备需要高温处理使掺杂原子激活、多晶硅结晶，其温度通常在800-1000℃之间，并且还需要二次高温烧结金属电极，在如此高温之下TOPCon结构的隧穿氧化层会受到一定程度破坏，造成钝化性能的下降，进而降低了电池效率。

发明内容

为了解决现有的TOPCon结构的隧穿氧化层在高温条件下容易受到一定程度破坏，造成钝化性能的下降，降低了电池效率，提供了钝化接触结构及其制备方法和应用。

为实现上述发明目的之一，本发明实施例提供了一种钝化接触结构，其采用碳氧化硅钝化层替代现有的超薄氧化层，碳氧化硅钝化层中由于碳元素的加入，会调节碳氧化硅钝化层薄膜的膨胀系数，提高其稳定性，保证其完整性。

本发明实施例所采取的技术方案是：提供一种钝化接触结构，包括有衬底，所述衬底的一个表面或两个表面上依次集成有碳氧化硅钝化层和掺杂多晶硅层。

本发明实施例采取上述技术方案，至少具有以下优点：

1、碳氧化硅钝化层是在现有的超薄氧化硅中加入碳元素得到的，碳氧化硅钝化层(SiO_xC_y)中由于C元素的加入，会调节碳氧化硅钝化层的膨胀系数，提高其稳定性，保证其完整性；更重要的是“C-H”键的键能明显大于“Si-H”的键能，即C原子能更强的捕获H原子，防止H原子溢出造成的钝化下降；碳的引入能够降低磷或硼在氧化硅的固溶度、抑制磷或硼的扩散速率，使得碳氧化硅钝化层在高温退火过程中具有更高的热稳定性，可以保持较好的完整，从而进一步保护界面碳氧硅层的完整性；最后，碳掺杂可以降低氧化硅的禁带宽度，有助于提高载流子隧穿收集概率。

2、本发明实施例中使得钝化接触结构更加耐烧结，在高温晶化退火或金属化烧结过程，界面碳氧化硅钝化层及附近区域可以保持更多的氢原子，减少界面处的氢会向外释放，避免在金属电极高温烧结过程中因氢的溢出导致钝化质量下降，保证钝化接触结构优异的钝化性能。

3、本申请实施例中设置碳氧化硅钝化层结构，在电极烧结过程中的钝化质量并未发生变化，而采用氧化硅层的常规TOPCon电池在烧结过程中会发生钝化质量的下降。

4、本申请实施例中设置碳氧化硅钝化层结构，碳掺杂还能降低氧化硅的禁带宽度，减少与晶体硅的带阶，有助于提升载流子的隧穿概率。