[发明专利]一种单面ALD方式制备新型PERC电池的方法

说明书

本发明属于PERC电池技术领域，具体涉及一种单面ALD方式制备新型PERC电池的方法，包括如下步骤：在单面氧化铝薄膜沉积之前，通过臭氧氧化生成一层致密的氧化硅，再依次进行单面氧化铝沉积，氮化硅沉积，然后印刷金属背电场，形成新型PERC电池。本发明方法得到的PERC电池转换效率、可靠性均明显提升，生产成本显著降低。

技术领域

本发明属于晶硅太阳能电池生产制造技术领域，具体涉及一种单面ALD方式制备新型PERC电池的方法。

背景技术

目前光伏制造行业中，主流电池结构为PERC电池，生产PERC电池中多数厂家采用ALD式双面氧化铝工艺，PERC电池结构中，正面不需要氧化铝薄膜，但是由于ALD设备的局限性，不能实现单面沉积氧化铝薄膜。双面氧化铝结构在生产初期与PECVD式单面氧化铝电池转换效率对比并无明显差异，但是随着硅片质量提高，工艺不断优化，转换效率不断增加，目前已经显现出双面氧化铝的劣势。由于氧化铝薄膜的电负性属性，沉积在正表面会对正表面起“反”场作用，影响光生载流子在电池正面收集和正面钝化效果，进而导致开路电压和短路电流降低；同时正面的氧化铝薄膜致密性较好，会影响金属化电极与硅片形成良好的欧姆接触，导致串联电阻增加，填充因子降低。随着PERC电池工艺技术的不断优化、成熟，硅片质量不断提高，双面ALD式沉积氧化铝的弊端更日渐突出，双面氧化铝工艺的效率和良率均低于单面氧化铝工艺，在效率方面单面氧化铝的开路电压(Uoc)较双面氧化铝工艺高1～2mV，短路电流提升20～50mA，填充因子(FF)相对较高0.2～0.3，因此，综合分析单面氧化铝优势明显。虽然单面氧化铝效率优于双面氧化铝工艺，但单面氧化铝工艺还是存在一些缺陷，具体为：单面氧化铝钝化电池背表面，在钝化效果方面，场钝化效果较好，但是化学钝化不理想，单面氧化铝工艺还是没有实现PERC电池效率最大化。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种单面ALD方式制备新型PERC电池的方法，弥补氧化铝化学钝化差的缺陷，增加PERC电池背表面的钝化效果，使PERC电池开路电压最大化，最终增加电池的转化效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种单面ALD方式制备新型PERC电池的方法，包括如下步骤：在单面氧化铝薄膜沉积之前，通过臭氧氧化生成一层致密的氧化硅，再依次进行单面氧化铝沉积，氮化硅沉积，然后印刷金属背电场，形成新型PERC电池；

实现氧化铝叠加背面臭氧生成氧化硅层结构的方法有多种，包括热氧化方式、浓热硝酸氧化方式、LPCVD沉积方式、PECVD沉积方式、臭氧氧化方式等；

本发明中实现该结构的方式是采用臭氧氧化的方式，但是本发明的臭氧氧化是在自主升级的ALD设备中进行，通过在现有的ALD设备之中添加臭氧发生器和调节器进入炉管，管控温度、时间和流量实现氧化层生长。

优选地，臭氧氧化使用的臭氧流量为5～150sccm，氧化时间为1～10min，氧化温度为150～300℃。

优选地，氧化铝沉积采用臭氧作为氧源，沉积温度为150～300℃。

优选地，氮化硅沉积采用氮气作为氮源，沉积温度为150～300℃。

基于一个总的发明构思，本发明的另一个目的在于保护上述方法制备的新型PERC电池，从上到下依次包括减反射层、掺杂层、氧化硅层、氧化铝层、氮化硅层和铝背场，所述减反射层、掺杂层和氧化硅层上间隔地设有正面金属电极。

优选地，所述新型PERC电池为单面电池，所述氮化硅层的厚度为110～180nm。

优选地，从上到下依次包括减反射层、掺杂层、氧化硅层、氧化铝层、氮化硅层和铝栅线，所述减反射层、掺杂层和氧化硅层上间隔地设有正面金属电极。

优选地，所述新型PERC电池为双面电池，所述氮化硅层的厚度为85～105nm。