【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及太陽能電池領域，具體涉及一種具有選擇性多晶硅層的鈍化接觸電池及其制備方法和應用。
技術介紹
1、隧穿氧化層鈍化接觸太陽能電池topcon的出現引起了人們對高效晶硅太陽能電池技術的極大關注。topcon電池采用n型硅為襯底材料，由超薄氧化硅層和高摻雜多晶硅層組成，由于隧穿氧化層的隧穿電位（4.5ev）高于電子的隧穿電位（3.1ev），這可以減少金屬電極與硅之間的載流子復合，因此電子更容易隧穿和被收集；隧穿氧化層的另一功能是全面積鈍化，優異的鈍化能力進一步提高了topcon太陽能電池的效率，目前topcon電池的光電轉化效率記錄已經超過了26.5%。
2、選擇性多晶硅鈍化觸點是降低n型晶硅太陽能電池寄生吸收以及提供更好電流收集的理想選擇。topcon電池采用隧穿氧化層和摻雜多晶硅層的鈍化接觸結構，由于摻雜多晶硅層自身存在嚴重的寄生吸收，所以僅在topcon電池的背表面采用這種隧穿層和鈍化層的結構方式。目前產業化的隧穿氧化層厚度為1～2nm，摻雜多晶硅層的厚度為100～150nm。為了進一步降低摻雜多晶硅層自身寄生吸收對電池電性能帶來的負面影響，通常采用能夠形成選擇性摻雜多晶硅層的加工技術。其中，最為主要的是通過激光的方式，將非金屬化區域的磷摻雜多晶硅消融，激光圖形方案通常采用平行于細柵線，因為主柵漿料不燒穿鈍化膜，所以不考慮主柵激光規避位置。相比于常規的電池結構，該類電池的短路電流密度（jsc）提升約0.5ma/cm2。
3、然而，該類激光圖形方案，通常采用激光光斑路徑部分重疊的方式，導致存在兩
4、其次，現有的激光圖形方案，采用規避電池背面細柵線位置后，進行激光處理，激光面積占電池背表面積的90%～95%，這樣的方案可以最大化的減少多晶硅對光的寄生吸收，提升電池的電流密度jsc，但會破壞電池的topcon特征鈍化結構，導致激光區域鈍化性能降低，不利于電池的voc。
5、最后，現有技術的激光圖形方案，通常采用平行于細柵不間斷式掃描，激光掃描區域的重摻雜多晶硅層被去除，重摻雜多晶硅層導電特性類似金屬，載流子在其上的傳輸電阻可以忽略不計，重摻雜多晶硅層被去除后會導致此區域載流子傳輸的電阻迅速增加。并且現有技術中，因為主柵漿料對于sinx不具有燒穿性，與硅基底或磷摻雜多晶硅不會直接接觸，在激光圖形結構設計時，對于主柵部分是否規避是忽略不做考慮的，這樣的結構方案造成載流子在激光掃描區域的傳輸距離較長，電阻損失較大，會造成太陽能電池填充因子ff降低。
技術實現思路
1、針對現有技術的缺點和不足，本專利技術提供了一種改進的具有選擇性多晶硅層的鈍化接觸電池的制備方法，該制備方法得到的電池在減小多晶硅對光的寄生吸收的同時，平衡電池的鈍化性能，電池具有提高的開路電壓、填充因子，且短路電流也較高。
2、本專利技術的另一目的是提供一種具有選擇性多晶硅層的鈍化接觸電池，該電池具有提高的開路電壓、填充因子，且短路電流也較高。
3、為達到上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
4、一種鈍化接觸電池的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：提供一硅片本體，在所述硅片本體背表面生長隧穿氧化層及摻雜多晶硅層；采用激光對所述硅片本體背表面的第一區域進行消融處理，使該第一區域的隧穿氧化層和摻雜多晶硅層去除，形成開孔區域；所述激光連續掃描以形成多條間隔開的激光路徑線，所述多條激光路徑線之間不存在交疊部分；在硅片本體的背表面的全部區域形成背面鈍化層；在硅片本體的背表面印刷和燒結背面主柵電極和背面細柵電極；所述背面主柵電極所在的區域位于所述第一區域之外；
5、在背面細柵電極區域，所述硅片本體背表面依次具有第一隧穿氧化層、第一摻雜多晶硅層和第一背面鈍化層；
6、在相鄰的兩條背面細柵電極之間，所述開孔區域至少具有兩個，且每相鄰兩個開孔區域被激光路徑線的間隔隔開，形成載流子傳輸區域；
7、所述開孔區域包括形成在所述硅片本體背面上的第二背面鈍化層；
8、所述載流子傳輸區域包括依次形成在所述硅片本體背面上的第二隧穿氧化層、第二摻雜多晶硅層和第三背面鈍化層；
9、所述背面主柵電極所在的區域包括依次形成在所述硅片本體背面上的第三隧穿氧化層、第三摻雜多晶硅層、第四背面鈍化層和背面主柵電極。
10、在一些實施方式中，所述激光為矩形光斑或方形光斑，且所述矩形光斑或方形光斑連續掃描形成所述激光路徑線。
11、在一些實施方式中，所述矩形光斑或方形光斑的長度為100~500μm，寬度為100~500μm。
12、在一些實施方式中，所述激光的波長為200～1200nm，且為皮秒激光或納秒激光中的至少一種。
13、在一些實施方式中，所述激光選自355nm的紫外激光、532nm的綠光激光、650nm的紅光激光、820nm的近紅外激光或1030nm的紅外光激光。
14、在一些實施方式中，所述激光的頻率為50～300khz。
15、在一些實施方式中，所述激光的掃描速度為5～25m/s。
16、在一些實施方式中，所述激光的能量密度是0.1～5j/cm2。
17、在一些實施方式中，所述激光路徑線的線間距為200~600μm。激光掃描路徑線與路徑線中心之間的間距，簡稱為線間距，其大于單個光斑長度，因此激光路徑線之間不存在重疊部分。
18、在一些實施方式中，采用激光進行所述消融處理時，所述激光不對所述背面主柵電極所對應的區域進行消融處理，且該區域的寬度為100~500μm。
19、在一些實施方式中，所述制備方法還包括在所述硅片本體的正表面上依次形成硼摻雜發射極、正表面鈍化層，以及印刷和燒結正表面金屬電極的步驟。
20、在一些實施方式中，所述制備方法包括以下步驟：（1）提供一n型硅片，并對該n型硅片的正面進行制絨形成絨面，背面進行拋光和清洗形成平面；（2）對該n型硅片進行硼擴散處理，在該n型硅片的正表面和背表面分別形成硼摻雜發射極；（3）去除該n型硅片的背表面的發射極，并對所述背表面進行拋光處理；（4）在所述背表面生長隧穿氧化層及摻雜多晶硅層；（5）采用激光對所述硅片本體背表面的第一區域進行消融處理，使該第一區域的隧穿氧化層和摻雜多晶硅層去除，形成開孔區域；所述激光為多條間隔開的激光路徑線，所述多條激光路徑線之間不存在交疊部分；（6）在所述正表面沉積正面鈍化層，在所述背表面沉積背面鈍化層；（7）在n型硅片正表面印刷和燒結正表面金屬電極，在背表面印刷和燒結所述背面主柵電極和背面細柵電極；所述背面主柵電極所在的區域位于所述第一區域之外。
21、本專利技術還進一步提供了前述鈍化接觸電池的制備方法制備得到的鈍化接觸電池。
22、進一步地，在背面細柵電極區域，所述硅片本體背表面依次具有第一隧穿氧化層、第一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括以下步驟：提供一硅片本體，在所述硅片本體背表面生長隧穿氧化層及摻雜多晶硅層；采用激光對所述硅片本體背表面的第一區域進行消融處理，使該第一區域的隧穿氧化層和摻雜多晶硅層去除，形成開孔區域；所述激光連續掃描以形成多條間隔開的激光路徑線，所述多條激光路徑線之間不存在交疊部分；在硅片本體的背表面的全部區域形成背面鈍化層；在硅片本體的背表面印刷和燒結背面主柵電極和背面細柵電極；所述背面主柵電極所在的區域位于所述第一區域之外；
2.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述激光為矩形光斑或方形光斑，且所述矩形光斑或方形光斑連續掃描形成所述激光路徑線。
3.根據權利要求2所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述矩形光斑或方形光斑的長度為100~500μm，寬度為100~500μm。
4.根據權利要求2所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述激光的波長為200～1200nm，且為皮秒激光或納秒激光中的至少一種。
5.根據權利要求4所述的鈍化接觸電池的制備方法，
6.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述激光的頻率為50～300KHz；和/或，所述激光的掃描速度為5～25m/s；和/或，所述激光的能量密度是0.1～5J/cm2。
7.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述激光路徑線的線間距為200~600μm。
8.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：采用激光進行所述消融處理時，所述激光不對所述背面主柵電極所對應的區域進行消融處理，且該區域的寬度為100~500μm。
9.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述制備方法還包括在所述硅片本體的正表面上依次形成硼摻雜發射極、正表面鈍化層，以及印刷和燒結正表面金屬電極的步驟。
10.一種權利要求1-9任一項所述鈍化接觸電池的制備方法制備得到的鈍化接觸電池，其特征在于：在背面細柵電極區域，所述硅片本體背表面依次具有第一隧穿氧化層、第一摻雜多晶硅層和第一背面鈍化層；相鄰的兩條背面細柵電極之間具有至少兩個所述開孔區域，每相鄰兩個所述開孔區域被所述載流子傳輸區域間隔開；
11.根據權利要求10所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述開孔區域的截面選自矩形、方形、梯形或菱形中的至少一種；和/或，所述載流子傳輸區域的截面選自矩形、方形、梯形或菱形中的至少一種。
12.根據權利要求11所述的鈍化接觸電池，其特征在于：每個所述開孔區域的寬度為100~500μm。
13.根據權利要求10所述的鈍化接觸電池，其特征在于：在相鄰的兩條背面細柵電極之間，每相鄰兩個開孔區域的間距相等。
14.根據權利要求13所述的鈍化接觸電池，其特征在于：在相鄰的兩條背面細柵電極之間，相鄰兩個開孔區域的間距為200~600μm。
15.根據權利要求10所述的鈍化接觸電池，其特征在于：以硅片本體的背表面除所述背面主柵電極和背面細柵電極之外的區域的總面積為基準，所述開孔區域的總面積占其40%～80%。
16.根據權利要求10所述的鈍化接觸電池，其特征在于：每個載流子傳輸區域中，所述第二隧穿氧化層、第二摻雜多晶硅層的寬度相同。
17.根據權利要求10所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述第一隧穿氧化層、所述第二隧穿氧化層、所述第三隧穿氧化層的厚度相同；和/或，所述第一摻雜多晶硅層、所述第二摻雜多晶硅層、所述第三摻雜多晶硅層的厚度相同；和/或，所述第一背面鈍化層、所述第二背面鈍化層、所述第三背面鈍化層、所述第四背面鈍化層的厚度相同。
18.根據權利要求10所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述摻雜多晶硅層為磷摻雜多晶硅層。
19.根據權利要求10所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述背面主柵電極的線寬度為30～100μm，間隔為10～20mm；和/或，所述背面細柵電極的線寬度為10～60μm，間隔為0.9～1.5mm；和/或，所述背面主柵電極和背面細柵電極相互垂直。
20.一種光伏組件，其特征在于：所述光伏組件包括權利要求10-19任一項所述的鈍化接觸電池。
...【技術特征摘要】
1.一種鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述制備方法包括以下步驟：提供一硅片本體，在所述硅片本體背表面生長隧穿氧化層及摻雜多晶硅層；采用激光對所述硅片本體背表面的第一區域進行消融處理，使該第一區域的隧穿氧化層和摻雜多晶硅層去除，形成開孔區域；所述激光連續掃描以形成多條間隔開的激光路徑線，所述多條激光路徑線之間不存在交疊部分；在硅片本體的背表面的全部區域形成背面鈍化層；在硅片本體的背表面印刷和燒結背面主柵電極和背面細柵電極；所述背面主柵電極所在的區域位于所述第一區域之外；
2.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述激光為矩形光斑或方形光斑，且所述矩形光斑或方形光斑連續掃描形成所述激光路徑線。
3.根據權利要求2所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述矩形光斑或方形光斑的長度為100~500μm，寬度為100~500μm。
4.根據權利要求2所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述激光的波長為200～1200nm，且為皮秒激光或納秒激光中的至少一種。
5.根據權利要求4所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述激光選自355nm的紫外激光、532nm的綠光激光、650nm的紅光激光、820nm的近紅外激光或1030nm的紅外光激光。
6.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述激光的頻率為50～300khz；和/或，所述激光的掃描速度為5～25m/s；和/或，所述激光的能量密度是0.1～5j/cm2。
7.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述激光路徑線的線間距為200~600μm。
8.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：采用激光進行所述消融處理時，所述激光不對所述背面主柵電極所對應的區域進行消融處理，且該區域的寬度為100~500μm。
9.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池的制備方法，其特征在于：所述制備方法還包括在所述硅片本體的正表面上依次形成硼摻雜發射極、正表面鈍化層，以及印刷和燒結正表面金屬電極的步驟。
10.一種權利要求1-9任一項所述鈍化接觸電池的制備方法制備得到...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王熠恒，沈東東，蔣建婷，張穎，馬麗敏，王玲，包杰，季根華，杜哲仁，
申請(專利權)人：江蘇林洋太陽能有限公司，
類型：發明
國別省市：
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