【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于太陽能電池，具體涉及一種具有選擇性多晶硅層的鈍化接觸電池。
技術介紹
1、隧穿氧化層鈍化接觸(topcon)太陽能電池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。2013年德國frauhofer研究所引入了topcon技術的概念，該電池采用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、目前，perc電池的效率發展已經接近理論極限，有望取代perc電池成為主流的太陽能電池結構的主要是hjt電池、topcon電池和bc電池，與其他兩款電池相比，topcon電池在制造工藝方面具有獨特的優勢，與perc電池高度兼容，只需要增添額外的硼擴散設備和隧穿層、多晶硅沉積設備，這大大降低了太陽能電池迭代的成本，加之各種加工工藝和設備的不斷發展，topcon電池的商業化取得了長足的進步，使該技術成為目前全球光伏市場的領跑者。
3、topcon電池采用隧穿氧化層+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電池的背面采用這種隧穿層+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。即，選擇性多晶硅層結構，降低了電池背
4、因此，選擇性多晶硅層結構的形成，存在以下技術缺陷：
5、(1)重摻雜多晶硅在topcon電池背面全面積覆蓋，這部分結構對長波的光存在較大的光吸收系數，這種類型的吸收稱之為自由載流子吸收(fca)，屬于無效吸收，且摻雜多晶硅厚度越大或者摻雜濃度越高，fca吸收越嚴重，光電轉化效率越低；
6、(2)利用紫外激光氧化多晶硅層形成局域掩膜，再用濕法的工藝去除無掩膜覆蓋的多晶硅層，形成選擇性的多晶硅層(金屬區域多晶硅層厚，非金屬區域多晶硅層薄)，這種技術采用激光產生的氧化層不夠致密，利用堿液去除多晶硅的過程中，氧化層下面部分區域的多晶硅也會一并被去除掉；同時激光氧化采用的功率越大，一定程度上形成的氧化層厚度會增加，在這個過程中，激光對氧化層底部磷摻雜多晶硅層的損傷也會更大，導致原有的鈍化效果下降；
7、(3)利用激光直接減薄多晶硅的方式形成選擇性多晶硅層，這種方式工藝步驟比較簡單，但對激光設備的要求較高，同時該方式需要去除電池片背部表面近95％的多晶硅層，單片加工時間長，產能較低，不適合作為產業化推進。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種全新的具有選擇性多晶硅層的鈍化接觸電池。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采取的技術方案如下：
3、一種鈍化接觸電池，其包括單晶硅片和背面結構層，背面結構層包括基于本征多晶硅層形成選擇性多晶硅層，其中所述選擇性多晶硅層包括第一摻雜多晶硅層、第二摻雜多晶硅層和第三摻雜多晶硅層，第一摻雜多晶硅層、第二摻雜多晶硅層和第三摻雜多晶硅層構成磷原子的濃度不同的內外摻雜結構層，且磷原子的濃度最高的摻雜多晶硅層對應金屬區域，僅在磷原子的濃度次高的摻雜多晶硅層中摻雜有碳或氧或氮元素，且對應外摻雜結構層的非金屬區域，磷原子的濃度最高的摻雜多晶硅層和磷原子的濃度次高的摻雜多晶硅層構成外摻雜結構層，磷原子的濃度最低的摻雜多晶硅層構成內摻雜結構層。
4、在一些具體實施方式中，選擇性多晶硅層中磷原子的濃度排序為第一摻雜多晶硅層＞第三摻雜多晶硅層＞第二摻雜多晶硅層。
5、優選地，第一摻雜多晶硅層濃度為4.0～8.0e+20cm-3；第三摻雜多晶硅層濃度為0.8～1.0e+20cm-3；第二摻雜多晶硅層濃度為1.0～4.0e+19cm-3。
6、根據本專利技術的一個具體實施和優選方面，第一摻雜多晶硅層為磷重摻雜多晶硅層；第二摻雜多晶硅層為磷輕摻雜多晶硅層；第三摻雜多晶硅層為碳/磷中摻雜多晶硅層。
7、優選地，磷重摻雜多晶硅層和所述的碳/磷中摻雜多晶硅層的厚度相等，其中磷重摻雜多晶硅層對應金屬區域，所述的碳/磷中摻雜多晶硅層對應非金屬區域。
8、或者，內摻雜結構層所對應的金屬區域形成有填平背面的磷重摻雜多晶硅層，且所述內摻雜結構層將所述磷重摻雜多晶硅層和隧穿氧化層隔開，所述碳/磷中摻雜多晶硅層形成在所述內摻雜結構層對應的非金屬區域。
9、在一些具體實施方式中，單晶硅片為n型單晶硅片。
10、優選地，內摻雜結構層和所述外摻雜結構層的厚度均為30～60nm。
11、根據本專利技術的又一個具體實施和優選方面，鈍化接觸電池還包括形成在單晶硅片正面的正面結構層，正面結構層包括由內向外依次設置的硼摻雜發射極、正面鈍化層和正面減反層，其中硼摻雜發射極、正面鈍化層和正面減反層三者形狀相同且表面均呈金字塔絨面狀。
12、優選地，背面鈍化層和背面減反層構成的疊層與正面鈍化層和所述正面減反層所構成的疊層相同；進一步的，正面減反層或背面減反層為氧化鋁層、氮化硅層、二氧化硅層、氮氧化硅層中的至少一種。
13、此外，鈍化接觸電池還包括正面金屬電極和背面金屬電極，其中正面金屬電極和背面金屬電極形成的寬度為10～60μm，高度為3～10μm。
14、同時，本申請的具有選擇性多晶硅層的鈍化接觸電池結構的制備方法，其包括如下步驟：
15、1)選取單晶硅片進行表面處理，然后制作形成絨面；
16、2)對制絨硅片表面形成硼摻雜發射極；
17、3)去除背面及邊緣的bsg層；
18、4)在硅片背面依次生長隧穿氧化層和本征多晶硅層；
19、5)基于本征多晶硅層形成選擇性多晶硅層，其包括第一摻雜多晶硅層、第二摻雜多晶硅層和第三摻雜多晶硅層，其中第一摻雜多晶硅層、第二摻雜多晶硅層和第三摻雜多晶硅層構成磷原子的濃度不同的內外摻雜結構層，且磷原子的濃度最高的摻雜多晶硅層對應金屬區域，磷原子的濃度次高的摻雜多晶硅層中摻雜有碳或氧或氮元素，且對應外摻雜結構層的非金屬區域且位于外摻雜結構層，磷原子的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種鈍化接觸電池，其包括單晶硅片和背面結構層，其特征在于：所述的背面結構層包括基于本征多晶硅層形成選擇性多晶硅層，其中所述選擇性多晶硅層包括第一摻雜多晶硅層、第二摻雜多晶硅層和第三摻雜多晶硅層，第一摻雜多晶硅層、第二摻雜多晶硅層和第三摻雜多晶硅層構成磷原子的濃度不同的內外摻雜結構層，且磷原子的濃度最高的摻雜多晶硅層對應金屬區域，僅在磷原子的濃度次高的摻雜多晶硅層中摻雜有碳或氧或氮元素，且對應外摻雜結構層的非金屬區域，磷原子的濃度最高的摻雜多晶硅層和磷原子的濃度次高的摻雜多晶硅層構成外摻雜結構層，磷原子的濃度最低的摻雜多晶硅層構成內摻雜結構層。
2.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述選擇性多晶硅層中磷原子的濃度排序為第一摻雜多晶硅層＞第三摻雜多晶硅層＞第二摻雜多晶硅層。
3.根據權利要求1或2所述的鈍化接觸電池，其特征在于：第一摻雜多晶硅層濃度為4.0～8.0E+20cm-3；第三摻雜多晶硅層濃度為0.8～1.0E+20cm-3；第二摻雜多晶硅層濃度為1.0～4.0E+19cm-3。
4.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池，其特
5.根據權利要求4所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述磷重摻雜多晶硅層和所述的碳/磷中摻雜多晶硅層的厚度相等，其中磷重摻雜多晶硅層對應金屬區域，所述的碳/磷中摻雜多晶硅層對應非金屬區域。
6.根據權利要求4所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述內摻雜結構層所對應的金屬區域形成有填平背面的磷重摻雜多晶硅層，且所述內摻雜結構層將所述磷重摻雜多晶硅層和隧穿氧化層隔開，所述碳/磷中摻雜多晶硅層形成在所述內摻雜結構層對應的非金屬區域。
7.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池，其特征在于：單晶硅片為N型單晶硅片。
8.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述內摻雜結構層和所述外摻雜結構層的厚度均為30～60nm。
9.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述的鈍化接觸電池還包括形成在所述單晶硅片正面的正面結構層，所述的正面結構層包括由內向外依次設置的硼摻雜發射極、正面鈍化層和正面減反層，其中硼摻雜發射極、正面鈍化層和正面減反層三者形狀相同且表面均呈金字塔絨面狀；和/或，所述背面鈍化層和所述背面減反層構成的疊層與所述的正面鈍化層和所述正面減反層所構成的疊層相同；和/或，所述正面減反層或背面減反層為氧化鋁層、氮化硅層、二氧化硅層、氮氧化硅層中的至少一種。
10.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述鈍化接觸電池還包括正面金屬電極和背面金屬電極，其中所述正面金屬電極和所述背面金屬電極形成的寬度為10～60μm，高度為3～10μm。
...【技術特征摘要】
1.一種鈍化接觸電池，其包括單晶硅片和背面結構層，其特征在于：所述的背面結構層包括基于本征多晶硅層形成選擇性多晶硅層，其中所述選擇性多晶硅層包括第一摻雜多晶硅層、第二摻雜多晶硅層和第三摻雜多晶硅層，第一摻雜多晶硅層、第二摻雜多晶硅層和第三摻雜多晶硅層構成磷原子的濃度不同的內外摻雜結構層，且磷原子的濃度最高的摻雜多晶硅層對應金屬區域，僅在磷原子的濃度次高的摻雜多晶硅層中摻雜有碳或氧或氮元素，且對應外摻雜結構層的非金屬區域，磷原子的濃度最高的摻雜多晶硅層和磷原子的濃度次高的摻雜多晶硅層構成外摻雜結構層，磷原子的濃度最低的摻雜多晶硅層構成內摻雜結構層。
2.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述選擇性多晶硅層中磷原子的濃度排序為第一摻雜多晶硅層＞第三摻雜多晶硅層＞第二摻雜多晶硅層。
3.根據權利要求1或2所述的鈍化接觸電池，其特征在于：第一摻雜多晶硅層濃度為4.0～8.0e+20cm-3；第三摻雜多晶硅層濃度為0.8～1.0e+20cm-3；第二摻雜多晶硅層濃度為1.0～4.0e+19cm-3。
4.根據權利要求1所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述的第一摻雜多晶硅層為磷重摻雜多晶硅層；所述第二摻雜多晶硅層為磷輕摻雜多晶硅層；第三摻雜多晶硅層為碳/磷中摻雜多晶硅層。
5.根據權利要求4所述的鈍化接觸電池，其特征在于：所述磷重摻雜多晶硅層和所述的碳/磷中摻雜多...
【專利技術屬性】
技術研發人員：沈東東，王熠恒，季根華，杜哲仁，張穎，包俊杰，
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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