N型晶體硅雙面電池的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了N型晶體硅雙面電池，屬于太陽能電池【技術領域】，包括N型硅襯底、硼摻雜層、電池的正極、氧化鋁鈍化層、氮化硅減反射層、離子注入磷摻雜層、氮化硅鈍化及減反射層、電池的負極，在N型硅襯底的上下表面分別設置了電池的正極和電池的負極，在電池的正極的下方設置硼摻雜層；在N型硅襯底的上表面設有氧化鋁鈍化層，在氧化鋁鈍化層的表面設有第一氮化硅減反射層；在N型硅襯底的下表面設有離子注入磷摻雜層，在離子注入磷摻雜層的表面設有第二氮化硅減反射層。本實用新型的N型晶體硅雙面電池，使得電池穩定性能提高，降低了對短波的吸收，提高了藍光響應，提高電池的短路電流密度，電池效率得到提升，具有很好的實用性。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于太陽能電池【技術領域】，具體涉及一種N型晶體硅雙面電池。 N型晶體娃雙面電池
【背景技術】
[0002] 雙面電池能更加充分的利用太陽光，不僅正面入射的太陽光還有背面的散射光 等，提高了電池的發電量，該種電池更適合建筑一體化，以及垂直安裝等應用，然而傳統的 雙面電池結構復雜，制備成本高，使得雙面電池大規模的走向市場遇到了瓶頸。 實用新型內容
[0003] 實用新型目的：本實用新型的目的在于提供一種N型晶體硅雙面電池，使得電池 的穩定性能提高，同時降低了對短波的吸收，提高了藍光響應，提高了電池的短路電流密 度，提升了電池效率。
[0004] 技術方案：為實現上述實用新型目的，本實用新型采用如下技術方案：
[0005] N型晶體硅雙面電池，包括N型硅襯底、硼摻雜層、電池的正極、氧化鋁鈍化層、氮 化硅減反射層、離子注入磷摻雜層、氮化硅鈍化及減反射層、電池的負極，在N型硅襯底的 上下表面分別設置了電池的正極和電池的負極，在電池的正極的下方設置硼摻雜層；在N 型硅襯底的上表面設有氧化鋁鈍化層，在氧化鋁鈍化層的表面設有第一氮化硅減反射層； 在N型硅襯底的下表面設有離子注入磷摻雜層，在離子注入磷摻雜層的表面設有第二氮化 娃減反射層。
[0006] 所述的N型硅襯底為電阻率在0. 3 Ω · cm?10 Ω · cm之間的N型硅襯底。
[0007] 所述的氧化鋁鈍化層的厚度為5?20nm。
[0008] 所述的第一氮化硅減反射層的厚度為65?75nm，第二氮化硅減反射層的厚度為 73 ?86nm。
[0009] 實用新型原理：本實用新型通過在N型硅襯底上表面局部重擴硼，形成一個局域 的PN結，在N型襯底的上面制備有A1 203，該A1203帶有固定負電荷，并在A120 3的下面的N 型硅中誘導出P+的反型層；A1203的上面沉積有氮化硅減反射層電池背面有重摻的磷，形成 背場，背場采用SiN x鈍化電池的雙面都可以受光發電，電極分布電池的兩面。
[0010] 有益效果：與現有技術相比，本實用新型的N型晶體硅雙面電池，由于沒有硼摻雜 的影響，使得電池穩定性能提高，同時降低了對短波的吸收，提高了藍光響應，提高電池的 短路電流密度，電池效率得到提升；利用A1203帶有固定負電荷，在N型襯底的前表面誘導 出一個P型反型層，提供前電場，替代了原有的PN節，具有很好的實用性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011] 附圖1 N型晶體硅雙面電池結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的說明。
[0013] 如圖1所示，N型晶體硅雙面電池，包括N型硅襯底1、硼摻雜層2、電池的正極3、 氧化鋁鈍化層4、氮化硅減反射層5、離子注入磷摻雜層6、氮化硅鈍化及減反射層7、電池的 負極8,在N型硅襯底1的上下表面分別設置了電池的正極3和電池的負極8,在電池的正 極3的下方設置硼摻雜層2 ;在N型硅襯底1的上表面設有氧化鋁鈍化層4,在氧化鋁鈍化 層4的表面設有第一氮化娃減反射層5 ;在N型娃襯底1的下表面設有離子注入磷摻雜層 6,在離子注入磷摻雜層6的表面設有第二氮化硅減反射層7。
[0014] 其中，N型硅襯底1的電阻率在0. 3 Ω · cm到10 Ω · cm之間。氧化鋁鈍化層4的 厚度在5?20nm，并帶有5X 102cm_2?3X 103cm_2的固定負電荷。第一氮化硅減反射層5 的厚度為65?75nm，第二氮化娃減反射層7的厚度為73?86nm。
[0015] 實施例1
[0016] 制備N型晶體硅雙面電池的方法，包括以下步驟：
[0017] 1)化學清洗
[0018] 對電阻率為0. 3 Ω ?cm的N型硅襯底的表面絨面采用稀得氫氧化鈉或氫氧化鉀溶 液在襯底的表面制備出金字塔形狀的陷光結構，隨后用稀釋的鹽酸和氫氟酸進行清洗，得 到化學清洗過的N型硅襯底；
[0019] 2)上表面印刷硼摻雜層
[0020] 在化學清洗過的N型硅襯底的上表面印刷硼摻雜層，該印刷硼摻雜層的形狀與電 池的正極的截面形狀吻合，印刷后在400°C的烘干爐中烘干，得到具備硼源的N型硅襯底；
[0021] 3)下表面注入磷源并退火
[0022] 在具備硼源的N型硅襯底的下表面注入磷源，在離子束能量8kev情況下，離子注 入量1 X 15cnT2,然后將注入磷源的N型硅襯底放入退火爐中，在800°C的溫度范圍內退火， 退火后目標方阻為40 Ω / □，使硼擴散倒硅片機體中，形成局部的PN節，激活離子注入的磷 源，并對離子注入時損傷的硅表面進行修復，讓注入的磷源形成背場，得到注入磷源的N型 娃襯底；
[0023] 4)上表面制備氧化鋁鈍化層和第一氮化硅減反射層
[0024] 在400°C下，在注入磷源的N型硅襯底的上表面采用原子沉積或者等離子化學氣 相沉積厚度為5nm的三氧化二鋁，三氧化二鋁所帶的負電荷是在5 X 1012cnT2,形成氧化鋁鈍 化層；
[0025] 在氧化鋁鈍化層的表面采用等離子化學氣相沉積厚度為65nm的第一氮化硅減反 射層；
[0026] 5)下表面制備第二氮化硅減反射層
[0027] 在注入磷源的N型硅襯底的下表面采用等離子化學氣相沉積厚度為73nm的第二 氮化娃減反射層；
[0028] 6)制備電池的正極和電池的負極
[0029] 采用印刷的方法在電池的上表面印刷硼摻雜層的上方印刷銀鋁漿，形成電池的正 極；采用印刷的方法在電池的下表面印刷銀漿，形成電池的負極；
[0030] 7)燒結
[0031] 在700°C的溫度下，將步驟6)得到的電池在燒結爐中進行燒結，讓電池和硅形成 歐姆接觸，即得到電池成品。
[0032] 實施例2
[0033] 制備N型晶體硅雙面電池的方法，包括以下步驟：
[0034] 1)化學清洗
[0035] 對電阻率為10 Ω · cm的N型硅襯底的表面絨面采用稀得氫氧化鈉或氫氧化鉀溶 液在襯底的表面制備出金字塔形狀的陷光結構，隨后用稀釋的鹽酸和氫氟酸進行清洗，得 到化學清洗過的N型硅襯底；
[0036] 2)上表面印刷硼摻雜層
[0037] 在化學清洗過的N型硅襯底的上表面印刷硼摻雜層，該印刷硼摻雜層的形狀與電 池的正極的截面形狀吻合，印刷后在400°C的烘干爐中烘干，得到具備硼源的N型硅襯底；
[0038] 3)下表面注入磷源并退火
[0039] 在具備硼源的N型硅襯底的下表面注入磷源，在離子束能量15kev情況下，離子注 入量7 X 15cm_2,然后將注入磷源的N型硅襯底放入退火爐中，在1000°C的溫度范圍內退火， 退火后目標方阻為120 Ω / □，使硼擴散倒硅片機體中，形成局部的PN節，激活離子注入的 磷源，并對離子注入時損傷的硅表面進行修復，讓注入的磷源形成背場，得到注入磷源的N 型硅襯底；
[0040] 4)上表面制備氧化鋁鈍化層和第一氮化硅減反射層
[0041] 在400°C下，在注入磷源的N型硅襯底的上表面采用原子沉積或者等離子化學氣 相沉積厚度為20nm的三氧化二鋁，三氧化二鋁所帶的負電荷是在5X10 13cnT2,形成氧化鋁 鈍化層；
[0042] 在氧化鋁鈍化層的表面采用等離子化學氣相沉積厚度為75nm的第一氮化硅減反 射層；
[0043] 5)下表面制備第二氮化硅減反射層
[0044] 在注入磷源的N型硅襯底的下表面采用等離子化學氣相沉積厚度為86nm的第二 氮化娃減反射層；
[0045] 6)制備電池的正極和電池的負極
[0046] 采用印刷的方法在電池的上表面印刷硼摻雜層的上方印刷銀鋁漿，形成電池的正 極；采用印刷的方法在電池的下表面印刷銀漿，形成電池的負極；
[0047] 7)燒結
[0048] 在900°C的溫度下，將步驟6)得到的電池在燒結爐中進行燒結，讓電池和硅形成 歐姆接觸，即得到電池成品。
[0049] 實施例3
[0050] 制備N型晶體硅雙面電池的方法，包括以下步驟：
[0051] 1)化學清洗
[0052] 對電阻率為0. 3 Ω ?cm的N型硅襯底的表面絨面采用稀得氫氧化鈉或氫氧化鉀溶 液在襯底的表面制備出金字塔形狀的陷光結構，隨后用稀釋的鹽酸和氫氟酸進行清洗，得 到化學清洗過的N型硅襯底；
[0053] 2)上表面注入硼源
[0054] 在化學清洗過的N型硅襯底的上表面注入硼源，在離子束能量6kev情況下，離子 注入量1 X 14cnT2,退火后目標方阻為40 Ω / □，得到具備硼源的N型硅襯底；
[0055] 3)下表面注入磷源并退火
[0056] 在具備硼源的N型硅襯底的下表面注入磷源，在離子束能量8kev情況下，離子注 入量1 X 15cnT2,然后將注入磷源的N型硅襯底放入退火爐中，在800°C的溫度范圍內退火， 退火后目標方阻為40 Ω / □，使硼擴散倒硅片機體中，形成局部的PN節，激活離子注入的磷 源，并對離子注入時損傷的硅表面進行修復，讓注入的磷源形成背場，得到注入磷源的N型 娃襯底；
[0057] 4)上表面制備氧化鋁鈍化層和第一氮化硅減反射層
[0058] 在400°C下，在注入磷源的N型硅襯底的上表面采用原子沉積或者等離子化學氣 相沉積厚度為5nm的三氧化二鋁，三氧化二鋁所帶的負電荷是在5 X 1012cnT2,形成氧化鋁鈍 化層；
[0059] 在氧化鋁鈍化層的表面采用等離子化學氣相沉積厚度為65nm的第一氮化硅減反 射層；
[0060] 5)下表面制備第二氮化硅減反射層
[0061] 在注入磷源的N型硅襯底的下表面采用等離子化學氣相沉積厚度為73nm的第二 氮化娃減反射層；
[0062] 6)制備電池的正極和電池的負極
[0063] 采用印刷的方法在電池的上表面印刷硼摻雜層的上方印刷銀鋁漿，形成電池的正 極；采用印刷的方法在電池的下表面印刷銀漿，形成電池的負極；
[0064] 7)燒結
[0065] 在700°C的溫度下，將步驟6)得到的電池在燒結爐中進行燒結，讓電池和硅形成 歐姆接觸，即得到電池成品。
[0066] 實施例4
[0067] 制備N型晶體硅雙面電池的方法，包括以下步驟：
[0068] 1)化學清洗
[0069] 對電阻率為10 Ω · cm的N型硅襯底的表面絨面采用稀得氫氧化鈉或氫氧化鉀溶 液在襯底的表面制備出金字塔形狀的陷光結構，隨后用稀釋的鹽酸和氫氟酸進行清洗，得 到化學清洗過的N型硅襯底；
[0070] 2)上表面注入硼源
[0071] 在化學清洗過的N型硅襯底的上表面注入硼源，在離子束能量20kev情況下，離子 注入量9 X 15cnT2,退火后目標方阻為120 Ω / □，得到具備硼源的N型硅襯底；
[0072] 3)下表面注入磷源并退火
[0073] 在具備硼源的N型硅襯底的下表面注入磷源，在離子束能量15kev情況下，離子注 入量7 X 15cm_2,然后將注入磷源的N型硅襯底放入退火爐中，在1000°C的溫度范圍內退火， 退火后目標方阻為120 Ω / □，使硼擴散倒硅片機體中，形成局部的PN節，激活離子注入的 磷源，并對離子注入時損傷的硅表面進行修復，讓注入的磷源形成背場，得到注入磷源的N 型硅襯底；
[0074] 4)上表面制備氧化鋁鈍化層和第一氮化硅減反射層
[0075] 在400°C下，在注入磷源的N型硅襯底的上表面采用原子沉積或者等離子化學氣 相沉積厚度為20nm的三氧化二鋁，三氧化二鋁所帶的負電荷是在5X1013cnT2,形成氧化鋁 鈍化層；
[0076] 在氧化鋁鈍化層的表面采用等離子化學氣相沉積厚度為75nm的第一氮化硅減反 射層；
[0077] 5)下表面制備第二氮化硅減反射層
[0078] 在注入磷源的N型硅襯底的下表面采用等離子化學氣相沉積厚度為86nm的第二 氮化娃減反射層；
[0079] 6)制備電池的正極和電池的負極
[0080] 采用印刷的方法在電池的上表面印刷硼摻雜層的上方印刷銀鋁漿，形成電池的正 極；采用印刷的方法在電池的下表面印刷銀漿，形成電池的負極；
[0081] 7)燒結
[0082] 在900°C的溫度下，將步驟6)得到的電池在燒結爐中進行燒結，讓電池和硅形成 歐姆接觸，即得到電池成品。
[0083] 實施例5
[0084] 按照實施例1?4,對電池成品進行品質測定，得到表1如下：
[0085] 表1電池品質測定
[0086]
【權利要求】
1. N型晶體硅雙面電池，其特征在于：包括N型硅襯底（1)、硼摻雜層（2)、電池的正極 (3)、氧化鋁鈍化層（4)、氮化硅減反射層（5)、離子注入磷摻雜層（6)、氮化硅鈍化及減反射 層（7)、電池的負極（8)，在N型硅襯底（1)的上下表面分別設置了電池的正極（3)和電池的 負極（8)，在電池的正極（3)的下方設置硼摻雜層（2);在N型硅襯底（1)的上表面設有氧 化鋁鈍化層（4)，在氧化鋁鈍化層（4)的表面設有第一氮化硅減反射層（5);在N型硅襯底 (1)的下表面設有離子注入磷摻雜層（6)，在離子注入磷摻雜層（6)的表面設有第二氮化硅 減反射層（7)。
2. 根據權利要求1所述的N型晶體硅雙面電池，其特征在于：所述的N型硅襯底（1)為 電阻率在0. 3 Ω . cnTlO Ω . cm之間的N型硅襯底。
3. 根據權利要求1所述的N型晶體硅雙面電池，其特征在于：所述的氧化鋁鈍化層（4) 的厚度為5?20nm。
4. 根據權利要求1所述的N型晶體硅雙面電池，其特征在于：所述的第一氮化硅減反 射層（5)的厚度為65?75nm，第二氮化硅減反射層（7)的厚度為73?86nm。
【文檔編號】H01L31/0328GK203839387SQ201420253264
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月16日 優先權日:2014年5月16日
【發明者】高艷濤, 張斌, 邢國強 申請人:奧特斯維能源（太倉）有限公司