基于p型硅襯底的背接觸式太陽能電池及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及新結構太陽能電池制造領域，特別是涉及一種基于P型硅襯底的背接觸式太陽能電池及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著全球能源的短缺和氣候變暖，太陽能發電等可再生能源正取代傳統的火力發電，成為當今能源領域研究的熱點和發展的趨勢。在太陽能電池的發展歷史中，非晶硅薄膜太陽能電池和晶體硅太陽能電池都已經歷了近半個多世紀的發展歷程。晶體硅太陽能電池效率較高，而非晶硅薄膜太陽能電池的制造成本較低。傳統的P型硅襯底太陽能電池中，PN結采用高溫擴散方式制備形成，PN結處于正面且電極分別處于太陽能電池兩側，受光面受到電極遮擋損失部分太陽光，導致部分效率損傷。同時，目前常規P型太陽電池轉換效率幾乎已達到瓶頸，人們逐漸轉移至低成本、高效率、新結構、新工藝的太陽電池研究。
[0003]由于常規的太陽能電池受光面約有3.5%?4%左右的面積被正面金屬柵線電極所遮擋，為了減少或去除正面電極遮擋導致的轉換效率損傷，將正、負電極均設置在電池背面，即背接觸式太陽能電池，其中最具代表性的是IBC(Interdigitated back contact)電池。
[0004]目前IBC電池的基體主要采用N型晶體硅，P型發射極主要采用高溫硼源擴散工藝制備獲得，即高純氮氣攜帶三溴化硼的方法。這種方法主要存在以下問題:l、BBr3反應生成B2O3，其沸點較高，高溫下仍為液態，硅片表面覆蓋均勻性差，容易造成擴散均勻性差的問題；2、硼擴散的溫度較高，普遍在900°C?100tC，對于P型硅片影響較大，容易導致少子壽命下降嚴重；3、目前N型硅棒拉棒技術的限制，其電阻率分布范圍(1Ω- cm)遠大于P型硅片(0.5 Ω.cm?3 Ω.cm)，電池工藝管控較為復雜，同時N型硅片成本問題也是限制其大規模應用的重要因素。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明提供了一種基于P型硅襯底的背接觸式太陽能電池及其制備方法，該太陽能電池中采用P型硅片作為背接觸式太陽能電池的襯底材料，其硅片技術成熟，具有明顯的成本優勢，同時，結合激光無損摻雜技術，使其制備方法更為簡化，易于實現，有利于大規模的產業化應用。
[0006]為了達到上述目的，本發明采用了如下的技術方案:
[0007]—種基于P型硅襯底的背接觸式太陽能電池，其包括一 P型硅襯底，所述P型硅襯底具有相對的一受光面和一背面，所述受光面為經過織構化處理形成的絨面，所述背面為經過平坦化處理形成的平面；所述P型硅襯底的受光面設置有摻雜硼的P+摻雜層，所述受光面上設置有第一減反鈍化膜；所述P型硅襯底的背面設置有依次交替排布的多個摻雜硼的P+摻雜區和多個摻雜磷η+摻雜區，每一 ρ+摻雜區中設置有一 P++重摻雜區，每一 η+摻雜區中設置有一 η++重摻雜區，所述背面上設置有第二減反鈍化膜，所述第二減反鈍化膜上設置有相互絕緣的第一電極和第二電極，所述第一電極穿過所述第二減反鈍化膜電極連接于所述P++重摻雜區，所述第二電極穿過所述第二減反鈍化膜電性連接于所述η++重摻雜區。
[0008]其中，所述第一電極和第二電極均為叉指狀的金屬電極。
[0009]其中，所述第一減反鈍化膜和第二減反鈍化膜為一層以上的薄膜，其材料為Si02、SiNx、Ti02、A10x或 MgF2。
[0010]如上所述的太陽能電池的制備方法，其包括步驟:
[0011 ] 提供一 P型硅襯底，對所述P型硅襯底的受光面進行織構化處理形成絨面，對所述P型硅襯底的背面進行平坦化處理形成平面；
[0012]在所述受光面上涂覆或沉積硼源材料，應用激光摻雜工藝使硼源材料中的硼擴散到所述P型硅襯底中，在所述受光面獲得摻雜硼的P+摻雜層；
[0013]在所述背面上涂覆或沉積硼源材料，應用激光摻雜工藝使硼源材料中的硼擴散到所述P型硅襯底中，在所述背面獲得多個摻雜硼的P+摻雜區并在每一 P+摻雜區中形成一ρ++重慘雜區；
[0014]在所述背面上涂覆或沉積磷源材料，應用激光摻雜工藝使磷源材料中的磷擴散到所述P型硅襯底中，在所述背面獲得多個摻雜磷的η+摻雜區并在每一 η+摻雜區中形成一η++重慘雜區；
[0015]在所述受光面上制備第一減反鈍化膜，在所述背面上制備第二減反鈍化膜；
[0016]在所述第二減反鈍化膜上制備第一電極和第二電極。
[0017]其中，所述硼源材料選自硼酸溶液、硼硅玻璃、含硼氮化硅、含硼氧化硅或含硼非晶硅中的任意一種；所述磷源材料選自磷酸溶液、磷硅玻璃、含磷氮化硅、含磷氧化硅或含磷非晶硅中的任意一種。
[0018]優選地，所述激光掃描工藝中，選用的激光出光模式為脈沖，激光波長為355?1064nm，功率為5?100W，光斑直徑為30?200 μ m，脈沖寬度30ns?300ns。
[0019]優選地，所述激光掃描工藝中，選用的激光出光模式為連續或準連續，激光波長為355?1064nm，功率為5?100W，光斑直徑為30?200 μ m。
[0020]優選地，設置激光掃描系統自動切換工藝參數，通過一次激光摻雜工藝在制備獲得所述P+摻雜區的同時，在所述P+摻雜區中形成所述P++重摻雜區；通過一次激光摻雜工藝在制備獲得所述η+摻雜區的同時，在所述η+摻雜區中形成所述η++重摻雜區。
[0021 ] 優選地，通過一次激光摻雜工藝制備獲得所述ρ+摻雜區，在所述ρ+摻雜區中進行二次激光摻雜工藝，形成所述P++重摻雜區；通過一次激光摻雜工藝制備獲得所述η+摻雜區，在所述η+摻雜區中進行二次激光摻雜工藝，形成所述η++重摻雜區。
[0022]相比于現有技術，本發明采用P型硅片為襯底材料，成本低且普遍應用。背面平坦化處理，即背面拋光，利于背面形成均勻PN結和PP+高低結，同時減小背面比表面積，降低表面復合。摻雜源采用液態或固態，安全可靠，同時利于激光處理；與常規熱擴散相比，激光摻雜高溫作用時間短，易于精確定位摻雜、差異化摻雜；背面正負電極設計，減小正面柵線遮擋導致的電流損失，同時金屬電極與重摻雜區域形成良好的歐姆接觸。
[0023]其中，采用激光掃描工藝，對摻雜源進行處理，主要利用激光的熱效應、熱效應作用時間短、可精確定位等優勢，在不對硅片表面造成明顯損傷的情況下，形成特定區域的摻雜，避免高溫對P型硅片的副作用，工藝簡單，操作方便，大大簡化太陽電池制備工藝流程，更利于產業化應用。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發明實施例提供的太陽能電池的結構示意圖。
[0025]圖2是本發明實施例中背面電極的結構示意圖。
[0026]圖3是本發明實施例提供的太陽能電池的制備方法的工藝流程圖。
[0027]圖4a-圖4i是本發明太陽能電池的制備方法的各步驟示例性圖示。
【具體實施方式】
[0028]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行詳細地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實例，而不是全部實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護范圍。
[0029]如圖1所示，本實施例首先提供了一種基于P型硅襯底的背接觸式太陽能電池，其包括一 P型硅襯底10，所述P型硅襯底10具有相對的一受光面1a和一背面10b，所述受光面1a為經過織構化處理形成的絨面，所述背面1b為經過平坦化處理形成的平面。所述P型硅襯底10的受光面1a設置有摻雜硼的ρ+摻雜層20，所述受光面1a上設置有第一