本發(fā)明涉及太陽能電池,特別是涉及一種光伏電池背面的處理方法、topcon電池及制備方法、光伏組件。
背景技術(shù):
1、隧穿氧化層鈍化接觸(tunnel?oxide?passivated?contact,簡(jiǎn)稱topcon)是一種基于選擇性載流子鈍化原理來減少表面復(fù)合和改善金屬接觸的技術(shù)。目前,現(xiàn)有的topcon電池,如cn118380496a所示,通常是在晶硅基底背面的拋光面(通常采用堿拋處理來獲得拋光面)上依次整面沉積超薄隧穿氧化層(其厚度通常為1~2nm)及摻雜多晶硅層(如磷摻雜多晶硅層)。研究發(fā)現(xiàn),晶硅基底背面的拋光面的平整度對(duì)topcon電池背面的鈍化效果以及光的二次吸收效果均具有重要影響。通常,拋光面的平整度越高,則拋光面的反射率也更大,topcon電池背面的鈍化效果越好,光被二次反射回topcon電池內(nèi)部的量也越多。
2、但是,對(duì)于topcon電池而言,晶硅基底背面的拋光面的反射率并非越大越好。這是因?yàn)椋簰伖饷娴姆瓷渎蔬^大,則拋光面的平整度會(huì)過高,會(huì)降低背面金屬電極在金屬化區(qū)的摻雜多晶硅層(也即背面金屬電極的金屬接觸區(qū)域)的附著性能,并降低背面金屬電極與金屬化區(qū)的摻雜多晶硅層的金屬接觸性能。故而,拋光面的反射率的設(shè)置,還需要兼顧使電池背面的金屬化區(qū)能有一個(gè)較好的背面金屬電極附著性能及金屬接觸性能。所以,實(shí)際操作中,研發(fā)人員往往會(huì)選擇在晶硅基底背面獲得一個(gè)具有適中反射率的拋光面,也即該拋光面整面僅具有一個(gè)適中的反射率(如cn118073475a所示,其拋光面的反射率為36%),以使topcon電池能兼顧金屬接觸性能和鈍化接觸效果;這就勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致topcon電池背面的非金屬化區(qū)的鈍化效果和光二次反射吸收效果均有所降低,從而影響topcon電池整體的鈍化效果和光吸收率,導(dǎo)致電池的光電轉(zhuǎn)換效率難以進(jìn)一步提升。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種光伏電池背面的處理方法、topcon電池及制備方法、光伏組件。
2、基于此,本發(fā)明公開了一種光伏電池背面的處理方法,包括如下步驟:
3、s1、對(duì)硅基體背面進(jìn)行拋光處理,以獲得平坦的拋光面;
4、s2、在拋光面上依次沉積隧穿氧化層及本征非晶硅層,即得鈍化接觸結(jié)構(gòu);
5、s3、對(duì)本征非晶硅層進(jìn)行摻雜并熱處理,以形成摻雜多晶硅層;并使部分摻雜源穿過摻雜多晶硅層及隧穿氧化層后,進(jìn)入硅基體,以形成摻雜多晶硅帶尾;
6、s4、在非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅層進(jìn)行氧化處理,以在非金屬化區(qū)形成氧化硅層;其中,氧化深度到達(dá)摻雜多晶硅帶尾附近;
7、s5、酸洗,去除所述氧化硅層,以裸露出非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅帶尾,使非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅帶尾形成反射率比金屬化區(qū)的反射率更高的背表面。
8、優(yōu)選地,步驟s1中,拋光處理采用濕法工藝進(jìn)行,該濕法工藝為堿拋光和/或酸拋光。
9、進(jìn)一步優(yōu)選地,步驟s1中,所述拋光處理為堿拋光處理,堿拋光液為koh溶液或naoh溶液,濃度為5~8wt%,堿拋光溫度為50~70℃,堿拋光時(shí)間為100~300s。如此,通過上述堿拋光處理工序,能使金屬化區(qū)的摻雜多晶硅層背表面的反射率達(dá)到31~34%,以改善背面金屬電極拉力。
10、優(yōu)選地,步驟s2中,所述隧穿氧化層的厚度為0.5~2nm;所述隧穿氧化層的制備方法為熱氧氧化法、濕氧氧化法、硝酸氧化法、臭氧氧化法或氣相沉積法中的一種。
11、優(yōu)選地,步驟s2中,所述本征非晶硅層的厚度為60~150nm;所述本征非晶硅層的制備方法為低壓化學(xué)氣相沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積或物理氣相沉積中的一種。
12、優(yōu)選地,步驟s3中,所述摻雜擴(kuò)散的摻雜源為硼源或者磷源。
13、進(jìn)一步優(yōu)選地,步驟s3中,所述摻雜多晶硅層為磷重?fù)诫s多晶硅層;
14、所述摻雜多晶硅層的摻雜濃度為2×1020~1×1021cm-3,厚度為50~120nm,結(jié)深為80~150nm;
15、所述摻雜多晶硅帶尾的摻雜濃度為1×1017~4×1020cm-3。
16、優(yōu)選地,步驟s4中,所述氧化處理優(yōu)選為氧離子注入,以在非金屬化區(qū)形成注氧多晶硅層,再退火,將非金屬化區(qū)的注氧多晶硅層轉(zhuǎn)化成所述氧化硅層。氧化處理優(yōu)選為氧離子注入,可以精確控制好氧離子的注入深度,并能控制注入的氧離子能恰好位于同一水平表面上,這能有效促進(jìn)后續(xù)酸洗后的非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅帶尾獲得更平整進(jìn)而反射率變大的背表面。
17、進(jìn)一步優(yōu)選地,步驟s4中,氧離子的注入劑量為1×1015~1×1018atoms/cm2,注入能量為10~100kev,注入溫度為20~200℃;氧離子的注入深度超過隧穿氧化層和摻雜多晶硅層的總厚度,并到達(dá)摻雜多晶硅帶尾附近,氧離子的注入深度為65~150nm(更優(yōu)選為90~120nm)。這樣,能保留非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅帶尾,有利于橫向傳輸電流;而且,精確控制氧離子的注入深度,還能在步驟s5的酸洗后,使裸露出的非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅帶尾獲得更平整且反射率更高的背表面(而金屬化區(qū)的摻雜多晶硅層的反射率仍然較小),故而能進(jìn)一步提升電池的光電轉(zhuǎn)化效率。這種選擇性的氧離子注入可以通過插入離子束上的蔭罩完成構(gòu)圖。
18、本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)化了氧離子的注入能量等參數(shù)來精確調(diào)控氧離子注入深度至摻雜多晶硅帶尾附近,以使非金屬化區(qū)獲得更平整的背表面,從而非金屬化區(qū)背面獲得更高的反射率,使電池獲得更優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)化效率。
19、進(jìn)一步優(yōu)選地,步驟s4中,所述退火的氣氛為氮?dú)?,退火溫度?00~950℃,退火時(shí)間為60~120min。
20、優(yōu)選地,步驟s5中,酸洗溶液為hf溶液、hcl溶液或h3po4溶液中的一種或多種,酸洗溶液的濃度為3~10wt%,酸洗時(shí)間為30~150s。
21、本發(fā)明還公開了一種topcon電池的制備方法,包括如下制備步驟:
22、步驟一、對(duì)硅基體進(jìn)行清洗并制絨,以在硅基體的正面和背面形成金字塔絨面;
23、步驟二、對(duì)制絨后的硅基體進(jìn)行硼擴(kuò)散摻雜,以在硅基體的正面依次形成p+發(fā)射極及硼硅玻璃;
24、步驟三、通過單面刻蝕去除硅基體背面及邊緣繞擴(kuò)的硼硅玻璃;
25、步驟四、采用本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
上述所述的一種光伏電池背面的處理方法,來裸露出非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅帶尾,使非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅帶尾表面的反射率高于金屬化區(qū)的摻雜多晶硅層表面的反射率;
26、步驟五、在p+發(fā)射極的正面和硅基體的整個(gè)背面分別沉積正面al2o3膜和背面al2o3膜;
27、步驟六、在正面al2o3膜和背面al2o3膜上分別沉積正面氮化硅層和背面氮化硅層;
28、步驟七、對(duì)硅基體的正面和背面分別進(jìn)行金屬化,以分別制得正面金屬電極和背面金屬電極。
29、本發(fā)明還公開了一種topcon電池,其采用本發(fā)明內(nèi)容上述所述的一種topcon電池的制備方法制得。
30、本發(fā)明還公開了一種光伏組件,其包括本發(fā)明內(nèi)容上述所述的一種topcon電池。
31、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明至少包括以下有益效果:
32、本發(fā)明的一種光伏電池背面的處理方法,通過硅基體背面的拋光處理,配合在非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅層進(jìn)行氧化處理、并控制氧化處理深度至摻雜多晶硅帶尾以及后續(xù)的酸洗,來使非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅帶尾背表面與金屬化區(qū)的摻雜多晶硅層背表面的反射率不同(具體是非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅帶尾背表面的反射率高于金屬化區(qū)的摻雜多晶硅層背表面的反射率。非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅帶尾背表面的反射率大于36%小于等于40%;而金屬化區(qū)的摻雜多晶硅層背表面的反射率為31~34%)。如此,以進(jìn)一步降低電池背面的金屬化區(qū)的串聯(lián)電阻、改善背面金屬電極拉力,故而能進(jìn)一步提升電池背面的金屬化區(qū)的背面金屬電極附著性能及金屬接觸性能;并進(jìn)一步提升電池背面的非金屬化區(qū)的鈍化效果及光二次反射吸收效果;去除非金屬化區(qū)的摻雜多晶硅層,還能減少寄生吸收;故而能大大提升電池的光電轉(zhuǎn)換效率。