本发明涉及光伏电池制备,尤其涉及一种tbc电池背面钝化层的制备方法、钝化层及tbc电池。
背景技术:
1、常见的光伏电池的正面金属电极栅线位于光伏电池的正面,背面金属电极栅线位于光伏电池的背面,而tbc电池的正面金属电极栅线和背面金属电极栅线均位于tbc电池的背面,减少正面金属电极栅线对太阳光的遮挡,最大程度的利用太阳光,扩大有效发电面积,从而提升电池转换效率。tbc电池背面采用超薄隧穿氧化层以及分布在超薄隧穿氧化层背面的叉指状的p区重掺杂多晶硅层和n区重掺杂多晶硅层来钝化背面,形成钝化接触结构,极大地降低了金属接触复合电流,提升开压和电流,从而提升电池转换效率。
2、tbc电池的常规钝化层结构为隧穿氧化层、掺杂多晶硅层和氧化铝薄膜层,而在制备隧穿氧化层和掺杂多晶硅层的同时,会在掺杂多晶硅层的背面形成mask掩膜层,需要通过酸溶液清洗去除mask掩膜层后,才能够继续进行氧化铝薄膜层的制备;然而目前清洗去除mask掩膜层的过程中,容易对mask掩膜层正面的掺杂多晶硅层造成破坏,导致制备好完整的钝化层后,其钝化层也可能降低对tbc电池的钝化效果,阻止载流子在界面处复合的效果降低,还降低了tbc电池的光电转换效率。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本发明提供一种tbc电池背面钝化层的制备方法、钝化层及tbc电池。本发明的技术方案如下:
2、第一方面,本发明提供了一种tbc电池背面钝化层的制备方法,包括以下步骤:
3、s1,对n型硅片的正面和背面进行双面碱抛光处理,并将n型硅片的背面分为多个第一区域、多个第二区域和多个隔离区域,并使得多个第一区域和多个第二区域之间交叉平行分布,且相邻的第一区域和第二区域之间通过隔离区域分开;
4、s2,对完成双面碱抛光处理的n型硅片背面进行第一次pecvd处理和第一次退火处理,以在n型硅片的背面形成第一隧穿氧化层、掺硼多晶硅层、第一氧化硅层、第一本征多晶硅膜层和第一mask掩膜层;
5、s3,对完成第一次退火处理的n型硅片背面的多个第二区域和多个隔离区域进行第一次激光开槽处理,以去除第二区域和隔离区域的第一隧穿氧化层、掺硼多晶硅层、第一氧化硅层、第一本征多晶硅膜层和第一mask掩膜层;
6、s4,对完成第一次激光开槽处理的n型硅片背面的多个第二区域和多个隔离区域进行第二次pecvd处理和第二次退火处理,以在n型硅片背面的第二区域和隔离区域均依次形成第二隧穿氧化层、掺磷多晶硅层、第二氧化硅层、第二本征多晶硅膜层和第二mask掩膜层;
7、s5,对完成第二次退火处理的n型硅片背面的多个隔离区域进行第二次激光开槽处理,以去除隔离区域的第二隧穿氧化层、掺磷多晶硅层、第二氧化硅层、第二本征多晶硅膜层和第二mask掩膜层;
8、s6,使用酸溶液对完成第二次激光开槽处理的n型硅片进行第一次清洗处理,以去除n型硅片背面的第一mask掩膜层和第二mask掩膜层;使用碱溶液对完成第一次清洗处理的n型硅片进行第二次清洗处理,以去除n型硅片背面的第一本征多晶硅膜层和第二本征多晶硅膜层;
9、s7,对完成第二次清洗处理的n型硅片进行制绒处理;
10、s8,对完成制绒处理的n型硅片进行ald处理,来形成氧化铝薄膜层,以得到制备好的tbc电池的钝化层。
11、可选地,所述s2在具体实施时,包括:
12、s21,将完成双面碱抛光处理的n型硅片放置在pecvd沉积炉内,控制pecvd沉积炉内温度为420℃,并控制pecvd沉积炉内压力为1800mtorr,向pecvd沉积炉内通入流量为10000sccm的笑气,来进行第一隧穿氧化层的沉积,使n型硅片的背面形成第一隧穿氧化层;其中,通入笑气的持续时间为120s,pecvd沉积炉的功率为13000w;
13、s22,控制pecvd沉积炉内温度为420℃,并控制pecvd沉积炉内压力为3000mtorr,向完成第一隧穿氧化层沉积的pecvd沉积炉内通入流量为3600sccm的硅烷、流量为10080sccm的氢气和流量为800sccm的硼烷,来进行掺硼非晶硅层的沉积,使第一隧穿氧化层的背面形成掺硼非晶硅层;其中,通入硅烷、氢气和硼烷的持续时间为600s,pecvd沉积炉的功率为13000w;
14、s23,控制pecvd沉积炉内温度为420℃,并控制pecvd沉积炉内压力为1800mtorr,向完成掺硼非晶硅层沉积的pecvd沉积炉内通入流量为10000sccm的笑气,来进行第一氧化硅层的沉积,以使掺硼非晶硅层的背面形成第一氧化硅层;其中,通入笑气的持续时间为240s,pecvd沉积炉的功率为13000w;
15、s24,控制pecvd沉积炉内温度为420℃,并控制pecvd沉积炉内压力为3000mtorr,向完成第一氧化硅层沉积的pecvd沉积炉内通入流量为3600sccm的硅烷和流量为10080sccm的氢气,来进行第一本征非晶硅膜层的沉积,以使第一氧化硅层的背面形成第一本征非晶硅膜层;其中,通入硅烷和氢气的持续时间为300s,pecvd沉积炉的功率为13000w;
16、s25,控制pecvd沉积炉内温度为420℃,并控制pecvd沉积炉内压力为1700mtorr,向完成第一本征非晶硅膜层的沉积的pecvd沉积炉内通入流量为1600sccm的硅烷和流量为6000sccm的笑气,来进行第一mask掩膜层的沉积,以使第一本征非晶硅膜层的背面形成第一mask掩膜层,以完成第一次pecvd处理;其中,通入硅烷和氢气的持续时间为60s,pecvd沉积炉的功率为14000w;
17、s26,对完成第一次pecvd处理的n型硅片进行第一次退火处理,使得n型硅片背面的掺硼非晶硅层和第一本征非晶硅膜层分别转化为掺硼多晶硅层和第一本征多晶硅膜层。
18、可选地,所述s3在具体实施时,包括:
19、使用皮秒激光器来对完成第一次退火处理的n型硅片背面的多个第二区域和多个隔离区域进行第一次激光开槽处理,以去除n型硅片背面的第二区域和隔离区域的第一隧穿氧化层、掺硼多晶硅层、第一氧化硅层、第一本征多晶硅膜层和第一mask掩膜层。
20、可选地,所述s4在具体实施时,包括:
21、s41,将完成第一次激光开槽处理的n型硅片放置在pecvd沉积炉内,控制pecvd沉积炉内温度为420℃,并控制pecvd沉积炉内压力为1800mtorr,向pecvd沉积炉内通入流量为10000sccm的笑气,来进行第二隧穿氧化层的沉积,使n型硅片背面的第二区域和隔离区域均形成第二隧穿氧化层;其中,通入笑气的持续时间为120s,pecvd沉积炉的功率为13000w;
22、s42,控制pecvd沉积炉内温度为420℃,并控制pecvd沉积炉内压力为3000mtorr,向完成第二隧穿氧化层沉积的pecvd沉积炉内通入流量为3600sccm的硅烷、流量为10080sccm的氢气和流量为800sccm的硼烷,来进行掺磷非晶硅层的沉积,使第二隧穿氧化层的背面形成掺磷非晶硅层;其中,通入硅烷、氢气和磷烷的持续时间为600s,pecvd沉积炉的功率为13000w;
23、s43,控制pecvd沉积炉内温度为420℃,并控制pecvd沉积炉内压力为1800mtorr,向完成掺磷非晶硅层沉积的pecvd沉积炉内通入流量为10000sccm的笑气,来进行第二氧化硅层的沉积,以使掺磷非晶硅层的背面形成第二氧化硅层;其中,通入笑气的持续时间为240s,pecvd沉积炉的功率为13000w;
24、s44,控制pecvd沉积炉内温度为420℃,并控制pecvd沉积炉内压力为3000mtorr,向完成第二氧化硅层的沉积的pecvd沉积炉内通入流量为3600sccm的硅烷和流量为10080sccm的氢气,来进行第二本征非晶硅膜层的沉积,以使第二氧化硅层的背面形成第二本征非晶硅膜层;其中,通入硅烷和氢气的持续时间为300s,pecvd沉积炉的功率为13000w;
25、s45,控制pecvd沉积炉内温度为420℃,并控制pecvd沉积炉内压力为1700mtorr,向完成第二本征非晶硅膜层沉积的pecvd沉积炉内通入流量为1600sccm的硅烷和流量为6000sccm的笑气,来进行第二mask掩膜层的沉积,以使第二本征非晶硅膜层的背面形成第二mask掩膜层,以完成第二次pecvd处理;其中,通入硅烷和氢气的持续时间为60s,pecvd沉积炉的功率为14000w;
26、s46,对完成第二次pecvd处理的n型硅片进行第二次退火处理,使得n型硅片背面的掺磷非晶硅层和第二本征非晶硅膜层分别转化为掺磷多晶硅层和第二本征多晶硅膜层。
27、可选地,所述s5在具体实施时,包括:
28、使用皮秒激光器来对完成第二次退火处理的n型硅片背面的多个隔离区域进行第二次激光开槽处理,以去除隔离区域的第二隧穿氧化层、掺磷多晶硅层、第二氧化硅层、第二本征多晶硅膜层和第二mask掩膜层。
29、可选地,所述s6在具体实施时,包括:
30、s61,将完成第二次激光开槽处理的n型硅片放置在槽式机中并向槽式机中加入酸溶液来对n型硅片进行第一次清洗处理,以去除n型硅片背面的第一mask掩膜层和第二mask掩膜层;
31、s62,通过向槽式机中加入碱溶液来对完成第一次清洗处理的n型硅片进行第二次清洗处理,以去除n型硅片背面的第一本征多晶硅膜层和第二本征多晶硅膜层。
32、可选地,所述s7在具体实施时,包括:
33、使用碱溶液来对完成第二次清洗处理的n型硅片进行制绒处理,使得n型硅片的正面和背面分别形成正面绒面结构和背面绒面结构。
34、可选地,所述s8在具体实施时,包括:
35、对完成制绒处理的n型硅片进行ald处理,以在正面绒面结构的正面、背面绒面结构的背面、第一氧化硅层的背面和第二氧化硅层的背面均形成氧化铝薄膜层,以得到制备好的tbc电池的钝化层。
36、第二方面,本发明提供了一种tbc电池背面的钝化层,采用上述的一种tbc电池背面钝化层的制备方法制备得到,所述tbc电池背面的钝化层包括n型硅片,依次形成在n型硅片背面第一区域的第一隧穿氧化层、掺硼多晶硅层、第一氧化硅层,依次形成在n型硅片背面第二区域的第二隧穿氧化层、掺磷多晶硅层、第二氧化硅层,以及包围在所述第一隧穿氧化层、掺硼多晶硅层、第一氧化硅层、第二隧穿氧化层、掺磷多晶硅层、第二氧化硅层外周、n型硅片正面和侧面的氧化铝薄膜层。
37、第三方面,本发明提供了一种tbc电池,包括上述的tbc电池背面的钝化层、氮化硅减反膜层和多个金属电极,所述氮化硅减反膜层形成在所述氧化铝薄膜层的外周,多个所述金属电极分别形成在多个第一区域的第一氧化硅层的背面和多个第二区域的第二氧化硅层的背面。
38、上述所有可选地技术方案均可任意组合,本发明不对一一组合后的结构进行详细说明。
39、借由上述方案,本发明的有益效果如下:
40、通过在进行第一次pecvd处理和第一次退火处理,使得掺硼多晶硅层的背面形成第一氧化硅层和第一本征多晶硅膜层,再进行第二次pecvd处理和第二次退火处理,使得掺磷多晶硅层的背面形成第二氧化硅层和第二本征多晶硅膜层,使得当使用酸溶液去除第一mask掩膜层和第二mask掩膜层时,酸溶液不会与第一mask掩膜层和第二mask掩膜层正面的第一本征多晶硅膜层和第二本征多晶硅膜层发生反应,因此,进行第一次清洗处理时,能够保留第一本征多晶硅膜层和第二本征多晶硅膜层;当使用碱溶液去除第一本征多晶硅膜层和第二本征多晶硅膜层时,碱溶液不会与第一本征多晶硅膜层和第二本征多晶硅膜层正面的第一氧化硅层和第二氧化硅层发生反应,因此,进行第二次清洗处理时,能够保留第一氧化硅层和第二氧化硅层,以确保在去除第一mask掩膜层和第二mask掩膜层时,避免对掺硼多晶硅层和掺磷多晶硅层造成破坏;经过第一次清洗处理和第二次清洗处理后保留的第一氧化硅层和第二氧化硅层还能够进一步提高钝化层对tbc电池的钝化效果,从而有效的阻止了载流子在界面处的复合,进一步提高了tbc电池的光电转换效率。
41、上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
1.一种tbc电池背面钝化层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种tbc电池背面钝化层的制备方法,其特征在于,所述s2在具体实施时,包括:
3.根据权利要求1或2中任一项所述的一种tbc电池背面钝化层的制备方法,其特征在于,所述s3在具体实施时,包括:
4.根据权利要求1或2所述的一种tbc电池背面钝化层的制备方法,其特征在于,所述s4在具体实施时,包括:
5.根据权利要求1或2所述的一种tbc电池背面钝化层的制备方法,其特征在于,所述s5在具体实施时,包括:
6.根据权利要求1或2所述的一种tbc电池背面钝化层的制备方法,其特征在于,所述s6在具体实施时,包括:
7.根据权利要求1或2所述的一种tbc电池背面钝化层的制备方法,其特征在于,所述s7在具体实施时,包括:
8.根据权利要求7所述的一种tbc电池背面钝化层的制备方法,其特征在于,所述s8在具体实施时,包括:
9.一种tbc电池背面的钝化层,采用权利要求1-8所述的一种tbc电池背面钝化层的制备方法制备得到,其特征在于,所述tbc电池背面的钝化层包括:
10.一种tbc电池,其特征在于,包括权利要求9所述的tbc电池背面的钝化层、氮化硅减反膜层(13)和多个金属电极(14),所述氮化硅减反膜层(13)形成在所述氧化铝薄膜层(12)的外周,多个所述金属电极(14)分别形成在多个第一区域的第一氧化硅层(4)的背面和多个第二区域的第二氧化硅层(9)的背面。