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一种复合减反膜晶体 硅 太阳能 电池的制备方法

阅读：0发布：2021-03-19

专利汇可以提供一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法，属于太阳能电池技术领域，具体包括以下步骤：S1：制绒；S2：热扩散制备p‑n结；S3：去PSG；S4：氢化非晶硅层制备；S5：在非晶硅层上放置掩膜，掩膜图形将部分氢化非晶硅层遮盖，然后沉积氮化硅，形成多孔氮化硅层，所述氢化非晶硅层、多孔氮化硅层配合形成复合减反膜；S6：Ag背电极、Al背电场和Ag正电极的印刷和烧结。本发明利用非晶硅层优异的钝化效果和多孔氮化硅层的低反射率，及非晶硅层/多孔氮化硅层优异的光学匹配，使得太阳能电池的太阳光子利用率大大提高，载流子复合速率大大下降，从而大大提升电池的转换效率。，下面是一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，该太阳能电池包括P型硅(3)，所述P型硅(3)的正面设有N+层(4)、氢化非晶硅层(5)，所述氢化非晶硅层(5)设置在 N+层(4)的上表面，所述氢化非晶硅层(5)的表面沉积有多孔氮化硅层(6)，所述多孔氮化硅层(6)上开有若干孔洞(61)，所述氢化非晶硅层(5)的表面设有Ag正电极(7)，所述Ag正电极 (7)穿过多孔氮化硅层(6)与氢化非晶硅层(5)连接；所述P型硅(3)的背面设有A1背电场(2)、Ag背电极(1)，所述A1背电场(2)设置在P型硅 (3)下表面，所述Ag背电极(1)穿过A1背电场(2)与P型硅(3)连接；该太阳能电池的制备方法，具体包括以下步骤:S1:制域；S2:热扩散制备p-n结；S3:去PSG;S4:氢化非晶硅层制备；S5:在非晶硅层上放置掩膜，掩膜图形将部分氢化非晶硅层(5)遮盖，然后沉积氮化硅，形成多孔氮化硅层(6)，所述氢化非晶硅层(5)、多孔氮化硅层(6)配合形成复合减反膜；S6:Ag背电极(l)、Al背电场⑵和Ag正电极(7)的印刷和烧结。
2.根据权利要求1所述的一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述氢化非晶硅层(5)的厚度为3-10nm，折射率为3.0-3.4。
3.根据权利要求1所述的一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中氢化非晶硅层的制备过程如下:将硅片置于PECVD炉管中，通入SiH4PH2，启动射频电源，在硅片表面形成氢化非晶硅层(5)。
4.根据权利要求1所述的一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述孔洞(61)为圆形或正方形，且所述圆形或正方形孔洞在所述氢化非晶硅层(5)上均匀分布，孔洞(61)的直径或边长为100_500nm 〇
5.根据权利要求1所述的一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述多孔氮化硅层(6)的厚度为70-85nm，折射率为2.07-2.15。
6.根据权利要求1或5所述的一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述多孔氮化硅层(6)上的孔洞(61)面积占多孔氮化硅层(6)总面积的5-10%。
7.根据权利要求1所述的一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述多孔氮化硅层(6)采用PECVD法制备。

说明书全文

一种复合减反膜晶体硅 太阳能 电池的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种太阳能电池的制备方法，具体涉及一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法，属于太阳能电池技术领域。背景技术

[0002] 晶体硅太阳能电池的发展方向有两个:一是降低制造成本，比如提高单位时间的产量、降低耗材用量、降低人力成本等;二是提高转换效率，制备出高转换效率的太阳能电池。晶体硅太阳能电池效率的提升有两大方向:一是降低反射率，提高太阳光子的利用率，减少太阳光子的浪费;二是降低载流子复合速率，提高电子的收集能力。在提高太阳光子的利用率方面，RIE黑硅技术、湿法黑硅技术被不断推广;在降低载流子复合速率方面，背钝化技术、n型电池技术等发展迅速。

[0003] 但是，上述提高转换效率的方案，成本高，制备流程繁琐，且同一技术很难兼顾提高太阳光子的利用率和降低载流子复合速率两大优点，效率提升空间有限。因此，如何开发一种低成本高效率的晶体硅太阳能电池制备方法成了研究者关注的重点。发明内容

[0004] 针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法，可大大提升电池的转换效率，且制造成本低。

[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法，该太阳能电池包括P型硅，所述P型硅的正面设有N+层、氢化非晶硅层，所述氢化非晶硅层设置在N+层的上表面，所述氢化非晶硅层的表面沉积有多孔氮化硅层，所述多孔氮化硅层上开有若干孔洞，所述氢化非晶硅层的表面设有Ag正电极，所述Ag正电极穿过多孔氮化硅层与氢化非晶硅层连接；

[0006] 所述P型硅的背面设有A1背电场、Ag背电极，所述A1背电场设置在P型硅下表面，所述Ag背电极穿过A1背电场与P型硅连接；

[0007] 该太阳能电池的制备方法，具体包括以下步骤:

[0008] S1:制绒；

[0009] S2:热扩散制备p-n结；

[0010] S3:去PSG;[〇〇11] S4:氢化非晶硅层制备；

[0012] S5:在非晶硅层上放置掩膜，掩膜图形将部分氢化非晶硅层遮盖，然后沉积氮化硅，形成多孔氮化硅层，所述氢化非晶硅层、多孔氮化硅层配合形成复合减反膜；[0013 ] S6: Ag背电极、A1背电场和Ag正电极的印刷和烧结。[〇〇14]作为改进，所述氢化非晶硅层的厚度为3-10nm，折射率为3.0-3.4。[〇〇15]作为改进，所述步骤S4中氢化非晶硅层的制备过程如下:将硅片置于PECVD炉管中，通入SiH4和H2，启动射频电源，在硅片表面形成氢化非晶硅层。

[0016]作为改进，所述孔洞为圆形或正方形，且所述圆形或正方形孔洞在所述氢化非晶硅层上均匀分布，孔洞的直径或边长为100-500nm。[〇〇17]作为改进，所述多孔氮化硅层的厚度为70-85nm，折射率为2.07-2.15。

[0018]作为改进，所述多孔氮化硅层上的孔洞面积占多孔氮化硅层总面积的5-10%。 [0〇19]作为改进，所述多孔氮化硅层采用PECVD法制备。

[0020] 与现有技术相比，本发明的制备方法具有如下有益效果:晶体硅太阳能电池采用氢化非晶硅层与多孔氮化硅层配合形成复合减反膜，利用非晶硅层优异的钝化效果和多孔氮化硅层的低反射率，及非晶硅层/多孔氮化硅层优异的光学匹配，使得太阳能电池的太阳光子利用率大大提高，载流子复合速率大大下降，从而大大提升电池的转换效率。附图说明

[0021] 图1为本发明的制备流程图；

[0022] 图2为本发明制备的太阳能电池的结构示意图；[〇〇23]图3为本发明中减反膜的俯视图；

[0024] 图中:l、Ag背电极，2、A1背电场，3、P型娃，4、N+层，5、氢化非晶娃层，6、多孔氮化娃层，61、孔洞，7、Ag正电极。具体实施方式

[0025] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。

[0026] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

[0027] 如图1、图2和图3所示，一种复合减反膜晶体硅太阳能电池的制备方法，该太阳能电池包括P型硅3,所述P型硅3的正面设有N+层4、氢化非晶硅层5,所述氢化非晶硅层5设置在N+层4的上表面，所述氢化非晶硅层5的表面沉积有多孔氮化硅层6,所述多孔氮化硅层6 上开有若干孔洞61，所述氢化非晶硅层5的表面设有Ag正电极7,所述Ag正电极7穿过多孔氮化硅层6与氢化非晶硅层5连接；

[0028] 所述P型硅3的背面设有A1背电场2、Ag背电极1，所述A1背电场2设置在P型硅3下表面，所述Ag背电极1穿过A1背电场2与P型硅3连接；

[0029] 该太阳能电池的制备方法，具体包括以下步骤:

[0030] S1:制绒；[〇〇31] S2:热扩散制备p-n结；

[0032] S3:去PSG;[〇〇33] S4:氢化非晶硅层制备；

[0034] S5:在非晶硅层上放置掩膜，掩膜图形将部分氢化非晶硅层5遮盖，然后沉积氮化硅，形成多孔氮化硅层6，所述氢化非晶硅层5、多孔氮化硅层6配合形成复合减反膜；[0〇35] S6: Ag背电极1、A1背电场2和Ag正电极7的印刷和烧结。

[0036] 作为实施例的改进，所述氢化非晶硅层5的厚度为3-10nm，折射率为3.0-3.4。采用氢化非晶娃层5的厚度可以为3nm、5nm、8nm、10nm，折射率可以为3 • 0、3 • 1、3 • 2、3.4,生产中可以根据需要灵活选择氢化非晶硅层5的合适厚度、折射率。

[0037] 作为实施例的改进，所述步骤S4中氢化非晶硅层的制备过程如下:将硅片置于 PECVD炉管中，通入SiH4和H2，启动射频电源，在硅片表面形成氢化非晶硅层5。

[0038] 作为实施例的改进，掩膜将氢化非晶硅层5遮盖的图案即孔洞61，为圆形或者正方形，且所述圆形或者正方形在所述氢化非晶硅层5上均匀分布，圆形的直径或正方形的边长为100_500nm。[〇〇39]作为实施例的改进，所述多孔氮化硅层6的厚度为70-85nm，折射率为2.07-2.15，厚度设计合理，有效满足使用要求。采用多孔氮化硅层6的厚度可以为70nm、75nm、80nm、 85nm，折射率可以为2.07、2.1、2.13、2.15，生产中可以根据需要灵活选择多孔氮化硅层6的合适厚度、折射率。

[0040]作为实施例的改进，所述多孔氮化硅层6上的孔洞61面积占多孔氮化硅层6总面积的5-10% 〇[0041 ]作为实施例的改进，所述多孔氮化硅层6采用PECVD法制备。

[0042]本发明的制备方法具有如下有益效果:晶体硅太阳能电池采用氢化非晶硅层与多孔氮化硅层配合形成复合减反膜，利用非晶硅层优异的钝化效果和多孔氮化硅层的低反射率，及非晶硅层/多孔氮化硅层优异的光学匹配，使得太阳能电池的太阳光子利用率大大提高，载流子复合速率大大下降，从而大大提升电池的转换效率。[〇〇43]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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