本申请实施例涉及光伏太阳能电池,尤其涉及一种太阳能电池制备中的图形化方法、一种应用所述太阳能电池制备中的图形化方法的太阳能电池的制备工艺以及一种应用太阳能电池的制备工艺制得的太阳能电池。
背景技术:
1、在一些高效晶硅太阳能电池的制备中,例如bc(back contact即背接触)电池、topcon(tunnel oxide passivated contact即隧穿氧化层钝化接触技术)电池等,需要利用图形化技术形成可控、局部的掺杂区域,从而实现优异的发射极和/或表面场效果。然而,现有的图形化方式容易对太阳能电池的性能产生负面影响或者工序复杂。
技术实现思路
1、有鉴于此,本申请提供一种新颖的应用于太阳能电池中的图形化方法,其工艺简单且有利于提升太阳能电池的性能并适合工业规模量产。
2、另外,还提供一种应用上述太阳能电池制备中的图形化方法的太阳能电池的制备工艺以及一种应用太阳能电池的制备工艺制得的太阳能电池,以有利于保障太阳能电池的性能并且有利于降低生产难度以提升生产良率和生产效率,适合工业规模量产。
3、本申请第一方面提供一种太阳能电池制备中的图形化方法,包括:对设于硅衬底上的第一掺杂层进行局部激光激活,以使第一掺杂层形成第一激光激活区和第一非激光激活区,其中,第一激光激活区的掺杂浓度高于第一非激光激活区的掺杂浓度;对第一掺杂层进行湿式热氧化处理,以在第一掺杂层背离硅衬底的一侧形成氧化层,其中,氧化层包括与第一激光激活区对应的第一氧化区和与第一非激光激活区对应的第二氧化区,第一氧化区的厚度大于第二氧化区的厚度;蚀刻以去除第二氧化区同时减薄并保留第一氧化区作为掩膜层;以及对设有掩膜层的第一掺杂层进行碱洗去除或减薄第一非激光激活区以实现图形化获得掺杂图形区。
4、上述太阳能电池制备中的图形化方法中,通过局部的激光激活结合在湿式热氧化处理时第一激光激活区和第一非激光激活区上氧化层的差异性生长,使得氧化层对应第一激光激活区和第一非激光激活区的厚度不同,从而在后续的蚀刻时能够选择性地保留与第一激光激活区对应的氧化层作为掩膜层以实现后续的图形化。上述图形化方法无需使用高脉冲能量激光,在降低激光设备要求的同时还有利于避免激光诱导损例如但不仅限于微裂纹、点缺陷等,从而有利于降低对产品性能的负面影响,并且上述图形化方法工艺简单、稳定且可重复,便于应用于量产中且有利于保障生产良率和效率。
5、在一些可能的实施方式中,第一掺杂层为磷掺晶硅层,在激光激活前,磷掺晶硅层的掺杂浓度为5×1018cm-3至5×1020cm-3,其中,磷掺晶硅层可以是磷掺单晶硅层或磷掺多晶硅层。
6、在一些可能的实施方式中,激光激活时,激光的波长为300nm至1200nm,激光的脉冲能量密度为0.1j/cm2至4j/cm2,激光脉宽为10ns至250ns。
7、在一些可能的实施方式中,第一激光激活区的掺杂浓度比第一非激光激活区的掺杂浓度高一个数量级及以上。
8、在一些可能的实施方式中,湿式热氧化处理在水蒸气氛围中进行,且湿式热氧化处理的温度为700℃至850℃,湿式热氧化处理的时间为20min至60min。
9、在一些可能的实施方式中,第一氧化区的厚度至少为第二氧化区的厚度的2倍。
10、在一些可能的实施方式中,蚀刻后获得的掩膜层的厚度不小于20nm。
11、本申请第二方面提供一种太阳能电池的制备工艺,包括:对n型硅衬底清洗制绒,硅衬底包括相背的第一侧和第二侧;在清洗制绒后的硅衬底的第一侧上依次沉积形成第一隧穿氧化层和第一掺杂层;基于如上所述的太阳能电池制备中的图形化方法对第一掺杂层进行图形化去除或减薄第一非激光激活区以获得n型图形区;在第一侧依次沉积第二隧穿氧化层和第二掺杂层,其中,所述第二掺杂层通过在所述第一侧沉积第二本征非晶硅层后进行硼扩散而形成,或者所述第二掺杂层通过在所述第一侧沉积原位掺杂多晶硅层而形成;对第二掺杂层进行局部激光激活形成第二激光激活区,其中,第二激光激活区与第一激光激活区间隔设置;对第二掺杂层进行碱洗,去除所述第二掺杂层除第二激光激活区以外的部分,从而获得p型图形区;酸洗去除掩膜层;在硅衬底的第一侧和第二侧分别沉积钝化层;以及在硅衬底的第一侧制备电极。
12、本申请第三方面提供一种太阳能电池的制备工艺,包括:对n型硅衬底清洗制绒,硅衬底包括相背的第一侧和第二侧;对清洗制绒后的硅衬底的第一侧进行硼扩散;对硅衬底的第二侧进行蚀刻抛光后依次沉积形成第一隧穿氧化层和第一掺杂层;基于如上所述的太阳能电池制备中的图形化方法对第一掺杂层进行图形化以减薄第一非激光激活区;酸洗去除掩膜层;在硅衬底的第一侧和第二侧分别沉积形成钝化层;以及在硅衬底的第一侧和第二侧分别制备电极。
13、上述太阳能电池的制备工艺中,通过局部的激光激活结合在湿式热氧化处理时第一激光激活区和第一非激光激活区上氧化层的差异性生长,使得氧化层对应第一激光激活区和第一非激光激活区的厚度不同,从而在后续的蚀刻时能够选择性地保留与第一激光激活区对应的氧化层作为掩膜层以实现后续的图形化。上述图形化方法无需使用高脉冲能量激光,在降低激光设备要求的同时还有利于避免激光诱导损伤,例如但不仅限于微裂纹、点缺陷等,从而有利于降低对太阳能电池性能的负面影响,并且上述太阳能电池的制备工艺,其工艺简单、稳定且可重复,便于应用于太阳能电池的量产中且有利于保障生产良率和效率。
14、本申请第四方面提供一种太阳能电池,其中,太阳能电池采用如上所述的太阳能电池的制备工艺制得。上述太阳能电池的制备工艺制得太阳能电池,有利于实现太阳能电池的结构并保障太阳能电池的性能。
1.一种太阳能电池制备中的图形化方法,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的太阳能电池制备中的图形化方法,其特征在于,所述第一掺杂层为磷掺晶硅层,在所述激光激活前,所述磷掺晶硅层的掺杂浓度为5×1018cm-3至5×1020cm-3。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池制备中的图形化方法,其特征在于,所述激光激活时,所述激光的波长为300nm至1200nm,所述激光的脉冲能量密度为0.1j/cm2至4j/cm2,所述激光的脉宽为10ns至250ns。
4.如权利要求1所述的太阳能电池制备中的图形化方法,其特征在于,所述第一激光激活区的掺杂浓度比所述第一非激光激活区的掺杂浓度高一个数量级及以上。
5.如权利要求1所述的太阳能电池制备中的图形化方法,其特征在于,所述湿式热氧化处理在水蒸气氛围中进行,且所述湿式热氧化处理的温度为700℃至850℃,所述湿式热氧化处理的时间为20min至60min。
6.如权利要求1所述的太阳能电池制备中的图形化方法,其特征在于,所述第一氧化区的厚度至少为所述第二氧化区的厚度的2倍。
7.如权利要求1所述的太阳能电池制备中的图形化方法,其特征在于,所述蚀刻后获得的所述掩膜层的厚度不小于20nm。
8.一种太阳能电池的制备工艺,其特征在于,包括:
9.一种太阳能电池的制备工艺,其特征在于,包括:
10.一种太阳能电池,其特征在于,所述太阳能电池采用如权利要求8或9所述的太阳能电池的制备工艺制得。