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申请/专利权人：通威太阳能(成都)有限公司

摘要：本发明公开了一种采用非晶硅钝化层的太阳电池及其制造方法，属于太阳能电池领域，具体涉及一种具有特殊钝化层的太阳能电池，其技术方案为包括基底层、设置在基底层上下两侧的非晶硅层、设置在非晶硅层的透明导电氧化层、设置在透明导电氧化层外表面的金属电极；基底层为P型单晶硅片，所述非晶硅层包括沿P型单晶硅片上下表层依次设置的第一N型掺杂层、第一P型掺杂层,第一N型掺杂层包括从上到下依次设置的N+‑a‑Si掺杂层、N‑c‑Si掺杂层，所述第一P型掺杂层为P+‑a‑Si掺杂层；本发明提供一种采用非晶硅钝化层的太阳电池及其制造方法，利用了氢化掺杂非晶硅层良好的场效应钝化效果和化学钝化效果，能取得良好的表面钝化效果，提高电池效率。

主权项：1.一种采用非晶硅钝化层的太阳电池，其特征在于：包括基底层1、设置在基底层1上下两侧的非晶硅层2、设置在非晶硅层2外表面的透明导电氧化层3、设置在透明导电氧化层3外表面的金属电极4；所述基底层1为P型单晶硅片，所述非晶硅层2包括沿P型单晶硅片上下表层依次设置的第一N型掺杂层5、第一P型掺杂层6,所述第一N型掺杂层5包括从上到下依次设置的N+-a-Si掺杂层7、N-c-Si掺杂层8，所述第一P型掺杂层6为P+-a-Si掺杂层；在电池结构上形成了N+-a-SiN-c-SiP-c-SiP+-a-Si；N+-a-Si掺杂层、P+-a-Si掺杂层均为氢化掺杂非晶硅层；掺杂浓度在1020-1021cm-3。

全文数据：一种采用非晶硅钝化层的太阳电池及其制造方法技术领域本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种采用非晶硅钝化层的太阳电池及其制造方法。背景技术传统晶硅太阳能电池的效率近年来上升很快，市场对高效电池的需求与期望越来越高，各种新技术、新结构被采用在最近的高效电池生产中，比如异质结结构HIT和隧道氧化层钝化接触TOPCon结构等。少数载流子的表面复合占据了太阳电池效率损失的一大比重，在各种新型高效太阳电池中都非常注重太阳电池的表面钝化。通常，钝化方法根据其作用原理一般分为两种：化学钝化和场效应钝化。化学钝化是通过饱和表面的悬空键来减小表面复合，场效应钝化是通过在表面处建立电场排斥少数载流子来减小少数载流子的复合。含氢的氮化硅薄膜和氧化铝薄膜都是常用的钝化镀层，具有良好的钝化效果。现有的钝化镀层通常没有进行特定掺杂，往往利用镀层本身在工艺中表现出来的电荷特性或者化学钝化特性来进行表面钝化，钝化效果依然不够理想，特别是在金属-半导体接触界面，氮化硅和氧化铝等镀层都不具备导电性，因此在金属-半导体接触位置不能存在，否则将阻碍电流收集。金属与晶体硅接触区域的表面复合会导致镀层的钝化效果会有一定损失。发明内容本发明的目的在于：为解决现有技术中太阳电池的表面钝化效果不好而存在出现电池的转化效率不好的问题，提供一种采用非晶硅钝化层的太阳电池及其制造方法，利用了氢化掺杂非晶硅层良好的场效应钝化效果和化学钝化效果，能取得良好的表面钝化效果，提高电池效率。本发明采用的技术方案如下：一种采用非晶硅钝化层的太阳电池，包括基底层、设置在基底层上下两侧的非晶硅层、设置在非晶硅层的透明导电氧化层、设置在透明导电氧化层外表面的金属电极；所述基底层为P型单晶硅片，所述非晶硅层包括沿P型单晶硅片上下表层依次设置的第一N型掺杂层、第一P型掺杂层,所述第一N型掺杂层包括从上到下依次设置的N+-a-Si掺杂层、N-c-Si掺杂层，所述第一P型掺杂层为P+-a-Si掺杂层。进一步的，所述基底层为N型单晶硅片，所述非晶硅层包括沿N型单晶硅片上下表层依次设置的第二P型掺杂层、第二N型掺杂层,所述第二P型掺杂层包括从上到下依次设置的P+-a-Si掺杂层、P-c-Si掺杂层,所述第二N型掺杂层为P+-a-Si掺杂层。进一步的，N+-a-Si掺杂层、P+-a-Si掺杂层均为氢化掺杂非晶硅层。进一步的，所述基底层的厚度为160-200um。进一步的，所述非晶硅层的厚度为20-50nm。一种采用非晶硅钝化层的太阳电池的制造方法，其制造流程包括以下步骤：1清洗制绒：将硅片原材料进行经清洗并加工为具有绒面结构的基底层。2扩散：将已经制备绒面后的P型或N型硅片基底层表面进行N型或P型掺杂，形成PN结。3清洗：将进行N型或P型掺杂后的P型或N型硅片基底层进行清洗，用于去除扩散过程中表面形成的死层和氧化层。4镀非晶硅层：在N型或P型掺杂层的上下两面分别沉积P型和N型掺杂的非晶硅层，并进行氢话掺杂，非晶硅层厚度在20-50nm，掺杂浓度在1020-1021cm-3。5镀TCO层：在步骤4中的非晶硅层采用Sputtering溅射或RPD反应等离子体沉积进行TCO层的电镀。6金属电极制作：步骤5中的TCO层上采用丝网印刷或电镀或smartwires制备金属电极，收集电流。综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明中，以P型掺杂和N型掺杂的非晶硅层作为钝化镀层，在电池结构上形成了N+-a-SiN-c-SiP-c-SiP+-a-Si或者P+-a-SiP-c-SiN-c-SiN+-a-Si的阶梯变化结构，形成良好的场效应钝化，而且含氢非晶硅也能对晶体硅表面产生化学钝化效应，可以很大程度上降低表面复合对电池效率的损失。同时金属电极与晶体硅没有直接接触，不会破坏非晶硅层的整体钝化效果。附图说明图1为本发明P型太阳能电池板结构示意图。图2为本发明N型太阳能电池板结构示意图。图中标记：1-基底层、2-非晶硅层、3-透明导电氧化层、4-金属电极、5-第一N型掺杂层、6-第一P型掺杂层、7-N+-a-Si掺杂层、8-N-c-Si掺杂层、10-第二P型掺杂层、11-第二N型掺杂层。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。一种采用非晶硅钝化层的太阳电池，包括基底层1、设置在基底层1上下两侧的非晶硅层2、设置在非晶硅层2外表面的透明导电氧化层3、设置在透明导电氧化层3外表面的金属电极4；所述基底层1为P型单晶硅片，所述非晶硅层2包括沿P型单晶硅片上下表层依次设置的第一N型掺杂层5、第一P型掺杂层6,所述第一N型掺杂层5包括从上到下依次设置的N+-a-Si掺杂层7、N-c-Si掺杂层8，所述第一P型掺杂层6为P+-a-Si掺杂层；以P型掺杂和N型掺杂的非晶硅层作为钝化镀层，在电池结构上形成了N+-a-SiN-c-SiP-c-SiP+-a-Si或者P+-a-SiP-c-SiN-c-SiN+-a-Si的阶梯变化结构，形成良好的场效应钝化，而且含氢非晶硅也能对晶体硅表面产生化学钝化效应，可以很大程度上降低表面复合对电池效率的损失。同时金属电极与晶体硅没有直接接触，不会破坏非晶硅层的整体钝化效果。作为优选，所述基底层1为N型单晶硅片，所述非晶硅层2包括沿N型单晶硅片上下表层依次设置的第二P型掺杂层10、第二N型掺杂层11,所述第二P型掺杂层10包括从上到下依次设置的P+-a-Si掺杂层、P-c-Si掺杂层,所述第二N型掺杂层为N+-a-Si掺杂层。作为优选，N+-a-Si掺杂层、P+-a-Si掺杂层均为氢化掺杂非晶硅层。作为优选，所述基底层的厚度为160-200um。作为优选，所述非晶硅层的厚度为20-50nm。如权利要求1-5任意所述的一种采用非晶硅钝化层的太阳电池的制造方法，其特征在于，其制造流程包括以下步骤：1清洗制绒：将硅片原材料进行经清洗并加工为具有绒面结构的基底层，原硅片经清洗后制备特殊绒面结构，增加光的吸收率。绒面结构包含且不限于金字塔形和倒金字塔形。2扩散：将已经制备绒面后的P型或N型硅片基底层表面进行N型或P型掺杂，形成PN结，已经制备绒面后的P型或N型硅片表面进行N型或P型掺杂，形成PN结。掺杂方式包含且不限于液态源高温扩散和离子注入。3清洗：将进行N型或P型掺杂后的P型或N型硅片基底层进行清洗，用于去除扩散过程中表面形成的死层和氧化层。4镀非晶硅层：在N型或P型掺杂层的上下两面分别沉积P型和N型掺杂的非晶硅层，并进行氢话掺杂，非晶硅层厚度在20-50nm，掺杂浓度在1020-1021cm-3，保证良好的钝化效果。非晶硅层厚度不能过厚，以免对入射光产生过多的吸收，影响电池效率。沉积方法包含且不限于PECVD等离子体增强化学气相沉积和Cat-CVD催化化学气相沉积等。5镀TCO层：TCO层即透明导电氧化层，利用它的良好的导电性，可以收集载流子，良好的透光率又能保证绝大多数入射光都能用来产生光生载流子，厚度在30-80nm。在步骤4中的非晶硅层采用Sputtering溅射或RPD反应等离子体沉积进行TCO层的电镀。6金属电极制作：在TCO层上制备金属电极，收集电流。电极与TCO具备良好的欧姆接触。步骤5中的TCO层上采用丝网印刷或电镀或smartwires制备金属电极，收集电流。实施例1一种采用非晶硅钝化层的太阳电池，包括基底层1、设置在基底层1上下两侧的非晶硅层2、设置在非晶硅层2外表面的透明导电氧化层3、设置在透明导电氧化层3外表面的金属电极4；所述基底层1为P型单晶硅片，所述非晶硅层2包括沿P型单晶硅片上下表层依次设置的第一N型掺杂层5、第一P型掺杂层6,所述第一N型掺杂层5包括从上到下依次设置的N+-a-Si掺杂层7、N-c-Si掺杂层8，所述第一P型掺杂层6为P+-a-Si掺杂层；以P型掺杂和N型掺杂的非晶硅层作为钝化镀层，在电池结构上形成了N+-a-SiN-c-SiP-c-SiP+-a-Si或者P+-a-SiP-c-SiN-c-SiN+-a-Si的阶梯变化结构，形成良好的场效应钝化，而且含氢非晶硅也能对晶体硅表面产生化学钝化效应，可以很大程度上降低表面复合对电池效率的损失。同时金属电极与晶体硅没有直接接触，不会破坏非晶硅层的整体钝化效果。实施例2在实施例1的基础上，所述基底层1为N型单晶硅片，所述非晶硅层2包括沿N型单晶硅片上下表层依次设置的第二P型掺杂层10、第二N型掺杂层11,所述第二P型掺杂层10包括从上到下依次设置的P+-a-Si掺杂层、P-c-Si掺杂层,所述第二N型掺杂层为N+-a-Si掺杂层。实施例3在实施例2的基础上，N+-a-Si掺杂层、P+-a-Si掺杂层均为氢化掺杂非晶硅层。实施例4在上述实施例的基础上，一种采用非晶硅钝化层的太阳电池的制造方法，其特征在于，其制造流程包括以下步骤：1清洗制绒：将硅片原材料进行经清洗并加工为具有绒面结构的基底层，原硅片经清洗后制备特殊绒面结构，增加光的吸收率。绒面结构包含且不限于金字塔形和倒金字塔形。2扩散：将已经制备绒面后的P型或N型硅片基底层表面进行N型或P型掺杂，形成PN结，已经制备绒面后的P型或N型硅片表面进行N型或P型掺杂，形成PN结。掺杂方式包含且不限于液态源高温扩散和离子注入。3清洗：将进行N型或P型掺杂后的P型或N型硅片基底层进行清洗，用于去除扩散过程中表面形成的死层和氧化层。4镀非晶硅层：在N型或P型掺杂层的上下两面分别沉积P型和N型掺杂的非晶硅层，并进行氢话掺杂，非晶硅层厚度在30nm，掺杂浓度在1020cm-3，保证良好的钝化效果。非晶硅层厚度不能过厚，以免对入射光产生过多的吸收，影响电池效率。沉积方法PECVD等离子体增强化学气相沉积。5镀TCO层：TCO层即透明导电氧化层，利用它的良好的导电性，可以收集载流子，良好的透光率又能保证绝大多数入射光都能用来产生光生载流子，厚度在50nm。在步骤4中的非晶硅层采用Sputtering溅射进行TCO层的电镀。6金属电极制作：在TCO层上制备金属电极，收集电流。电极与TCO具备良好的欧姆接触。步骤5中的TCO层上采用smartwires制备金属电极，收集电流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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种采用非晶硅钝化层的太阳电池，其特征在于：包括基底层1、设置在基底层1上下两侧的非晶硅层2、设置在非晶硅层2外表面的透明导电氧化层3、设置在透明导电氧化层3外表面的金属电极4；所述基底层1为P型单晶硅片，所述非晶硅层2包括沿P型单晶硅片上下表层依次设置的第一N型掺杂层5、第一P型掺杂层6,所述第一N型掺杂层5包括从上到下依次设置的N+-a-Si掺杂层7、N-c-Si掺杂层8，所述第一P型掺杂层6为P+-a-Si掺杂层。2.如权利要求1所述的一种采用非晶硅钝化层的太阳电池，其特征在于：所述基底层1为N型单晶硅片，所述非晶硅层2包括沿N型单晶硅片上下表层依次设置的第二P型掺杂层10、第二N型掺杂层11,所述第二P型掺杂层10包括从上到下依次设置的P+-a-Si掺杂层、P-c-Si掺杂层,所述第二N型掺杂层为N+-a-Si掺杂层。3.如权利要求1或权利要求2所述的一种采用非晶硅钝化层的太阳电池，其特征在于：N+-a-Si掺杂层、P+-a-Si掺杂层均为氢化掺杂非晶硅层。4.如权利要求1所述的一种采用非晶硅钝化层的太阳电池，其特征在于：所述基底层的厚度为160-200um。5.如权利要求1所述的一种采用非晶硅钝化层的太阳电池，其特征在于：所述非晶硅层的厚度为20-50nm。6.一种如权利要求1-5任一项所述的采用非晶硅钝化层的太阳电池的制造方法，其特征在于，其制造流程包括以下步骤：1清洗制绒：将硅片原材料进行经清洗并加工为具有绒面结构的基底层。2扩散：将已经制备绒面后的P型或N型硅片基底层表面进行N型或P型掺杂，形成PN结。3清洗：将进行N型或P型掺杂后的P型或N型硅片基底层进行清洗，用于去除扩散过程中表面形成的死层和氧化层。4镀非晶硅层：在N型或P型掺杂层的上下两面分别沉积P型和N型掺杂的非晶硅层，并进行氢话掺杂，非晶硅层厚度在20-50nm，掺杂浓度在1020-1021cm-3。5镀TCO层：在步骤4中的非晶硅层采用Sputtering溅射或RPD反应等离子体沉积进行TCO层的电镀。6金属电极制作：步骤5中的TCO层上采用丝网印刷或电镀或smartwires制备金属电极，收集电流。

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