一种太阳能电池及其制作方法

技术领域

本申请涉及光伏领域，特别是涉及一种太阳能电池及其制作方法。

背景技术

目前，TOPCon(Tunnel Oxide Passivation Contact，隧穿氧化钝化接触)电池、TBC(Tunneling oxide passivated Back Contact，背结背接触)电池在制作过程中，背面的多晶硅主要通过LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition，低压化学蒸发沉积)方式进行制备。LPCVD沉积方式的均匀性、致密性均较好，但是存在严重的正面绕度问题。目前利用LPCVD沉积方式在硅片的正面和背面均制作多晶硅，由于正面不需要多晶硅，在正面刻蚀时将正面的多晶硅洗掉，导致生产成本极大地增加。

因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。

发明内容

本申请的目的是提供一种太阳能电池及其制作方法，以降低制作成本，同时保证太阳能电池的品质。

为解决上述技术问题，本申请提供一种太阳能电池制作方法，包括：

获得太阳能电池的预制结构体，所述预制结构体包括硅片、位于所述硅片正面的第一掺杂层和第一氧化介质层；

在所述硅片的背面形成掺杂多晶硅；

对所述硅片的背面进行掺杂形成第二掺杂层，并在所述硅片的背面、侧面和正面形成第二氧化介质层，以及在所述硅片的正面形成掺杂氧化介质层；

去除位于所述硅片侧面和正面的第二氧化介质层，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层；

去除位于所述硅片侧面和正面绕度的所述掺杂多晶硅，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层和位于所述硅片背面的第二氧化介质层；

去除位于所述硅片正面的第一氧化介质层和掺杂氧化介质层，以及位于所述硅片背面的第二氧化介质层；

在所述硅片的正面和背面形成钝化层和电极，得到太阳能电池。

可选的，去除位于所述硅片侧面和正面的第二氧化介质层，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层包括：

利用氢氟酸溶液去除位于所述硅片侧面和正面的第二氧化介质层，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层；其中，所述氢氟酸溶液的质量浓度为20％～60％，体积比为4％～20％，反应时间15～30s。

可选的，去除位于所述硅片侧面和正面的第二氧化介质层，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层包括：

利用含有第一添加剂的酸溶液去除位于所述硅片侧面和正面的第二氧化介质层，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层；其中，所述第一添加剂用于保护位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层。

可选的，去除位于所述硅片侧面和正面绕度的所述掺杂多晶硅，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层和位于所述硅片背面的第二氧化介质层包括：

利用含有第二添加剂的碱性溶液，去除位于所述硅片侧面和正面绕度的所述掺杂多晶硅，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层和位于所述硅片背面的第二氧化介质层；

其中，所述第二添加剂用于保护位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层和位于所述硅片背面的第二氧化介质层，并加速去除位于所述硅片侧面和正面绕度的所述掺杂多晶硅。

可选的，去除位于所述硅片正面的第一氧化介质层和掺杂氧化介质层，以及位于所述硅片背面的第二氧化介质层包括：

利用氢氟酸溶液，去除位于所述硅片正面的第一氧化介质层和掺杂氧化介质层，以及位于所述硅片背面的第二氧化介质层。

可选的，去除位于所述硅片正面的第一氧化介质层和掺杂氧化介质层，以及位于所述硅片背面的第二氧化介质层包括：

利用氢氟酸和盐酸混合溶液，去除位于所述硅片正面的第一氧化介质层和掺杂氧化介质层，以及位于所述硅片背面的第二氧化介质层。

可选的，在所述硅片的正面和背面形成钝化层包括：

在所述硅片的正面形成第一钝化层，所述第一钝化层包括层叠的氧化铝层和钝化单元层；

在所述硅片的背面形成第二钝化层；

其中，所述钝化单元层和所述第二钝化层为氮化硅层或者为氮化硅层、氧化硅层、氮氧化硅层的任意组合叠层。

可选的，获得太阳能电池的预制结构体之前，还包括：

对所述硅片进行制绒处理；

对所述硅片的正面进行扩散，形成第一掺杂层，并在所述硅片的正面、侧面和背面形成第一氧化介质层；

去除位于所述硅片背面和侧面的第一氧化介质层，并对所述硅片背面进行抛光处理。

可选的，对所述硅片的背面进行掺杂形成第二掺杂层包括：

对所述硅片的背面进行掺杂形成第二掺杂层，其中，所述第二掺杂层的方块电阻在70-130Ω/sq。

本申请还提供一种太阳能电池，所述太阳能电池由上述任一种所述的太阳能电池制作方法制得。

本申请所提供的一种太阳能电池制作方法，包括：获得太阳能电池的预制结构体，所述预制结构体包括硅片、位于所述硅片正面的第一掺杂层和第一氧化介质层；在所述硅片的背面形成掺杂多晶硅；对所述硅片的背面进行掺杂形成第二掺杂层，并在所述硅片的背面、侧面和正面形成第二氧化介质层，以及在所述硅片的正面形成掺杂氧化介质层；去除位于所述硅片侧面和正面的第二氧化介质层，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层；去除位于所述硅片侧面和正面绕度的所述掺杂多晶硅，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层和位于所述硅片背面的第二氧化介质层；去除位于所述硅片正面的第一氧化介质层和掺杂氧化介质层，以及位于所述硅片背面的第二氧化介质层；在所述硅片的正面和背面形成钝化层和电极，得到太阳能电池。

可见，本申请的制作方法只在硅片的背面制作一次掺杂多晶硅，即在电池制作过程中实现单面制作多晶硅，相较于现有技术中双面制作多晶硅，产能降低一半，制作成本大大降低。在去除正面和侧面的第二氧化介质层时以及在去除侧面和正面的掺杂多晶硅时，保留正面的掺杂氧化介质层，掺杂氧化介质层可以避免硅片受到腐蚀破坏，保证太阳能电池的品质。

此外，本申请还提供一种具有上述优点的太阳能电池。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种太阳能电池制作方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的一种太阳能电池制作工艺中电池结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，目前利用LPCVD沉积方式在硅片的正面和背面均制作多晶硅，由于正面不需要多晶硅，在正面刻蚀时将正面的多晶硅洗掉，导致生产成本极大地增加。

有鉴于此，本申请提供了一种太阳能电池制作方法，请参考图1，该方法包括：

步骤S101：获得太阳能电池的预制结构体，所述预制结构体包括硅片、位于所述硅片正面的第一掺杂层和第一氧化介质层。

需要说明的是，本申请中对硅片的种类不做限定，例如，硅片可以为N型硅片，或者为P型硅片。硅片的厚度可以为100-160μm，电阻率可以为0.4-10Ω/sq。

本实施例中对预制结构体的获得方式不做限定，例如，可以是直接获得已经制作完成的预制结构体，或者，通过制作工艺进行制作得到的。

当通过制作工艺制作得到时，获得太阳能电池的预制结构体之前，还包括：

对所述硅片进行制绒处理；

对所述硅片的正面进行扩散，形成第一掺杂层，并在所述硅片的正面、侧面和背面形成第一氧化介质层；

去除位于所述硅片背面和侧面的第一氧化介质层，并对所述硅片背面进行抛光处理。

制绒时可以对硅片正面和背面同时制绒，背面的绒面结构会在抛光时去除。制绒可以增加太阳能电池的陷光效果，提升电池效率。具体的制绒过程可参考相关技术，本申请不再详细赘述。

正面扩散的目的是形成PN结，扩散类型根据硅片的类型而定。例如，对于N型硅片，第一掺杂层为P型掺杂层，可以进行硼扩散形成，对应的，第一氧化介质层为硼硅玻璃(BSG)；对于P型硅片，第一掺杂层为N型掺杂层，可以进行磷扩散形成，对应的，第一氧化介质层为磷硅玻璃(PSG)。

步骤S102：在所述硅片的背面形成掺杂多晶硅。

掺杂多晶硅的厚度可以在60-180nm，以能提升较佳的掺杂效果。

掺杂多晶硅采用LPCVD方式沉积形成，具体的制作工艺请参考相关技术，此处不再详细赘述。例如，对于N型硅片，掺杂多晶硅可以掺磷多晶硅。

需要指出的是，在形成掺杂多晶硅之前，还包括在硅片的背面形成氧化层，氧化层厚度可以在1.2-2.0nm之间。

步骤S103：对所述硅片的背面进行掺杂形成第二掺杂层，并在所述硅片的背面、侧面和正面形成第二氧化介质层，以及在所述硅片的正面形成掺杂氧化介质层。

本步骤掺杂是为了提升硅片背面的掺杂量，形成更高的势垒，增加钝化和隧穿效果。

第二掺杂层与第一掺杂层的掺杂类型相反，一个为P型掺杂，一个为N型掺杂。例如，对于N型硅片，第二掺杂层为N型掺杂层，可以掺杂磷形成，相应的，第二氧化介质层为PSG。

可选的，对所述硅片的背面进行掺杂形成第二掺杂层包括：

对所述硅片的背面进行掺杂形成第二掺杂层，其中，所述第二掺杂层的方块电阻在70-130Ω/sq，以提升电池效率，同时控制形成的第二氧化介质层PSG的厚度，避免第二氧化介质层PSG的厚度太厚。因为在下个步骤中需要将第二氧化介质层PSG去除，太厚的话会增加去除难度。

其中，N型掺杂层的方块电阻使用P型硅片监控由于N型硅片本身含有磷，所以需要用P型硅片(本身掺硼)进行监控，使得方块电阻比较准确。

由于N型硅片正面形成有第一氧化介质层BSG，在背面掺杂磷时，磷进入BSG形成掺杂氧化介质层BPSG(硼磷硅玻璃)。

第二氧化介质层PSG层厚度可以为25-75nm，PSG越薄越容易在后续清洗，同时PSG减薄，相应的掺杂氧化介质层BPSG也会变薄，从而使BPSG优先去除。

步骤S104：去除位于所述硅片侧面和正面的第二氧化介质层，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层。

保留掺杂氧化介质层的目的是，利用掺杂氧化介质层对硅片进行保护，避免硅片在去除第二氧化介质层时，掺杂氧化介质层被去除干净，露出硅片的绒面结构，导致硅片绒面后续被腐蚀，进而破坏PV结，且导致硅片外观被抛光。

可选的，作为一种可实施方式，去除位于所述硅片侧面和正面的第二氧化介质层，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层包括：

利用氢氟酸溶液去除位于所述硅片侧面和正面的第二氧化介质层，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层；其中，所述氢氟酸溶液的质量浓度为20％～60％，体积比为4％～20％，反应时间15～30s。

本实施方式中通过控制氢氟酸溶液的质量溶度、体积比以及反应时间，使得硅片侧面和正面的第二氧化介质层完全去除，但是掺杂氧化介质层不会被氢氟酸溶液完全去除，仍然在硅片上残留一部分。

但是，本申请中对上述去除方式不做具体限定，作为另一种可实施方式，去除位于所述硅片侧面和正面的第二氧化介质层，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层包括：

利用含有第一添加剂的酸溶液去除位于所述硅片侧面和正面的第二氧化介质层，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层；其中，所述第一添加剂用于保护位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层。酸溶液可以为氢氟酸溶液。

第一添加剂可以直接购买得到。掺杂氧化介质层BPSG的结构疏松，第一添加剂可以起到填充的作用，从而避免酸溶液腐蚀掺杂氧化介质层BPSG。本申请中对第一添加剂不做限定，只要可以保护硅片正面的掺杂氧化介质层不被酸性溶液腐蚀掉，同时不会影响酸溶液去除硅片侧面和正面的第二氧化介质层即可。

步骤S105：去除位于所述硅片侧面和正面绕度的所述掺杂多晶硅，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层和位于所述硅片背面的第二氧化介质层。

硅片侧面和正面绕度的掺杂多晶硅是在背面形成掺杂多晶硅时形成的。

去除位于所述硅片侧面和正面绕度的所述掺杂多晶硅，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层和位于所述硅片背面的第二氧化介质层包括：

利用含有第二添加剂的碱性溶液，去除位于所述硅片侧面和正面绕度的所述掺杂多晶硅，并保留位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层和位于所述硅片背面的第二氧化介质层；

其中，所述第二添加剂用于保护位于所述硅片正面的掺杂氧化介质层和位于所述硅片背面的第二氧化介质层，并加速去除位于所述硅片侧面和正面绕度的所述掺杂多晶硅。

碱性溶液可以为氢氧化钾溶液或者氢氧化钠溶液。

第二添加剂可以直接购买得到。本申请中对第二添加剂不做限定，只要具有加速去除掺杂多晶硅，且可以保护掺杂氧化介质层和第二氧化介质层即可。

步骤S106：去除位于所述硅片正面的第一氧化介质层和掺杂氧化介质层，以及位于所述硅片背面的第二氧化介质层。

可选的，作为一种可实施方式，去除位于所述硅片正面的第一氧化介质层和掺杂氧化介质层，以及位于所述硅片背面的第二氧化介质层包括：

利用氢氟酸溶液，去除位于所述硅片正面的第一氧化介质层和掺杂氧化介质层，以及位于所述硅片背面的第二氧化介质层。

但是，本申请对上述去除方式不做具体限定，作为另一种可实施方式，去除位于所述硅片正面的第一氧化介质层和掺杂氧化介质层，以及位于所述硅片背面的第二氧化介质层包括：

利用氢氟酸和盐酸混合溶液，去除位于所述硅片正面的第一氧化介质层和掺杂氧化介质层，以及位于所述硅片背面的第二氧化介质层。

步骤S107：在所述硅片的正面和背面形成钝化层和电极，得到太阳能电池。

可选的，在所述硅片的正面和背面形成钝化层包括：

在所述硅片的正面形成第一钝化层，所述第一钝化层包括层叠的氧化铝层和钝化单元层；

在所述硅片的背面形成第二钝化层；

其中，所述钝化单元层和所述第二钝化层为氮化硅层或者为氮化硅层、氧化硅层、氮氧化硅层的任意组合叠层。

其中，第一钝化层中氧化铝层的厚度可以为2-9nm，氮化硅层厚度可以为60-90nm；第二钝化层中氮化硅层可以为60-90nm。

本申请的制作方法只在硅片的背面制作一次掺杂多晶硅，即在电池制作过程中实现单面制作多晶硅，相较于现有技术中双面制作多晶硅，产能降低一半，制作成本大大降低。在去除正面和侧面的第二氧化介质层时以及在去除侧面和正面的掺杂多晶硅时，保留正面的掺杂氧化介质层，掺杂氧化介质层可以避免硅片受到腐蚀破坏，保证太阳能电池的品质。

下面以N型单晶硅片为例，对本申请中的太阳能电池制作方法进行阐述。

步骤一、对N型单晶硅片双面制绒，N型单晶硅片的厚度为100-160μm，电阻率为0.4-10Ω/sq；

步骤二、使用低压高温扩散炉对N型单晶硅片正面进行硼扩散，扩散温度为800-1100℃，扩散时间为10-50分钟，扩散后P+掺杂层的方块电阻为100-180Ω/sq，结深为0.1-0.4μm，BSG层厚度在110-160nm；

步骤三、去除N型单晶硅片背面及侧面BSG层，并对N型单晶硅片背面进行抛光；

步骤四、使用LPCVD设备在N型单晶硅片背面沉积氧化层及掺磷的多晶硅层；其中，氧化层厚度在1.2-2.0nm，掺磷的多晶硅层厚度在60-180nm；

步骤五、对N型单晶硅片1背面进行磷掺杂形成N+掺杂层5，且在N型单晶硅片1的背面、侧面以及正面绕度形成PSG层4，同时磷绕度进入N型单晶硅片正面的BSG层3形成BPSG6；其中，N+掺杂层5的方块电阻使用P型硅片监控为70-130Ω/sq，PSG层4厚度为25-75nm，此时电池的结构示意图如图2所示，N型单晶硅片1与BSG层3之间为P+掺杂层2；

步骤六、使用HF溶液对N型单晶硅片正面及侧面PSG进行完全去除，且正面残留有BPSG；其中，HF溶液质量浓度为20％-60％，体积比为4％-20％，反应时间15-30s；

步骤七、使用具有添加剂的NaOH或KOH溶液对N型单晶硅片正面和侧面绕度掺杂多晶硅进行去除，其中添加剂的吸附基团对背面PSG、正面的BPSG进行保护，添加剂的加速基团对掺杂多晶硅进行加速去除；

步骤八、使用HF溶液或HF/HCl溶液对正面剩余的BSG和BPSG、背面的PSG进行去除；

步骤九、在N型单晶硅片正面镀氧化铝层及氮化硅层；其中，所述氧化铝厚度为2-9nm，氮化硅厚度为60-90nm；

步骤十、在N型单晶硅片背面镀氮化硅层；其中，氮化硅层厚度为60-90nm；

步骤十一、对硅片正背面进行丝网印刷电极浆料并烧结，得到太阳能电池。

本申请还提供一种太阳能电池，所述太阳能电池由上述任一实施例所述的太阳能电池制作方法制得。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的太阳能电池及其制作方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。