一種太陽(yáng)電池發(fā)射極的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)電池發(fā)射極的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]P型硅太陽(yáng)電池的N型發(fā)射極一般由磷熱擴(kuò)散形成。磷熱擴(kuò)散在硅片中會(huì)形成電活性磷和非電活性磷，由于非電活性磷原子處于晶格的間隙位置，會(huì)引起晶格缺陷，而且由于磷原子與硅原子的半徑不匹配，高濃度的磷還會(huì)造成晶格失配。因此，在太陽(yáng)電池表層中，少數(shù)載流子的壽命極低，此表層吸收的短波光子所產(chǎn)生的光生載流子對(duì)電池的功率輸出貢獻(xiàn)幾乎為零，此表層成為“死層”。
[0003]為了改善電池的短波光譜響應(yīng)，可以將發(fā)射極的結(jié)深做得非常淺，以減少死層的影響，即所謂的紫電池。但這種方法會(huì)帶來另外的問題，引起電池后續(xù)的制作工藝窗口變小，工藝難度增大，并且會(huì)導(dǎo)致電池的串聯(lián)電阻增加，從而引起功率損失的增加。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210083887.6的中國(guó)專利提出了一種堿法制備太陽(yáng)電池?zé)o死層發(fā)射極的工藝，該發(fā)明先采用傳統(tǒng)擴(kuò)散方法制備發(fā)射極，再通過一定濃度的NaOH和IPA (異丙胺)溶液，將摻雜濃度較高的死層發(fā)射極腐蝕掉；申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210083879.1提出了一種酸法制備太陽(yáng)電池?zé)o死層發(fā)射極的工藝，該發(fā)明先采用傳統(tǒng)擴(kuò)散方法制備發(fā)射極，再通過一定濃度的顯03和HF溶液將摻雜濃度較高的死層發(fā)射極腐蝕掉。這兩種方法均是采用化學(xué)的方法進(jìn)行硅腐蝕，雖然能有效去除死層，但是硅的腐蝕程度非常難以控制，并且隨著化學(xué)溶液濃度的變化，腐蝕量變得更加不可控。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮镃N201210083893.1的中國(guó)專利提出了一種氧化法制備太陽(yáng)電池?zé)o死層發(fā)射極的工藝，該發(fā)明先采用傳統(tǒng)擴(kuò)散，去除摻雜源硅玻璃后，再制備氧化層，隨后去除氧化層。該方法雖然也能有效去除死層，但是采用的氧化方式是在氧化爐中通入氧氣和三氯乙酸(TCA)，溫度采用650°C?850°C，時(shí)間為30?300min。這種氧化方式很難實(shí)現(xiàn)只限定在發(fā)射極表面氧化，如此高溫和長(zhǎng)時(shí)間的熱處理方式會(huì)引起發(fā)射極的摻雜曲線改變，可能導(dǎo)致電池效率降低；顯著增加生產(chǎn)成本，不適合大規(guī)模量產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種太陽(yáng)電池發(fā)射極的制備方法，該方法簡(jiǎn)單可控。
[0007]本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)電池發(fā)射極的制備方法，包括:
[0008]A)將硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散與刻蝕處理，得到預(yù)處理的硅片；
[0009]B)利用臭氧氧化預(yù)處理的硅片，在表面形成氧化層，然后利用氫氟酸溶液去除氧化層，得到太陽(yáng)電池發(fā)射極。
[0010]優(yōu)選的，所述氧化層的厚度為0.5?10nm。
[0011]優(yōu)選的，所述步驟B)中氫氟酸溶液的質(zhì)量濃度為5%?15%。
[0012]優(yōu)選的，所述去除氧化層的時(shí)間為I?lOmin。
[0013]優(yōu)選的，所述臭氧氧化為將臭氧高壓電離后在預(yù)處理的硅片表面進(jìn)行氧化。
[0014]優(yōu)選的，所述臭氧氧化為在預(yù)處理的硅片表面形成臭氧，再用紫外燈進(jìn)行照射。
[0015]優(yōu)選的，所述照射的時(shí)間為I?30min。
[0016]本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)電池發(fā)射極的制備方法，包括:A)將硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散與刻蝕處理，得到預(yù)處理的硅片；B)利用臭氧氧化預(yù)處理的硅片，在表面形成氧化層，然后利用氫氟酸溶液去除氧化層，得到太陽(yáng)電池發(fā)射極。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在常溫下利用臭氧氧化預(yù)處理的硅片，可在其表面形成氧化層，然后再利用氫氟酸溶液去除氧化層，可有效去除發(fā)射極的死層，改善太陽(yáng)電池的短波光譜響應(yīng)，提高電池效率，且該方法簡(jiǎn)單可控，不會(huì)顯著增加生產(chǎn)成本，適合大規(guī)模量產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0018]本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)電池發(fā)射極的制備方法，包括:A)將硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散與刻蝕處理，得到預(yù)處理的硅片；B)利用臭氧氧化預(yù)處理的硅片，在表面形成氧化層，然后利用氫氟酸溶液去除氧化層，得到太陽(yáng)電池發(fā)射極。
[0019]其中，本發(fā)明對(duì)所有原料的來源并沒有特殊的限制，為市售即可。
[0020]將硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散與刻蝕處理，得到預(yù)處理的硅片。其中所述制絨、擴(kuò)散與刻蝕處理的方法均為本領(lǐng)域熟知的方法即可，并無(wú)特殊的限制。
[0021]所述制絨為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟的酸制絨。本發(fā)明中優(yōu)選采用硝酸、氫氟酸與水的混酸溶液進(jìn)行酸制絨。所述硝酸、氫氟酸與水的體積比優(yōu)選為(3?6):1:(2?6)。所述酸制絨的溫度優(yōu)選為5°C?20 °C，更優(yōu)選為5°C?15°C。
[0022]所述刻蝕所用的酸優(yōu)選為氫氟酸溶液，其質(zhì)量濃度優(yōu)選為5%?15%，更優(yōu)選為5%?10%。
[0023]利用臭氧氧化預(yù)處理的硅片，在表面形成氧化層。所述臭氧氧化的方式可為以下三種:(1)臭氧在預(yù)處理的硅片表面直接進(jìn)行氧化；(2)將臭氧高壓電離后在預(yù)處理的硅片表面進(jìn)行氧化；(3)在預(yù)處理的硅片表面形成臭氧，再用紫外燈進(jìn)行照射；所述照射的時(shí)間優(yōu)選為I?30min，更優(yōu)選為5?25min，再優(yōu)選為10?20min。所述氧化層的厚度優(yōu)選為0.5?10nm，更優(yōu)選為I?8nm，再優(yōu)選為I?6nm，再優(yōu)選為I?4nm，最優(yōu)選為I?2nm。
[0024]然后利用氫氟酸溶液去除氧化層。所述氫氟酸溶液的質(zhì)量濃度優(yōu)選為5%?15%，更優(yōu)選為5%?10%，再優(yōu)選為5%?8%。
[0025]本發(fā)明中，還優(yōu)選去除氧化層后，再重復(fù)利用臭氧氧化形成氧化層，再除去氧化層的步驟，完全可控的去除死層，以達(dá)到最優(yōu)的太陽(yáng)電池發(fā)射極的效果；所述重復(fù)的次數(shù)優(yōu)選為I?3次。
[0026]本發(fā)明在常溫下利用臭氧氧化預(yù)處理的硅片，可在其表面形成氧化層，然后再利用氫氟酸溶液去除氧化層，可有效去除發(fā)射極的死層，改善太陽(yáng)電池的短波光譜響應(yīng)，提高電池效率，且該方法簡(jiǎn)單可控，不會(huì)顯著增加生產(chǎn)成本，適合大規(guī)模量產(chǎn)。
[0027]為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種太陽(yáng)電池發(fā)射極的制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0028]以下實(shí)施例中所用的試劑均為市售。
[0029]實(shí)施例1
[0030]1.1采用156mmX 156mm的P型多晶硅片，進(jìn)行前期的制絨、擴(kuò)散、刻蝕工藝，得到預(yù)處理的硅片。
[0031]1.2在常溫下在預(yù)處理的硅片表面采用臭氧直接氧化的方式形成一層氧化層，形成的氧化層厚度為lnm。
[0032]1.3采用氫氟酸溶液將氧化層去除，氫氟酸溶液的質(zhì)量濃度為5%，時(shí)間為3min。
[0033]1.4進(jìn)行正面鍍減反射膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)等工藝，完成太陽(yáng)電池的制作。
[0034]實(shí)施例1制備的太陽(yáng)電池相比常規(guī)工藝太陽(yáng)電池(無(wú)臭氧氧化去除的過程)，轉(zhuǎn)換效率提升0.02%。
[0035]實(shí)施例2
[0036]2.1采用156mmX 156mm的P型多晶硅片，進(jìn)行前期的制絨、擴(kuò)散、刻蝕工藝，得到預(yù)處理的硅片。
[0037]2.2在常溫下采用臭氧高壓電離后在預(yù)處理的硅片表面氧化的方式形成一層氧化層，形成的氧化層厚度為1.5nm。
[0038]2.3采用氫氟酸溶液將氧化層去除，氫氟酸溶液的質(zhì)量濃度為5%，時(shí)間為3min。
[0039]2.4進(jìn)行正面鍍減反射膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)等工藝，完成太陽(yáng)電池的制作。
[0040]實(shí)施例2中制備的太陽(yáng)電池相比常規(guī)工藝太陽(yáng)電池(無(wú)臭氧氧化去除的過程)，轉(zhuǎn)換效率提升0.02?0.03 %。
[0041]實(shí)施例3
[0042]3.1采用156mmX 156mm的P型多晶硅片，進(jìn)行前期的制絨、擴(kuò)散、刻蝕工藝，得到預(yù)處理的硅片。
[0043]3.2在常溫下在預(yù)處理的硅片表面形成臭氧，再將其置于紫外燈下照射的方式形成一層氧化層，形成的氧化層厚度為2nm。
[0044]3.3采用氫氟酸溶液將氧化層去除，氫氟酸溶液的質(zhì)量濃度為5%，時(shí)間為3min。
[0045]3.4進(jìn)行正面鍍減反射膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)等工藝，完成太陽(yáng)電池的制作。
[0046]實(shí)施例3中制備的太陽(yáng)電池相比常規(guī)工藝電池(無(wú)臭氧氧化去除的過程)，轉(zhuǎn)換效率提升0.03?0.05%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽(yáng)電池發(fā)射極的制備方法，包括: A)將硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散與刻蝕處理，得到預(yù)處理的硅片； B)利用臭氧氧化預(yù)處理的硅片，在表面形成氧化層，然后利用氫氟酸溶液去除氧化層，得到太陽(yáng)電池發(fā)射極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化層的厚度為0.5?10nm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟B)中氫氟酸溶液的質(zhì)量濃度為5%?15%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述去除氧化層的時(shí)間為I?1min05.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述臭氧氧化為將臭氧高壓電離后在預(yù)處理的硅片表面進(jìn)行氧化。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述臭氧氧化為在預(yù)處理的硅片表面形成臭氧，再用紫外燈進(jìn)行照射。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述照射的時(shí)間為I?30min。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種太陽(yáng)電池發(fā)射極的制備方法，包括：A)將硅片進(jìn)行制絨、擴(kuò)散與刻蝕處理，得到預(yù)處理的硅片；B)利用臭氧氧化預(yù)處理的硅片，在表面形成氧化層，然后利用氫氟酸溶液去除氧化層，得到太陽(yáng)電池發(fā)射極。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在常溫下利用臭氧氧化預(yù)處理的硅片，可在其表面形成氧化層，然后再利用氫氟酸溶液去除氧化層，可有效去除發(fā)射極的死層，改善太陽(yáng)電池的短波光譜響應(yīng)，提高電池效率，且該方法簡(jiǎn)單可控，不會(huì)顯著增加生產(chǎn)成本，適合大規(guī)模量產(chǎn)。
【IPC分類】H01L31/0224
【公開號(hào)】CN105226111
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510552322
【發(fā)明人】金井升, 蔣方丹, 金浩
【申請(qǐng)人】浙江晶科能源有限公司, 晶科能源有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年9月1日