一種晶硅太陽(yáng)能電池及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種晶硅太陽(yáng)能電池及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]晶硅太陽(yáng)能電池是一種有效地吸收太陽(yáng)輻射能，利用光生伏打效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)換成電能的器件，當(dāng)太陽(yáng)光照在半導(dǎo)體P-N結(jié)(P-N Junct1n)上，形成新的空穴-電子對(duì)(V_Epair)，在P-N結(jié)電場(chǎng)的作用下，空穴由N區(qū)流向P區(qū)，電子由P區(qū)流向N區(qū)，接通電路后就形成電流。
[0003]晶硅太陽(yáng)能電池的制備工藝分為制絨、擴(kuò)散、刻蝕、正面鍍膜、絲網(wǎng)印刷、燒結(jié)六大工序。其中，制絨的目的是在硅片正面形成凹凸不平的織構(gòu)化絨面結(jié)構(gòu)，增加太陽(yáng)光的吸收面積，降低太陽(yáng)光的反射率，行業(yè)內(nèi)都是采用化學(xué)酸法制絨的方式對(duì)晶硅表面制絨。擴(kuò)散的目的是在P型硅襯底的表面形成N型硅，從而形成電池的核心部件-PN結(jié)。行業(yè)內(nèi)都是采用管式三氯氧磷高溫?cái)U(kuò)散的方式，擴(kuò)散溫度高達(dá)800多度，但是高溫會(huì)降低硅片的少子壽命，影響電池的光電轉(zhuǎn)換效率。亥I」蝕的目的是去掉硅片周圍和背面的PN結(jié)，防止電池短路，同時(shí)去掉硅片正面的磷硅玻璃。行業(yè)內(nèi)都是采用水平式化學(xué)刻蝕法進(jìn)行刻蝕，硅片正面邊緣處的部分PN結(jié)不可避免的被刻蝕掉。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種晶硅太陽(yáng)能電池及其制備方法，本發(fā)明將制絨和擴(kuò)散工藝合并到一個(gè)步驟，避免了常規(guī)高溫?cái)U(kuò)散對(duì)硅片少子壽命的影響，也解決了常規(guī)刻蝕工藝帶來(lái)的硅片正面邊緣的部分PN結(jié)被刻蝕掉的問(wèn)題，具有提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率、降低電池制造成本的優(yōu)點(diǎn)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高效晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法，包括以下步驟:
[0006]步驟一:對(duì)硅片進(jìn)行雙面拋光；
[0007]步驟二:在氮?dú)鈿夥罩袑?duì)硅片激光制絨，同時(shí)將氮元素?fù)诫s到硅片里形成一層N型硅；
[0008]步驟三:采用氫氟酸和鹽酸的混合酸清洗硅片；
[0009]步驟四:在所述硅片正面進(jìn)行PECVD鍍膜，形成氮化硅減反膜；
[0010]步驟五:在硅片背面印刷背電極和鋁背場(chǎng)；
[0011]步驟六:在硅片正面印刷正電極漿料形成正電極；
[0012]步驟七:對(duì)硅片進(jìn)行燒結(jié)形成太陽(yáng)能電池。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟一采用NaOH溶液對(duì)硅片雙面拋光，NaOH溶液的濃度為10% -30%。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟二采用紫外激光在氮?dú)鈿夥罩袑?duì)硅片正面制絨，同時(shí)形成一層N型硅。
[0015]優(yōu)選地，所述氮?dú)鉂舛葹?0kg/L-50kg/L，激光波長(zhǎng)為355nm，激光功率為
0.05W-10W，移動(dòng)速度為 100mm/s-1000mm/s，頻率為 10kHz-1000kHz。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟三采用氫氟酸和鹽酸的混合酸清洗硅片，氫氟酸的濃度為
2.5% _5%，鹽酸的濃度為5% -10%。
[0017]優(yōu)選地，所述步驟四采用PECVD的方法沉積氮化硅減反膜，氮化硅減反膜的折射率為 2.0-2.5，厚度為 50nm-100nm。
[0018]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種晶硅太陽(yáng)能電池，其由上述的制備方法制得。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明在氮?dú)鈿夥罩袑?duì)硅片正面制絨，獲得極低反射率的絨面結(jié)構(gòu)；在激光掃描過(guò)程中，P型硅表面的摻雜原子被蒸發(fā)，并吸附氮?dú)夥肿?，使P型硅表面形成一層N型硅，從而形成PN結(jié)。由于P型硅在摻雜時(shí)會(huì)形成位錯(cuò)、層錯(cuò)等各種缺陷，激光掃描也部分消除了 P型硅表面的缺陷，提高了少子壽命，從而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率；另外，本發(fā)明在擴(kuò)散工序后，不需要進(jìn)行刻蝕工藝，避免了常規(guī)刻蝕工藝帶來(lái)的硅片正面邊緣的部分PN結(jié)被刻蝕掉的問(wèn)題，提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率、降低電池制造成本。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明晶硅太陽(yáng)能電池制備方法流程圖；
[0021]圖2是本發(fā)明晶硅太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0023]本發(fā)明所述的高效晶硅太陽(yáng)能電池的制備步驟具體如下:
[0024]步驟S100:對(duì)硅片進(jìn)行雙面拋光；
[0025]本步驟采用NaOH溶液對(duì)硅片雙面拋光，NaOH溶液的濃度為10% -30%。
[0026]步驟S101:在氮?dú)鈿夥罩袑?duì)硅片激光制絨，同時(shí)將氮元素?fù)诫s到硅片里形成一層N型硅；
[0027]本步驟采用紫外激光在氮?dú)鈿夥罩袑?duì)硅片激光制絨，同時(shí)將氮元素?fù)诫s到硅片里形成一層N型硅；氮?dú)鉂舛葹?0kg/L-50kg/L，激光波長(zhǎng)為355nm，激光功率為0.05W-10W,移動(dòng)速度為100mm/s-1000mm/s，頻率為10kHz-1000kHz。將氮元素?fù)诫s到娃片里形成一層N型硅不同于常規(guī)電池的N型硅由磷元素?fù)诫s到硅片里，由于氮元素原子半徑小，在硅結(jié)構(gòu)里形成間隙雜質(zhì)原子，擴(kuò)散速度很慢，形成很淺的PN結(jié)，幾乎沒(méi)有死層；淺的PN結(jié)會(huì)導(dǎo)致很少的少子復(fù)合，提高少子壽命，提高電池的開(kāi)路電壓和光電轉(zhuǎn)換效率。另外，氮?dú)庑纬蒒型硅的成本遠(yuǎn)比三氯氧磷制備N型硅的成本低很多，而且無(wú)毒，而三氯氧磷劇毒，影響車間生產(chǎn)的安全。
[0028]步驟S102:采用氫氟酸和鹽酸的混合酸清洗硅片；
[0029]本步驟采用氫氟酸和鹽酸的混合酸清洗娃片，氫氟酸的濃度為2.5% _5%，鹽酸的濃度為5% -10%。
[0030]步驟S103:在所述硅片正面進(jìn)行PECVD鍍膜，形成氮化硅減反膜；
[0031]本步驟采用PECVD的方法沉積氮化硅減反膜，氮化硅減反膜的折射率為2.0-2.5，厚度為 50nm-100nm。
[0032]步驟S104:在硅片背面印刷背電極和鋁背場(chǎng)；
[0033]步驟S105:在硅片正面印刷正電極漿料形成正電極；
[0034]步驟S106:對(duì)硅片進(jìn)行燒結(jié)形成太陽(yáng)能電池。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明在氮?dú)鈿夥罩袑?duì)硅片正面制絨，獲得極低反射率的絨面結(jié)構(gòu)；在激光掃描過(guò)程中，P型硅表面的摻雜原子被蒸發(fā)，并吸附氮?dú)夥肿?，使P型硅表面形成一層N型硅，從而形成PN結(jié)。由于P型硅在摻雜時(shí)會(huì)形成位錯(cuò)、層錯(cuò)等各種缺陷，激光掃描也部分消除了 P型硅表面的缺陷，提高了少子壽命，從而提高電池的光電轉(zhuǎn)換效率；另外，本發(fā)明在擴(kuò)散工序后，不需要進(jìn)行刻蝕工藝，避免了常規(guī)刻蝕工藝帶來(lái)的硅片正面邊緣的部分PN結(jié)被刻蝕掉的問(wèn)題，提高了電池的光電轉(zhuǎn)換效率、降低電池制造成本。
[0036]如圖2所示，本發(fā)明所述的制備方法制得的一種晶硅太陽(yáng)能電池從上至下依次包括正電極1、氮化硅減反膜2、N型硅3、P型硅襯底4、鋁背場(chǎng)5和背電極6，P型硅襯底4上表面為絨面結(jié)構(gòu)，N型硅3覆蓋該絨面結(jié)構(gòu)，氮化硅減反膜2覆蓋在N型硅3上。
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