專利名稱：一種背鈍化電池的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型背鈍化電池的方法，屬于太陽能電池生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光伏發(fā)電技術(shù)是21世紀(jì)一個重要的新能源技術(shù)領(lǐng)域，但是目前生產(chǎn)中的光伏發(fā)電效率較低。尋求新技術(shù)、新材料、新工藝，提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率，降低單位發(fā)電成本是當(dāng)前一個迫切的任務(wù)。太陽能電池電池的光電轉(zhuǎn)化效率與電池對太陽能入射光線各個波段的光電響應(yīng)密切相關(guān)?，F(xiàn)有常規(guī)電池片在可見光波段的響應(yīng)較好，但由于電池背面的強復(fù)合作用，對太陽光中的長波段利用很少。目前已有的背鈍化電池制備方法主要采用兩步高溫擴散方法，能耗高、技術(shù)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中太陽能電池片的上述缺點，本發(fā)明提供一種新型背鈍化電池的方法，能夠更好的利用太陽光的長波段光線，提高電池的轉(zhuǎn)換效率。本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種新型背鈍化電池的制備方法，其工藝步驟為
O將電阻為O. 2 Ω ·_至 10 Ω -cm的P型單晶硅片，經(jīng)過常規(guī)清洗后進(jìn)行酸制絨或者堿制絨；
2)將制絨后的硅片進(jìn)行P擴散，擴散溫度為800°C至900°C，方阻為40 Ω/cm至120Ω/cm ；
3)利用酸腐蝕溶液或者堿腐蝕溶液將硅片背面腐蝕并進(jìn)行拋光；
4)用1%至15%的HF溶液清洗硅片I至8分鐘，去除正面的磷硅玻璃，用主要成分為H2O2和NH3. H2O的混合溶液清洗硅片背面，溫度為50°C至90°C ；
5)硅片背面沉積非晶硅、氧化鋁和氮化硅疊層薄膜，薄膜厚度為IOnm至150nm;在硅片正面沉積氮化娃薄膜，厚度為50nm至IOOnm ；
6)利用激光局部去除硅片背面沉積的薄膜層，形成一些薄膜開孔；
7)用1%至6%的KOH溶液清洗硅片背面I至8分鐘，去除背面的激光損傷層；
8)在電池背面和正面印刷電極，燒結(jié)，燒結(jié)溫度為400°C至800°C。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的薄膜沉積方法為等離子體增強型氣象化學(xué)沉積(PECVD)或者原子層沉積(ALD)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟I)中摻雜濃度為O. 2Ω ·_，步驟2)中擴散溫度為830°C、方阻為60 Ω /cm,步驟3)中利用20%的KOH溶液將硅片背面腐蝕并進(jìn)行拋光，步驟4)中用5%的HF溶液清洗硅片正面和背面5分鐘，步驟5)中硅片背面沉積的非晶硅、氧化鋁和氮化硅疊層薄膜的厚度為83nm，在硅片正面沉積的氮化硅薄膜的厚度為80nm，步驟7)中用2%的KOH溶液清洗硅片背面5分鐘。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟I)中摻雜濃度為ΙΩγπι，步驟2)中擴散溫度為880°C、方阻為65 Ω/cm，步驟3)中利用15%的KOH溶液將硅片背面腐蝕并進(jìn)行拋光，步驟
4)中用10%的HF溶液清洗硅片正面和背面3分鐘，步驟5)中硅片背面沉積的非晶硅、氧化鋁和氮化硅疊層薄膜的厚度為75nm，在硅片正面沉積的氮化硅薄膜的厚度為82nm，步驟7)中用1%的KOH溶液清洗硅片背面5分鐘。本發(fā)明的有益效果是電池片采用背面疊層鈍化，尤其是采用非晶硅，氧化鋁和氮化硅疊層鈍化，使電池背面不僅具有良好的電學(xué)鈍化效果，而且對長波段具有良好的內(nèi)反射效果，電池的長波段具有良好的光譜響應(yīng)，太陽光的利用率和電池光電轉(zhuǎn)換效率得到了提升。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中太陽能電池片生產(chǎn)工藝的流程框 圖2是本發(fā)明背鈍化電池制備方法的生產(chǎn)工藝流程框圖。
具體實施例方式本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述實施例。實施例1 操作步驟如下
選擇P型單晶硅片，晶面 為(100)，摻雜濃度為2 Ω Ym,進(jìn)行常規(guī)清洗，在1. 5%的KOH溶液中制備表面絨面，溫度為70°C，時間為20分鐘。將制絨后的硅片放入P擴散管中進(jìn)行擴散，擴散溫度為830°C，擴散方阻為60 Ω/cm。在20%的KOH溶液中腐蝕并拋光硅片背面，溫度為70°C，時間為5分鐘。用主要成分為H2O2和NH3. H2O的混合溶液清洗硅片背面15分鐘，用5%的HF溶液清洗硅片正面和背面5分鐘。在硅片背面用PECVD沉積非晶硅、氧化鋁和氮化硅疊層鈍化薄膜，厚度為83nm。在硅片正面用PECVD沉積氮化硅鈍化薄膜，厚度為80nm。利用激光將背面沉積的薄膜局部開孔。用2%的KOH溶液清洗硅片背面5分鐘，去除激光刻蝕引入的損傷層。在硅片背面和正面的印刷電極，燒結(jié)。經(jīng)測試，本案例制備出來的電池片對大于900nm的長波段的光譜響應(yīng)提高了 10%，電池效率提高了 3. 5%。實施例2 操作步驟如下
選擇P型單晶硅片，晶面為(100)，摻雜濃度為I Ω Cm,進(jìn)行常規(guī)清洗，在1%的KOH溶液中制備表面絨面，溫度為70°C，時間為24分鐘。
將制絨后的硅片放入P擴散管中進(jìn)行擴散，擴散溫度為880°C，擴散方阻為65 Q/cm。在15%的KOH溶液中腐蝕并拋光硅片背面，溫度為74°C，時間為5分鐘。用主要成分為H2O2和NH3. H2O的混合溶液清洗硅片背面20分鐘，用10%的HF溶液清洗硅片正面和背面3分鐘。在硅片背面用PECVD沉積非晶硅，氧化鋁和氮化硅疊層鈍化薄膜，厚度為75nm。在硅片正面用PECVD沉積氮化硅鈍化薄膜，厚度為82nm。利用激光將背面沉積的薄膜局部開孔。用1%的KOH溶液清洗硅片背面5分鐘，去除激光刻蝕引入的損傷層。在硅片背面和正面的印刷電極，燒結(jié)。經(jīng)測試，本案例制備出來的電池片對大于900nm的長波段的光譜響應(yīng)提高了 8%，電池效率提高了 3%。`
權(quán)利要求
1.一種背鈍化電池的制備方法，其具體步驟為 1)將電阻摻雜濃度為O.2 Ω cm至10 Ω cm的P型單晶硅片，經(jīng)過常規(guī)清洗后進(jìn)行酸制絨或者堿制絨； 2)將制絨后的硅片進(jìn)行P擴散，擴散溫度為800°C至900°C，方阻為40Ω /cm至120 Ω /cm ； 3)利用酸腐蝕溶液或者堿腐蝕溶液將硅片背面腐蝕并進(jìn)行拋光； 4)用1%至15%的HF溶液清洗硅片I至8分鐘，去除正面的磷硅玻璃，用主要成分為H2O2和NH3. H2O的混合溶液清洗硅片背面，溫度為50°C至90°C ； 5)硅片背面沉積非晶硅、氧化鋁和氮化硅疊層薄膜，薄膜厚度為IOnm至150nm;在硅片正面沉積氮化娃薄膜，厚度為50nm至IOOnm ； 6)利用激光局部去除硅片背面沉積的薄膜層，形成若干薄膜開孔； 7)用1%至15%的HF溶液清洗硅片背面I至8分鐘，去除背面的激光損傷層； 8)在電池背面和正面印刷電極，燒結(jié)，燒結(jié)溫度為400°C至800°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的背鈍化電池的制備方法，其特征在于所述方法步驟5)中的薄膜沉積方法為等離子體增強型氣象化學(xué)沉積(PECVD)或者原子層沉積(ALD)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的背鈍化電池的制備方法，其特征在于所述制備方法中使用的堿性溶液為KOH或者NaOH溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的背鈍化電池的制備方法，其特征在于步驟I)中摻雜濃度為O. 2 Ω -cm,步驟2)中擴散溫度為830°C、方阻為60 Ω /cm,步驟3)中利用20%的KOH溶液將硅片背面腐蝕并進(jìn)行拋光，步驟4)中用5%的HF溶液清洗硅片正面和背面5分鐘，步驟5)中硅片背面沉積的非晶硅、氧化鋁和氮化硅疊層薄膜的厚度為83nm，在硅片正面沉積的氮化硅薄膜的厚度為80nm，步驟7)中用2%的KOH溶液清洗硅片背面5分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的背鈍化電池的制備方法，其特征在于步驟I)中摻雜濃度為1Ω·αιι，步驟2)中擴散溫度為880°C、方阻為65 Ω/cm，步驟3)中利用15%的KOH溶液將硅片背面腐蝕并進(jìn)行拋光，步驟4)中用10%的HF溶液清洗硅片正面和背面3分鐘，步驟5)中硅片背面沉積的非晶硅、氧化鋁和氮化硅疊層薄膜的厚度為75nm，在硅片正面沉積的氮化硅薄膜的厚度為82nm，步驟7)中用1%的KOH溶液清洗硅片背面5分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種背鈍化電池的制備方法，屬于太陽能電池生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域。其工藝步驟為先將P型單晶硅片清洗制絨；再進(jìn)行P擴散；然后用腐蝕溶液將硅片背面腐蝕拋光；再分別用HF溶液清洗硅片正面，按RCA方法清洗硅片背面；接著在電池背面按順序沉積非晶硅，氧化鋁以及氮化硅，在硅片正面沉積氮化硅；利用激光或者腐蝕漿料在硅片背面將沉積的薄膜層局部去除；最后印刷電極并燒結(jié)。本發(fā)明的有益效果是:電池片采用背面疊層鈍化，尤其是采用非晶硅,氧化鋁和氮化硅疊層鈍化，使電池背面不僅具有良好的電學(xué)鈍化效果,而且對長波段具有良好的內(nèi)反射效果,電池的長波段具有良好的光譜響應(yīng),太陽光的利用率和電池光電轉(zhuǎn)換效率得到了提升。
文檔編號H01L31/18GK103050573SQ201210520388
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者劉亞, 郭志球, 蘇旭平, 王建華, 涂浩, 彭浩平, 吳長軍 申請人:常州大學(xué)