一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，包括：a）硅片堿制絨；b）淡磷擴(kuò)散形成N+層；c）生成熱氧化鈍化薄膜；d）激光開槽，得到槽孔；e）對槽孔進(jìn)行刻蝕處理；f）對槽孔進(jìn)行清洗；g)濃磷擴(kuò)散形成N++層；h)背面蒸鍍鋁膜；i)背電場燒結(jié)；j)化學(xué)鍍銀埋柵；k)制作背電極；l)正面蒸鍍雙層減反射層，雙層減反射層包括MgF2層和ZnS層；m)酸刻蝕去邊；n)高溫?zé)Y(jié)，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種由上述制備方法制得的激光刻槽埋柵電極太陽能電池。本發(fā)明可以同時(shí)滿足增加前后表面鈍化效果、減少表面金屬雜質(zhì)污染、提高鍍層與基底結(jié)合強(qiáng)度以及大幅降低反射率等目的。
【專利說明】一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽能電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]太陽能電池是一種有效地吸收太陽輻射能，利用光生伏特效應(yīng)把光能轉(zhuǎn)換成電能的器件，當(dāng)太陽光照在半導(dǎo)體P-N結(jié)(P-N Junct1n)上，形成新的空穴-電子對(V_Epair)，在P-N結(jié)電場的作用下，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。由于是利用各種勢皇的光生伏特效應(yīng)將太陽光能轉(zhuǎn)換成電能的固體半導(dǎo)體器件，故又稱太陽能電池或光伏電池，是太陽能電池陣電源系統(tǒng)的重要組件。太陽能電池主要有晶硅(Si)電池，三五族半導(dǎo)體電池(GaAs, Cds/Cu2S, Cds/CdTe, Cds/InP, CdTe/Cu2Te)，無機(jī)電池，有機(jī)電池等，其中晶硅太陽能電池居市場主流主導(dǎo)地位。晶硅太陽能電池的基本材料為純度達(dá)99.9999%、電阻率在10 Ω.cm以上的P型單晶硅，包括正面絨面、正面p-η結(jié)、正面雙層減反射層、正背面電極等部分。在組件封裝為正面受光照面加透光蓋片(如高透玻璃及EVA)保護(hù)，防止電池受外層空間范愛倫帶內(nèi)高能電子和質(zhì)子的輻射損傷。
[0003]激光刻槽埋柵電極太陽能電池是采用一種工業(yè)化技術(shù)的高效太陽能電池，其主要特點(diǎn)為:利用激光方式在有介質(zhì)層覆蓋的硅片表面上開槽，經(jīng)過二次槽體清洗，再進(jìn)行二次擴(kuò)散以及金屬電極制備。其優(yōu)點(diǎn)為:(I)利用激光刻槽和二次擴(kuò)散技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了選擇性發(fā)射區(qū)，與金屬電極接觸的區(qū)域擴(kuò)散濃度很高，接觸電阻較小，使得發(fā)射區(qū)薄層電阻可以較大(100-300 Ω / 口，常規(guī)電池則為40-60 Ω / □)，避免了因發(fā)射區(qū)俄歇復(fù)合造成的電池電流下降；(2)刻槽技術(shù)可大幅降低電池柵線寬度(<30um)以及細(xì)柵遮光率(〈2%)，且減少了柵線遮光面積，導(dǎo)致電池串聯(lián)電阻大幅降低，短路電流密度提高；(3)絨面、雙層減反射層和背面反射器的結(jié)合使太陽光充分被利用；(4)柵指電極排列緊密減少發(fā)射極電阻；(5)淡磷擴(kuò)散避免形成死層，增加對短波的吸收；(6)埋柵電極處使用重?fù)诫s使接觸電阻降低，有利于歐姆接觸；(7)埋柵電極深入到硅襯底內(nèi)部，增加對基區(qū)光電子的收集，濃磷擴(kuò)散降低濃磷區(qū)電阻功耗和柵指電極與襯底的接觸電阻功耗。
[0004]基于以上優(yōu)點(diǎn)，激光刻槽埋柵電極太陽能電池效率較常規(guī)絲網(wǎng)印刷電池高出0.35%(絕對值)以上，與一般高效電池相比，激光刻槽電池遮光面積小、串聯(lián)電阻小、單位功率成本可以達(dá)到或低于常規(guī)電池成本，適合工業(yè)化大規(guī)模量產(chǎn)。
[0005]然而，現(xiàn)有的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的鈍化效果還不夠理想，表面金屬雜質(zhì)污染嚴(yán)重，鍍層與基底結(jié)合強(qiáng)度不高，電池表面的反射率較高，致使太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率不盡理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池，可以同時(shí)滿足增加前后表面鈍化效果、減少表面金屬雜質(zhì)污染、提高鍍層與基底結(jié)合強(qiáng)度以及大幅降低反射率等目的。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還在于，提供一種制備上述激光刻槽埋柵電極太陽能電池的方法，可以同時(shí)滿足增加前后表面鈍化效果、減少表面金屬雜質(zhì)污染、提高鍍層與基底結(jié)合強(qiáng)度以及大幅降低反射率等目的。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，包括:
a)將硅片用堿性溶液制絨；
b)對硅片使用三氯氧磷進(jìn)行淡磷擴(kuò)散，形成N+層；
c)使用氧氣，在反應(yīng)溫度750-1000°C的條件下生成熱氧化鈍化薄膜；
d)在硅片上使用激光開槽，得到槽孔；
e)對槽孔進(jìn)行刻蝕處理；
f)對槽孔進(jìn)行清洗，包括用SPM溶液在100-140°C溫度條件下進(jìn)行第一次清洗，用DHF溶液在室溫下進(jìn)行第二次清洗，用APM溶液在60-100°C溫度條件下進(jìn)行第三次清洗，用HPM溶液在60-100°C溫度條件下進(jìn)行第四次清洗，用DHF溶液在室溫下進(jìn)行第五次清洗；
g)對槽孔使用三氯氧磷進(jìn)行濃磷擴(kuò)散，形成N++層；
h)在硅片的背面蒸鍍鋁膜；
i)在硅片的背面進(jìn)行燒結(jié)，形成背電場； j)在槽孔內(nèi)通過化學(xué)鍍銀埋柵；
k)在硅片的背面制作背電極；
I)在娃片的正面蒸鍍雙層減反射層，所述雙層減反射層包括MgF2層和ZnS層； m)對硅片進(jìn)行酸刻蝕去邊；
η)將硅片高溫?zé)Y(jié)，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0009]作為上述方案的改進(jìn)，步驟a)中，所述堿性溶液為NaOH、Na2S14和IPA組成的混合溶液，NaOH: Na2S14:1PA = 1: 1-2: 1-2，制絨溫度為 80_90°C。
[0010]作為上述方案的改進(jìn)，步驟C)中，所述氧氣的純度3 99%，反應(yīng)溫度為850-900°C，熱氧化鈍化薄膜為二氧化硅層，其厚度為15-35nm。
[0011]作為上述方案的改進(jìn)，步驟d)中，所述激光開槽是使用Nd:YAG激光進(jìn)行開槽，激光的波長為500-600nm，所述槽孔為矩形，寬度為25_45nm，深度為35_55um，間距為0.5_3mm0
[0012]作為上述方案的改進(jìn)，步驟e)中，所述刻蝕處理使用的刻蝕液為氫氟酸和硝酸的混合溶液，氫氟酸:硝酸=1:2-3，反應(yīng)溫度為25-45°C。
[0013]作為上述方案的改進(jìn)，步驟f)中，所述SPM溶液為H2Si04、H2O2組成的混合溶液，其中，H2Si04:H202=3-5:l，第一次清洗的溫度為120-130°C ；
所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第二次清洗的溫度為 20-35 0C ；
所述APM溶液為NH4OH' H2O2' H2O組成的混合溶液，其中，NH4OH:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:4.5-5.5，第三次清洗的溫度為70_90°C ；
所述HPM溶液為HCl、H2O2, H2O組成的混合溶液，其中，HCl:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:5.5-6.5，第四次清洗的溫度為70-90°C ； 所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第五次清洗的溫度為 20-35 °C。
[0014]作為上述方案的改進(jìn)，步驟j)中，所述化學(xué)鍍銀埋柵使用的溶液為AgN03、CS (NH2)2組成的混合溶液，AgNO 3、CS (NH2)2= 1: 1-2，反應(yīng)時(shí)間為200-500秒。
[0015]作為上述方案的改進(jìn)，步驟I)中，所述MgF2層的厚度為90-130nm，所述ZnS層的厚度為20-60nm，所述MgF2層和ZnS層通過離子束沉積法在180_220°C溫度條件下制得。
[0016]所述MgF2層的一面與熱氧化鈍化薄膜相連接，所述MgF2層的另一面與ZnS層相連接。
[0017]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池，包括背電極、背電場、P型硅、N++層、埋槽Ag電極、N+層、熱氧化鈍化薄膜、雙層減反射層，所述激光刻槽埋柵電極太陽能電池由上述制備方法制得，所述雙層減反射層包括MgF2層和ZnS層，所述MgF2層的一面與熱氧化鈍化薄膜相連接，所述MgF2層的另一面與ZnS層相連接。
[0018]實(shí)施本發(fā)明，具有如下有益效果:
本發(fā)明采用熱氧化鈍化薄膜、RCA濕式化學(xué)清洗、化學(xué)鍍銀埋柵和MgF2/ZnS雙層減反射薄膜，其中，熱氧化鈍化薄膜可以有效增加前后表面鈍化效果；RCA濕式化學(xué)清洗可以減少表面金屬雜質(zhì)污染；化學(xué)鍍銀埋柵的柵線陰影面積小，接觸電阻小，電流收集效率較高；MgF2/ZnS雙層減反射薄膜可大幅降低反射率(趨近為0)，增加光子入射。在上述熱氧化鈍化薄膜、RCA濕式化學(xué)清洗、化學(xué)鍍銀埋柵和MgF2/ZnS雙層減反射薄膜的協(xié)同作用下，可以有效增加前后表面鈍化效果、減少表面金屬雜質(zhì)污染、提高鍍層與基底結(jié)合強(qiáng)度以及大幅降低反射率(趨近為O)，使得開路電壓提高、短路電流密度提升、串聯(lián)電阻大幅降低。因此，本發(fā)明在絨面、雙層減反射層和背面反射器的結(jié)合下，大幅提高了電池轉(zhuǎn)換效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法的流程圖。
[0020]圖2是本發(fā)明激光刻槽埋柵電極太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]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)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0022]參見圖1，本發(fā)明提供了一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，包括:
S11、將硅片用堿性溶液制絨
由于堿性溶液與硅(Si)反應(yīng)會形成各向異性腐蝕，使得本發(fā)明采用堿性溶液制絨具有下述優(yōu)點(diǎn):使用單晶結(jié)構(gòu)的各向異性的物理性質(zhì)參與反應(yīng)，形成均勻的低反射率織構(gòu)化金字塔狀表面形貌，大幅減少光子反射，增加光吸收。
[0023]現(xiàn)有的制絨方式為酸制絨，缺點(diǎn)是反射率較高，絨面均勻性較差。
[0024]優(yōu)選的，所述堿性溶液為NaOH、Na2S14和IPA組成的混合溶液，NaOH: Na2S14:1PA = 1: 1-2: 1-2，制絨溫度為 80-90°C。
[0025]需要說明的是，IPA是異丙醇。
[0026]S102、對硅片使用三氯氧磷進(jìn)行淡磷擴(kuò)散，形成N+層。
[0027]具體的，上述淡磷擴(kuò)散是在800-900°C通入POCL3 (電子級>99.9999%)反應(yīng)時(shí)間10-30分鐘，形成方阻為100-110歐姆的淺PN結(jié)。
[0028]優(yōu)選的，上述淡磷擴(kuò)散是在850°C通入POCL3 (電子級>99.9999%)反應(yīng)時(shí)間15分鐘，形成方阻為100-110歐姆的淺PN結(jié)。
[0029]需要說明的是，N+層是指在半導(dǎo)體材料硅中摻入五價(jià)元素雜質(zhì)(磷)可構(gòu)成多余殼粒的N形半導(dǎo)體。在N+層上再摻入五價(jià)元素雜質(zhì)(磷)可構(gòu)成多余殼粒的N形半導(dǎo)體，即為N++層。
[0030]S103、使用氧氣，在反應(yīng)溫度750-1000°C的條件下生成熱氧化鈍化薄膜。
[0031]優(yōu)選的，所述氧氣的純度3 99%，反應(yīng)溫度為850-900°C，熱氧化鈍化薄膜為二氧化娃層，其厚度為15-35nm0
[0032]更佳的，所述氧氣的純度蘭99.9995%，反應(yīng)溫度為850-900 °C，熱氧化鈍化薄膜為二氧化硅層，其厚度為20-30nm。
[0033]本發(fā)明在反應(yīng)溫度750-1000°C的條件下生成熱氧化鈍化薄膜，其優(yōu)點(diǎn)為:致密性高，鈍化效果好，可降低晶體硅表面復(fù)合速率，提高少子壽命，增加電池轉(zhuǎn)換效率。
[0034]在本發(fā)明中，若步驟S103是通過其它方式生成鈍化膜，則該鈍化膜與其他層的配合不好，致密性較差，鈍化效果較差，生產(chǎn)成本較高。
[0035]S104、在硅片上使用激光開槽，得到槽孔
具體的，所述激光開槽是使用Nd: YAG激光進(jìn)行開槽，激光的波長優(yōu)選為500-600nm，所述槽孔優(yōu)選為矩形，寬度優(yōu)選為25-45nm，深度優(yōu)選為35_55um，間距優(yōu)選為0.5_3mm。連續(xù)矩形槽孔可增加電流收集率。
[0036]更佳的，激光的波長為532nm，所述槽孔為矩形，寬度為30_40nm，深度為40_50um，間距為 1.5mm。
[0037]S105、對槽孔進(jìn)行刻蝕處理。
[0038]具體的，所述刻蝕處理使用的刻蝕液為氫氟酸和硝酸的混合溶液，氫氟酸:硝酸=1:2-3，反應(yīng)溫度優(yōu)選為25-45°C。更佳的，反應(yīng)溫度為30-40°C。使用氫氟酸:硝酸=1:2-3的刻蝕液，成本低，可減少因激光開孔造成的表面損傷層。
[0039]S106、對槽孔進(jìn)行清洗，包括用SPM溶液在100-140°C溫度條件下進(jìn)行第一次清洗，用DHF溶液在室溫下進(jìn)行第二次清洗，用APM溶液在60-100°C溫度條件下進(jìn)行第三次清洗，用HPM溶液在60-100°C溫度條件下進(jìn)行第四次清洗，用DHF溶液在室溫下進(jìn)行第五次清洗。
[0040]優(yōu)選的，所述SPM溶液為H2S14、H2O2組成的混合溶液，其中，H 2Si04: H202=3_5:1，第一次清洗的溫度為120-130°C ；
所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第二次清洗的溫度為 20-35 0C ；
所述APM溶液為NH4OH' H2O2' H2O組成的混合溶液，其中，NH4OH:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:4.5-5.5，第三次清洗的溫度為70_90°C ；
所述HPM溶液為HCl、H2O2, H2O組成的混合溶液，其中，HCl:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:5.5-6.5，第四次清洗的溫度為70-90°C ；
所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第五次清洗的溫度為 20-35 °C。
[0041]更佳的，所述SPM溶液為H2Si04、H202組成的混合溶液，其中，H2Si04:H202=4:1，第一次清洗的溫度為120-130°C ；
所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:100，第二次清洗的溫度為20-35 0C ；
所述APM溶液為NH40H、H2O2, H2O組成的混合溶液，其中，NH4OH:H2O2:H2O=1: 1: 5，第三次清洗的溫度為70-90 °C ；
所述HPM溶液為HCl、H2O2、H2O組成的混合溶液，其中，HCl: H2O2: H2O=1: 1:6，第四次清洗的溫度為70-90 °C ；
所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:100，第五次清洗的溫度為20-35。。。
[0042]采用步驟S106清洗方式，帶來下述優(yōu)點(diǎn):
(I) SPM具有很高的氧化能力，可將金屬氧化后溶于清洗液中，并能把有機(jī)物氧化生成CO JPH2O，用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有機(jī)沾污和部分金屬。
[0043](2) DHF可以去除硅片表面的自然氧化膜及其附著的金屬氫氧化物。
[0044](3) APM:由于H2O2的作用，硅片表面有一層自然氧化膜(S12),呈親水性，硅片表面和粒子之間可被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化層與硅片表面的Si被NH 40H腐蝕，因此附著在硅片表面的顆粒便落入清洗液中，從而達(dá)到去除粒子的目的。在NH4OH腐蝕硅片表面的同時(shí)，H2O2又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。
[0045](4) HPM:用于去除硅片表面的鈉、鐵、鎂等金屬沾污。在室溫下HPM就能除去Fe和Zn。
[0046]現(xiàn)有的清洗方式是只使用DHF，缺點(diǎn)是:無法有效去除表面臟污與金屬雜質(zhì)。
[0047]S107、對槽孔使用三氯氧磷進(jìn)行濃磷擴(kuò)散，形成N++層。
[0048]具體的，在800-900°C通入P0CL3(電子級>99.9999%)，反應(yīng)時(shí)間25-50分鐘，形成方阻為60-70歐姆的深PN結(jié)。
[0049]優(yōu)選的，在850°C通入POCL3 (電子級>99.9999%)，反應(yīng)時(shí)間35分鐘，形成方阻為60-70歐姆的深PN結(jié)。
[0050]需要說明的是，N+層是指在半導(dǎo)體材料硅中摻入五價(jià)元素雜質(zhì)(磷)可構(gòu)成多余殼粒的N形半導(dǎo)體。在N+層上再摻入五價(jià)元素雜質(zhì)(磷)可構(gòu)成多余殼粒的N形半導(dǎo)體，即為N++層。
[0051]S108、在硅片的背面蒸鍍鋁膜。
[0052]S109、在硅片的背面進(jìn)行燒結(jié)，形成背電場。
[0053]S110、在槽孔內(nèi)通過化學(xué)鍍銀埋柵。
[0054]優(yōu)選的，所述化學(xué)鍍銀埋柵使用的溶液為AgN03、CS (NH2)2組成的混合溶液，AgNO 3、CS(NH2)2= 1: 1-2，反應(yīng)時(shí)間為200-500秒。采用化學(xué)鍍銀埋柵:柵線陰影面積小，接觸電阻小，電流收集效率較高。
[0055]更佳的，反應(yīng)時(shí)間為300-360秒。
[0056]Sll 1、在硅片的背面制作背電極。
[0057]S112、在硅片的正面蒸鍍雙層減反射層，所述雙層減反射層包括MgF2層和ZnS層。所述MgF2層的一面與熱氧化鈍化薄膜相連接，所述MgF 2層的另一面與ZnS層相連接。
[0058]優(yōu)選的，所述MgF2層的厚度為90-130nm，所述ZnS層的厚度為20_60nm，所述MgF 2層和ZnS層通過離子束沉積法在180-220°C溫度條件下制得。
[0059]更佳的，所述MgF2層的厚度為100-120nm，所述ZnS層的厚度為30_50nm，所述MgF2層和ZnS層通過離子束沉積法在190-210°C溫度條件下制得。
[0060]MgF2/ZnS雙層減反射薄膜，可以大幅降低反射率(趨近為0)，增加光子入射。這是因?yàn)镸gF2/ZnS雙層減反射薄膜利用光波在減反射膜上下表面反射所產(chǎn)生的光程差使得兩束反射光干涉相消，從而減弱反射，提高光的入射，減反射的效果決定于減反射膜的折射率及厚度，MgF2/ZnS具有優(yōu)異的減反射能力。
[0061]現(xiàn)有的減反膜設(shè)置為單層氮化硅薄膜，但是其減反射效果較差。
[0062]SI 13、對硅片進(jìn)行酸刻蝕去邊。
[0063]S114、將硅片高溫?zé)Y(jié)，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0064]相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池，包括背電極1、背電場
2、P型硅3、N++層4、埋槽Ag電極5、N+層6、熱氧化鈍化薄膜7、雙層減反射層8，所述雙層減反射層8包括1%&層81和ZnS層82，所述MgF 2層81的一面與熱氧化鈍化薄膜7相連接，所述MgFJl 81的另一面與ZnS層82相連接。
[0065]所述激光刻槽埋柵電極太陽能電池由上述制備方法制得。具體的，P型硅3經(jīng)過SlOl處理而得，N+層6經(jīng)過S102處理而得，熱氧化鈍化薄膜7經(jīng)過S103處理而得，N++層4經(jīng)過S104、S105、S106、S107處理而得，背電場2經(jīng)過S108、S109處理而得，埋槽Ag電極5經(jīng)過SllO處理而得，背電極I經(jīng)過Slll處理而得，雙層減反射層8經(jīng)過S112處理而得，最后經(jīng)過SI 13、SI 14得到最終成品。
[0066]下面以具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明實(shí)施例1
將 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 組成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1:1:1)在80°C下進(jìn)行制絨；
對硅片使用三氯氧磷進(jìn)行淡磷擴(kuò)散，形成N+層；
使用純度99%的氧氣，在反應(yīng)溫度750°C的條件下生成厚度為15nm的熱氧化鈍化薄膜；
使用Nd = YAG激光進(jìn)行開槽，激光的波長為532nm，得到寬度為25nm，深度為35um，間距為Imm的矩形槽孔；
對槽孔使用氫氟酸和硝酸的混合溶液(氫氟酸:硝酸=1:2)在25°C下進(jìn)行刻蝕處理；對槽孔進(jìn)行清洗，包括用SPM溶液(H2Si04:H202=3:l)在100°C溫度條件下進(jìn)行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H20=1:90)在室溫下進(jìn)行第二次清洗，用APM溶液(NH40H:H202:H20=1:1:5 )在60 °C溫度條件下進(jìn)行第三次清洗，用HPM溶液(HCl: H2O2: H2O=1: 1:6 )在60 °C溫度條件下進(jìn)行第四次清洗，用DHF溶液(HF =H2O=1: 90)在室溫下進(jìn)行第五次清洗；
對槽孔使用三氯氧磷進(jìn)行濃磷擴(kuò)散，形成N++層；
在硅片的背面蒸鍍鋁膜；
在硅片的背面進(jìn)行燒結(jié)，形成背電場；
在槽孔內(nèi)使用AgN03、CS (NH2)2組成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1:1)通過化學(xué)鍍銀埋柵，反應(yīng)時(shí)間為200秒；
在硅片的背面制作背電極；
在硅片的正面通過離子束沉積法在190°C溫度條件下蒸鍍雙層減反射層，雙層減反射層包括厚度為90nm的MgF2層和厚度為20nm的ZnS層；
對硅片進(jìn)行酸刻蝕去邊；
將硅片高溫?zé)Y(jié)，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0067]實(shí)施例2
將 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 組成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1: 1.5:1.5)在85°0下進(jìn)行制絨；
對硅片使用三氯氧磷進(jìn)行淡磷擴(kuò)散，形成N+層；
使用純度99.9995%的氧氣，在反應(yīng)溫度850°C的條件下生成厚度為20nm的熱氧化鈍化薄膜；
使用Nd: YAG激光進(jìn)行開槽，激光的波長為532nm，得到寬度為30nm，深度為40um，間距為1.5mm的矩形槽孔；
對槽孔使用氫氟酸和硝酸的混合溶液(氫氟酸:硝酸=1:2.5)在30°C下進(jìn)行刻蝕處理；對槽孔進(jìn)行清洗，包括用SPM溶液(H2S14:H202=4:1)在110°C溫度條件下進(jìn)行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H2O= 1:100)在室溫下進(jìn)行第二次清洗，用APM溶液(NH4OH:H2O2 = H2O=1:1:4.5 )在70°C溫度條件下進(jìn)行第三次清洗，用HPM溶液(HCl: H2O2: H2O=1: 1:5.5 )在70°C溫度條件下進(jìn)行第四次清洗，用DHF溶液(HF =H2O=1: 100)在室溫下進(jìn)行第五次清洗；
對槽孔使用三氯氧磷進(jìn)行濃磷擴(kuò)散，形成N++層；
在硅片的背面蒸鍍鋁膜；
在硅片的背面進(jìn)行燒結(jié)，形成背電場；
在槽孔內(nèi)使用AgN03、CS (NH2) 2組成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1: 1.5)通過化學(xué)鍍銀埋柵，反應(yīng)時(shí)間為300秒；
在硅片的背面制作背電極；
在硅片的正面通過離子束沉積法在200°C溫度條件下蒸鍍雙層減反射層，雙層減反射層包括厚度為10nm的MgF2層和厚度為30nm的ZnS層；
對硅片進(jìn)行酸刻蝕去邊；
將硅片高溫?zé)Y(jié)，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0068]實(shí)施例3
將 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 組成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1: 2:
2)在86°C下進(jìn)行制絨；
對硅片使用三氯氧磷進(jìn)行淡磷擴(kuò)散，形成N+層；
使用純度99.992%的氧氣，在反應(yīng)溫度900°C的條件下生成厚度為25nm的熱氧化鈍化薄膜；
使用Nd = YAG激光進(jìn)行開槽，激光的波長為532nm，得到寬度為35nm，深度為45um，間距為1.5mm的矩形槽孔；
對槽孔使用氫氟酸和硝酸的混合溶液(氫氟酸:硝酸=1:3)在35°C下進(jìn)行刻蝕處理； 對槽孔進(jìn)行清洗，包括用SPM溶液(H2S14: H202=5:1)在125°C溫度條件下進(jìn)行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H2O= 1:105)在室溫下進(jìn)行第二次清洗，用APM溶液(NH4OH:H2O2 = H2O=1:1:5 )在80 °C溫度條件下進(jìn)行第三次清洗，用HPM溶液(HCl: H2O2: H2O=1: 1:6 )在80 °C溫度條件下進(jìn)行第四次清洗，用DHF溶液(HF =H2O=1: 105)在室溫下進(jìn)行第五次清洗；
對槽孔使用三氯氧磷進(jìn)行濃磷擴(kuò)散，形成N++層；
在硅片的背面蒸鍍鋁膜；
在硅片的背面進(jìn)行燒結(jié)，形成背電場；
在槽孔內(nèi)使用AgN03、CS (NH2) 2組成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1: 1.8)通過化學(xué)鍍銀埋柵，反應(yīng)時(shí)間為350秒；
在硅片的背面制作背電極；
在硅片的正面通過離子束沉積法在200°C溫度條件下蒸鍍雙層減反射層，雙層減反射層包括厚度為IlOnm的MgF2層和厚度為40nm的ZnS層；
對硅片進(jìn)行酸刻蝕去邊；
將硅片高溫?zé)Y(jié)，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0069]實(shí)施例4
將 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 組成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1: 2:1)在88°C下進(jìn)行制絨；
對硅片使用三氯氧磷進(jìn)行淡磷擴(kuò)散，形成N+層；
使用純度99.9995%的氧氣，在反應(yīng)溫度900°C的條件下生成厚度為30nm的熱氧化鈍化薄膜；
使用Nd: YAG激光進(jìn)行開槽，激光的波長為532nm，得到寬度為40nm，深度為50um，間距為2mm的矩形槽孔；
對槽孔使用氫氟酸和硝酸的混合溶液(氫氟酸:硝酸=1:2)在40°C下進(jìn)行刻蝕處理；對槽孔進(jìn)行清洗，包括用SPM溶液(H2S14:H202=4.5:1)在130 °C溫度條件下進(jìn)行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H2O= 1:105)在室溫下進(jìn)行第二次清洗，用APM溶液(NH4OH:H2O2 = H2O=1: 1:5.5)在90 °C溫度條件下進(jìn)行第三次清洗，用HPM溶液(HCl:H202:H2O=1: 1:6.5)在90°C溫度條件下進(jìn)行第四次清洗，用DHF溶液(HF:H20=1:105)在室溫下進(jìn)行第五次清洗；
對槽孔使用三氯氧磷進(jìn)行濃磷擴(kuò)散，形成N++層；
在硅片的背面蒸鍍鋁膜；
在硅片的背面進(jìn)行燒結(jié)，形成背電場；
在槽孔內(nèi)使用AgN03、CS (NH2) 2組成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1: 2)通過化學(xué)鍍銀埋柵，反應(yīng)時(shí)間為400秒；
在硅片的背面制作背電極；
在硅片的正面通過離子束沉積法在210°C溫度條件下蒸鍍雙層減反射層，雙層減反射層包括厚度為120nm的MgF2層和厚度為50nm的ZnS層；
對硅片進(jìn)行酸刻蝕去邊；
將硅片高溫?zé)Y(jié)，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0070]實(shí)施例5
將 P 型硅用 NaOH、Na2S14 和 IPA 組成的混合溶液(NaOH: Na2S14:1PA = 1:1:2)在90°C下進(jìn)行制絨；
對硅片使用三氯氧磷進(jìn)行淡磷擴(kuò)散，形成N+層；
使用純度99.9995%的氧氣，在反應(yīng)溫度1000°C的條件下生成厚度為35nm的熱氧化鈍化薄膜；
使用Nd = YAG激光進(jìn)行開槽，激光的波長為532nm，得到寬度為45nm，深度為55um，間距為2mm的矩形槽孔；
對槽孔使用氫氟酸和硝酸的混合溶液(氫氟酸:硝酸=1:2)在45°C下進(jìn)行刻蝕處理；對槽孔進(jìn)行清洗，包括用SPM溶液(H2Si04:H202=5:l)在140 °C溫度條件下進(jìn)行第一次清洗，用DHF溶液(HF:H2O= 1: 110)在室溫下進(jìn)行第二次清洗，用APM溶液(NH4OH:H202:H2O= 1.5: 1.5: 5.5)在100 °C溫度條件下進(jìn)行第三次清洗，用HPM溶液(HCl:H202:H2O=L 5: 1.5: 6.5)在100 °C溫度條件下進(jìn)行第四次清洗，用DHF溶液(HF:H2O=1: 110)在室溫下進(jìn)行第五次清洗；
對槽孔使用三氯氧磷進(jìn)行濃磷擴(kuò)散，形成N++層；
在硅片的背面蒸鍍鋁膜；
在硅片的背面進(jìn)行燒結(jié)，形成背電場；
在槽孔內(nèi)使用AgN03、CS (NH2) 2組成的混合溶液(AgNO 3:CS (NH 2)2= 1: 2)通過化學(xué)鍍銀埋柵，反應(yīng)時(shí)間為500秒；
在硅片的背面制作背電極；
在硅片的正面通過離子束沉積法在220°C溫度條件下蒸鍍雙層減反射層，雙層減反射層包括厚度為130nm的MgF2層和厚度為60nm的ZnS層；
對硅片進(jìn)行酸刻蝕去邊；
將硅片高溫?zé)Y(jié)，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
[0071]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，包括: a)將硅片用堿性溶液制絨； b)對硅片使用三氯氧磷進(jìn)行淡磷擴(kuò)散，形成N+層； c)使用氧氣，在反應(yīng)溫度750-1000°C的條件下生成熱氧化鈍化薄膜； d)在硅片上使用激光開槽，得到槽孔； e)對槽孔進(jìn)行刻蝕處理； f)對槽孔進(jìn)行清洗，包括用SPM溶液在100-140°C溫度條件下進(jìn)行第一次清洗，用DHF溶液在室溫下進(jìn)行第二次清洗，用APM溶液在60-100°C溫度條件下進(jìn)行第三次清洗，用HPM溶液在60-100°C溫度條件下進(jìn)行第四次清洗，用DHF溶液在室溫下進(jìn)行第五次清洗； g)對槽孔使用三氯氧磷進(jìn)行濃磷擴(kuò)散，形成N++層； h)在硅片的背面蒸鍍鋁膜； i)在硅片的背面進(jìn)行燒結(jié)，形成背電場； j)在槽孔內(nèi)通過化學(xué)鍍銀埋柵； k)在硅片的背面制作背電極； I)在娃片的正面蒸鍍雙層減反射層，所述雙層減反射層包括MgF2層和ZnS層； m)對硅片進(jìn)行酸刻蝕去邊； η)將硅片高溫?zé)Y(jié)，形成激光刻槽埋柵電極太陽能電池。
2.如權(quán)利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟a)中，所述堿性溶液為NaOH 'Na2S14和IPA組成的混合溶液，NaOH: Na2S14:1PA = 1:1-2: 1-2，制絨溫度為 80-90°C。
3.如權(quán)利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟c)中，所述氧氣的純度399%，反應(yīng)溫度為850-900°C，熱氧化鈍化薄膜為二氧化硅層，其厚度為 15_35nm。
4.如權(quán)利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟d)中，所述激光開槽是使用Nd:YAG激光進(jìn)行開槽，激光的波長為500-600nm，所述槽孔為矩形，寬度為25-45nm，深度為35_55um，間距為0.5_3mm。
5.如權(quán)利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟e)中，所述刻蝕處理使用的刻蝕液為氫氟酸和硝酸的混合溶液，氫氟酸:硝酸=1:2-3，反應(yīng)溫度為25-45 °C。
6.如權(quán)利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟f)中，所述SPM溶液為H2Si04、H2O2組成的混合溶液，其中，H 2Si04: H202=3_5:1，第一次清洗的溫度為120-130°C ； 所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第二次清洗的溫度為 20-35 0C ； 所述APM溶液為NH4OH' H2O2' H2O組成的混合溶液，其中，NH4OH:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:4.5-5.5，第三次清洗的溫度為70_90°C ； 所述HPM溶液為HCl、H2O2, H2O組成的混合溶液，其中，HCl:H2O2:H2O=0.5-1.5:0.5-1.5:5.5-6.5，第四次清洗的溫度為70-90°C ； 所述DHF溶液為HF、H2O組成的混合溶液，其中，HF:H20=1:90-110，第五次清洗的溫度為 20-35 °C。
7.如權(quán)利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟j)中，所述化學(xué)鍍銀埋柵使用的溶液為AgN03、CS (NH2) 2組成的混合溶液，AgNO 3、CS (NH2) 2=1: 1-2，反應(yīng)時(shí)間為200-500秒。
8.如權(quán)利要求1所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述18&層的厚度為90-130nm，所述ZnS層的厚度為20_60nm，所述MgF 2層和ZnS層通過離子束沉積法在180-220°C溫度條件下制得。
9.如權(quán)利要求8所述的激光刻槽埋柵電極太陽能電池的制備方法，其特征在于，所述MgF2層的一面與熱氧化鈍化薄膜相連接，所述MgF 2層的另一面與ZnS層相連接。
10.一種激光刻槽埋柵電極太陽能電池，包括背電極、背電場、P型硅、N++層、埋槽Ag電極、N+層、熱氧化鈍化薄膜、雙層減反射層，其特征在于，所述激光刻槽埋柵電極太陽能電池由權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法制得，所述雙層減反射層包括MgF2層和ZnS層，所述MgF2層的一面與熱氧化鈍化薄膜相連接，所述MgF 2層的另一面與ZnS層相連接。
【文檔編號】H01L31/18GK104505407SQ201410671495
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】秦崇德, 方結(jié)彬, 石強(qiáng), 黃玉平, 何達(dá)能 申請人:廣東愛康太陽能科技有限公司