一種晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法，該制備方法包括如下步驟：在P型或N型硅片正面形成絨面；在所述P型或N型硅片正面形成N型或P型擴(kuò)散層，然后去除所述P型或N型硅片正面的PSG或BSG和周邊擴(kuò)散層；在所述N型或P型擴(kuò)散層上形成鈍化層；在所述鈍化層上形成BZO層；在所述P型或N型硅片背面形成背電極和鋁背場(chǎng)；在所述P型或N型硅片正面形成正電極；對(duì)所述P型或N型硅片進(jìn)行燒結(jié)。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種采用本發(fā)明的制備方法制備而成的晶硅太陽(yáng)能電池。本發(fā)明提供的制備方法成本低、工藝簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模生產(chǎn)；且得到的晶硅太陽(yáng)能電池質(zhì)量好，光電轉(zhuǎn)換效率高。
【專利說(shuō)明】一種晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽(yáng)能電池制備領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及一種晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]為了能讓晶硅太陽(yáng)能電池更充分地吸收太陽(yáng)光的能量，產(chǎn)業(yè)中普遍使用“表面織構(gòu)”技術(shù)，即將硅片表面用機(jī)械切削或化學(xué)腐蝕等方法，制備出粗糙的絨面，以減少照射到電池片表面的入射光線反射回空氣中的幾率，進(jìn)而增加太陽(yáng)能電池對(duì)入射光的吸收，提高光電轉(zhuǎn)化效率。
[0003]目前晶硅太陽(yáng)能行業(yè)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化的表面織構(gòu)技術(shù)大多采用濕化學(xué)方法，即濕法制絨。該方法工藝門檻低、產(chǎn)量大；但是制絨所使用的酸性或堿性溶液均易造成環(huán)境污染，且該方法形成的絨面減反射效果有限。尤其是對(duì)于多晶硅電池而言，經(jīng)過(guò)酸制絨后的多晶硅片在30011111?110011111之間的平均反射率仍然有27%左右。
[0004]相關(guān)研宄表明，納米級(jí)的絨面結(jié)構(gòu)可以大大增加電池表面的陷光效應(yīng)，有效降低反射率。研宄人員采用光刻技術(shù)或離子制絨技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)納米級(jí)絨面結(jié)構(gòu)的制備。但是光刻技術(shù)工序繁瑣，不適合太陽(yáng)能電池生產(chǎn)；離子制絨技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化，但生長(zhǎng)成本較高，未能大規(guī)模推廣。
[0005]因此，目前需要找到一種工藝簡(jiǎn)單、成本較低的晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法，以獲得較好的絨面結(jié)構(gòu)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)較高的光電轉(zhuǎn)換效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)制絨工藝中存在的問(wèn)題，獲得表面減反射效果好的晶硅太陽(yáng)能電池，本發(fā)明提出了一種晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法，所述制備方法包括步驟:
[0008]幻在？型或~型硅片正面形成微米級(jí)尺寸的絨面；
[0009]幻在所述？型或~型硅片正面形成~型或？型擴(kuò)散層，然后去除所述硅片正面的或8%和周邊擴(kuò)散層；
[0010]0)在所述~型或？型擴(kuò)散層上形成鈍化層；
[0011〕 (1)在所述鈍化層上形成820層；
[0012]6)在所述？型或~型硅片背面形成背電極和鋁背場(chǎng)；
[0013]在所述？型或~型硅片正面形成正電極；
[0014]邑)對(duì)所述？型或~型硅片進(jìn)行燒結(jié)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述鈍化層包括:31版和/或3101材料。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述鈍化層的厚度為211111?10111110
[0017]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述鈍化層采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積形成。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述BZO層的厚度為50nm?200nm。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述BZO層采用低壓化學(xué)氣相沉積形成。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)【具體實(shí)施方式】，所述P型或N型硅片為單晶硅、多晶硅和/或準(zhǔn)單晶硅。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種晶硅太陽(yáng)能電池，所述晶硅太陽(yáng)能電池采用本發(fā)明提供的制備方法制備而成。
[0022]本發(fā)明提供的晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法在完成擴(kuò)散并除去PSG或BSG后，先沉積一層厚度很薄的鈍化層，再沉積一 BZ0 (摻硼氧化鋅)層作為減反層，最后再對(duì)電極進(jìn)行印刷燒結(jié)。晶硅在制絨后微結(jié)構(gòu)尺寸為微米級(jí)，BZ0層的尺寸為納米級(jí)，即在大絨面上形成了小絨面。這種結(jié)構(gòu)可以更有效地減少晶硅太陽(yáng)能電池表面對(duì)太陽(yáng)光的反射，讓更多的太陽(yáng)光進(jìn)入電池而被吸收利用。此外，由于BZ0層為透明導(dǎo)電層，其既可以降低該層本身的光吸收，還可以降低電池的串聯(lián)電阻，進(jìn)一步提高晶硅太陽(yáng)能電池的性能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]通過(guò)閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0024]圖1所示為根據(jù)本發(fā)明提供的一種晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法的一個(gè)【具體實(shí)施方式】的流程示意圖；
[0025]圖2所示為常規(guī)晶硅太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為采用本發(fā)明提供的晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法制備的晶硅太陽(yáng)能電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4 (a)為制絨后未生長(zhǎng)BZ0的多晶硅片放大2000倍的SEM圖像；
[0028]圖4 (b)為制絨后生長(zhǎng)lOOnm的BZ0的多晶硅片放大2000倍的SEM圖像；
[0029]圖5 (a)為制絨后未生長(zhǎng)BZ0的多晶硅片放大5000倍的SEM圖像；
[0030]圖5 (b)為制絨后生長(zhǎng)lOOnm的BZ0的多晶硅片放大5000倍的SEM圖像；
[0031]圖6所示為制絨后硅片分別生長(zhǎng)SiNx和BZ0的反射率對(duì)比曲線圖。
[0032]附圖中相同或相似的附圖標(biāo)記代表相同或相似的部件。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下文的公開(kāi)提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開(kāi)，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發(fā)明省略了對(duì)公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本發(fā)明。
[0034]參考圖1，圖1所示為根據(jù)本發(fā)明提供的一種晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法的一個(gè)【具體實(shí)施方式】的流程示意圖。
[0035]步驟S101，在硅片100正面形成絨面。硅片100可以為P型硅片或N型硅片。所述娃片100為單晶娃、多晶娃或者準(zhǔn)單晶娃。在娃片100的表面形成域面，可以有效提尚娃片100的陷光作用。通常可以采用腐蝕性溶液對(duì)硅片100的表面進(jìn)行腐蝕，以形成絨面。一般情況下，用堿性溶液處理后，可在硅片100的表面得到金字塔狀絨面；用酸性溶液處理后，可在硅片100的表面得到蟲(chóng)孔狀絨面。該絨面尺寸為微米量級(jí)。
[0036]制絨后繼續(xù)執(zhí)行步驟3102，在所述？型或~型硅片100正面形成~型或？型擴(kuò)散層200，然后去除所述？型或~型硅片正面的或8%和周邊擴(kuò)散層。
[0037]以？型硅片100為例，在所述？型硅片100正面形成?型擴(kuò)散層200，然后去除所述？型硅片100正面的和周邊擴(kuò)散層。?型擴(kuò)散可采用以？0013為磷源在？型硅片100正面進(jìn)行磷(巧的熱擴(kuò)散，形成~型擴(kuò)散層200。還可以先在？型硅片100的正面噴涂磷酸或其他含磷的摻雜源，然后通過(guò)快速熱退火(此?:^ 11161-11181八116211丨叩)處理，完成娃片的正面？擴(kuò)散。
[0038]之后去除所述？型娃片100正面的？36 (911081)110 8111081:6 61^188，磷娃玻璃)和周邊？擴(kuò)散層。在太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)制造過(guò)程中，可以通過(guò)化學(xué)腐蝕法也即把硅片放在腐蝕性溶液(如氫氟酸、氫氧化鈉等各類酸/堿或有機(jī)溶液)中浸泡，去除擴(kuò)散制結(jié)后在？型娃片100表面形成的一層
[0039]以?型硅片100為例，在?型硅片100的正面形成？型擴(kuò)散層200，然后去除所述?型硅片100正面的8%和周邊擴(kuò)散層。？型擴(kuò)散可采用以硼源在?型硅片100正面進(jìn)行硼(8)的熱擴(kuò)散，形成？型擴(kuò)散層200。還可以先在~型硅片100的正面噴涂含硼的摻雜源，然后通過(guò)快速熱退火￠￡￠1(1 11161-11181處理，完成娃片的正面8擴(kuò)散。
[0040]之后去除所述X型娃片100正面的836(801*011 8111081:6 618188，硼娃玻璃)和周邊8擴(kuò)散層。在太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)制造過(guò)程中，可以通過(guò)化學(xué)腐蝕法也即把硅片放在腐蝕性溶液中浸泡，去除擴(kuò)散制結(jié)后在~型硅片100表面形成的一層8%。
[0041]步驟3103，在所述X型或？型擴(kuò)散層上200形成鈍化層310。在所述X型或？型擴(kuò)散層上200上形成鈍化層310。鈍化層310可以減少載流子的復(fù)合。所述鈍化層310可以采用31版或3101等具有鈍化效果的材料進(jìn)行制備；優(yōu)選的，所述鈍化層310為31版材料。可選的，所述鈍化層300的厚度為211111?1011111，例如，或1011111。優(yōu)選的，所述鈍化層310采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積形成。
[0042]步驟3104，在所述鈍化層上形成820層320?？蛇x的，利用061~1讓011 “匕!'的?、?12001^(^0(低壓化學(xué)氣相沉積)設(shè)備，由水($0), 二乙基鋅(022)和硼烷(--)反應(yīng)沉積820層320。820層320需要高透過(guò)率和光陷作用，因此需要低參雜和必要的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)需要的絨面結(jié)構(gòu)，具體的厚度還要根據(jù)減反射的需要來(lái)確定。優(yōu)選的，所述820層320的厚度為 5011111 ?20011111，例如:5011111、12511111 或 200111110
[0043]圖2所示為傳統(tǒng)的晶硅太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其中，起到減反射作用的只有減反層300；而圖3所示為本發(fā)明提供的制備方法所制備的晶硅太陽(yáng)能電池結(jié)構(gòu)，其中，鈍化層310和820層320結(jié)合作為減反射材料起到了減反射作用。由于晶硅制絨后微結(jié)構(gòu)尺寸為微米級(jí)，而820層320材料均為納米級(jí)材料，因此在大絨面上形成小絨面，這樣可以更好的減少電池表面對(duì)太陽(yáng)光的反射，讓更多的太陽(yáng)光進(jìn)入電池而被吸收利用。
[0044]以多晶硅電池為例，對(duì)多晶硅片制絨并生長(zhǎng)10011111左右的820材料，之后進(jìn)行掃描電鏡(321)對(duì)比分析。多晶硅片制絨后的微結(jié)構(gòu)尺寸為微米級(jí)(2 VIII?6 ^111)，如圖4(4和圖5(幻所示；多晶硅片上沉積減反射材料的微結(jié)構(gòu)為納米級(jí)(約100=0)的類金字塔型，如圖4(b)和圖5(b)所不。從圖中可以看出，在晶娃表面先制絨，然后再形成純化層310和BZO層320，可以顯著增加硅片表面的粗糙度，增強(qiáng)減反射效果。
[0045]依舊以制域后的多晶娃為例，從圖6中可以看出，折射率和厚度適當(dāng)?shù)腂ZO|旲具有比SiNx更好的減反射效果，即本發(fā)明提供的技術(shù)方案與傳統(tǒng)的SiNx減反膜相比減反射效果更好。
[0046]步驟S105，在所述P型或N型硅片背面形成背電極520和鋁背場(chǎng)。鋁背場(chǎng)具有鈍化和反型的功能，可進(jìn)一步降低載流子復(fù)合，提高少子壽命，提高電池效率。通過(guò)絲網(wǎng)印刷的方法在硅片100的背面印刷一層鋁漿，然后燒結(jié)即可形成鋁背場(chǎng)。
[0047]步驟S106，在所述P型或N型硅片正面形成正電極510。可選的，上述背電極520和/或正電極510可采用印刷銀漿或者電鍍銅的方式制備。可選的，上述背電極520和/或正電極510可采用常壓化學(xué)氣相沉積(APCVD)技術(shù)、電鍍技術(shù)(Sputter Deposit1n System)或絲網(wǎng)印刷形成。
[0048]最后，執(zhí)行步驟S107，對(duì)所述P型或N型硅片100進(jìn)行燒結(jié)，以形成可實(shí)際應(yīng)用的晶娃太陽(yáng)能電池。
[0049]本發(fā)明提供的晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法，可有效降低晶硅太陽(yáng)能電池的表面反射率，提高對(duì)太陽(yáng)光的利用率；降低減反層對(duì)光的吸收，降低電池的串聯(lián)電阻，提高電池電性能；工藝簡(jiǎn)單、易于大規(guī)模推廣。
[0050]本發(fā)明提供的晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法可以有效降低晶硅電池的表面反射率，提高太陽(yáng)光的利用率；由于BZ0為透明導(dǎo)電膜，且不但可以降低減反層的光吸收，還可以降低電池的串聯(lián)電阻，進(jìn)一步提高電池性能；該制備方法工藝簡(jiǎn)便，與產(chǎn)線工藝兼容，適合大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)推廣。
[0051]雖然關(guān)于示例實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解在不脫離本發(fā)明的精神和所附權(quán)利要求限定的保護(hù)范圍的情況下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行各種變化、替換和修改。對(duì)于其他例子，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易理解在保持本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)的同時(shí)，工藝步驟的次序可以變化。
[0052]此外，本發(fā)明的應(yīng)用范圍不局限于說(shuō)明書(shū)中描述的特定實(shí)施例的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法及步驟。從本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容，作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將容易地理解，對(duì)于目前已存在或者以后即將開(kāi)發(fā)出的工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟，其中它們執(zhí)行與本發(fā)明描述的對(duì)應(yīng)實(shí)施例大體相同的功能或者獲得大體相同的結(jié)果，依照本發(fā)明可以對(duì)它們進(jìn)行應(yīng)用。因此，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在將這些工藝、機(jī)構(gòu)、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟包含在其保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種晶硅太陽(yáng)能電池的制備方法，其中，所述制備方法包括步驟: a)在P型或N型硅片正面形成微米級(jí)尺寸的絨面； b)在所述P型或N型硅片正面形成N型或P型擴(kuò)散層，然后去除所述硅片正面的PSG或BSG和周邊擴(kuò)散層； c)在所述N型或P型擴(kuò)散層上形成鈍化層； d)在所述鈍化層上形成BZO層； e)在所述P型或N型硅片背面形成背電極和鋁背場(chǎng)； f)在所述P型或N型硅片正面形成正電極； g)對(duì)所述P型或N型硅片進(jìn)行燒結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鈍化層包括=SiNxJP/或S1x材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鈍化層的厚度為2nm?10nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鈍化層采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述BZO層的厚度為50nm?200nm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述BZO層采用低壓化學(xué)氣相沉積形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任意一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述P型或N型硅片為單晶硅、多晶硅和/或準(zhǔn)單晶硅。
8.—種晶硅太陽(yáng)能電池，其中，所述晶硅太陽(yáng)能電池采用如權(quán)利要求1?7中任意一項(xiàng)制備方法制備而成。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK104465889SQ201410829186
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】劉石勇, 牛新偉, 王仕鵬, 黃海燕, 陸川 申請(qǐng)人:浙江正泰太陽(yáng)能科技有限公司