一步完成擴(kuò)散、表面鈍化和減反射的太陽電池制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于太陽能光伏電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種一步完成擴(kuò)散、表面鈍化和減反射的太陽電池制備方法。具體步驟包括：半導(dǎo)體片表面旋涂或噴涂擴(kuò)散源，或者采用氣態(tài)源；半導(dǎo)體片在空氣中加熱，同時(shí)形成p-n結(jié)、上下表面鈍化層和減反射膜；制備上下電極。本發(fā)明在保證電池較高轉(zhuǎn)化效率的同時(shí)，極大地簡化了太陽電池的制備工藝，并且對(duì)設(shè)備要求低、制備過程安全無毒，是一種過程簡單、成本低廉的太陽電池制備方法。
【專利說明】一步完成擴(kuò)散、表面鈍化和減反射的太陽電池制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于太陽能光伏電池【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種太陽電池制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前光伏行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)是成本，尤其對(duì)于技術(shù)成熟的硅太陽電池，必須在保證效率的前提下降低成本。常規(guī)硅太陽電池一般需要清洗、制絨設(shè)備制造絨面，擴(kuò)散設(shè)備形成Pn結(jié)，鈍化材料設(shè)備制備上下表面鈍化層，減反射膜設(shè)備制備減反射膜，以及金屬電極制造設(shè)備制造正負(fù)電極。設(shè)備昂貴，制造過程復(fù)雜，所以太陽電池成本較高。
[0003]近年來，雖然制造硅太陽電池的新技術(shù)從出不窮，如離子注入技術(shù)、等離子刻蝕制絨技術(shù)、選擇性發(fā)射極技術(shù)、銅柵線技術(shù)、超薄硅片技術(shù)、背結(jié)背接觸技術(shù)、異質(zhì)結(jié)技術(shù)等，但是這些技術(shù)在提高效率的同時(shí)，并沒有顯著降低成本，有的技術(shù)反而增加了昂貴的設(shè)備和復(fù)雜的工藝過程。
[0004]為解決上述存在的問題，需要對(duì)硅太陽電池的制備工藝過程進(jìn)行創(chuàng)新，減少電池制造過程中的關(guān)鍵工藝，從而顯著降低電池制造成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單、成本低廉的太陽電池制備方法。
[0006]本發(fā)明提供的太陽電池制備方法，具體步驟如下:
(1)半導(dǎo)體片表面旋涂或噴涂擴(kuò)散源；
(2)半導(dǎo)體片在空氣或氧氣中加熱，溫度為600°C-1000°C，時(shí)間為5min-120min，同時(shí)形成p-n結(jié)、上下表面鈍化層和減反射膜；
(3)制備上下電極。
[0007]本發(fā)明把目前太陽電池制造的復(fù)雜工藝大大簡化，即將制造太陽電池關(guān)鍵的四個(gè)工藝步驟:pn結(jié)制備、上表面鈍化層制備、下表面鈍化層制備和減反射膜制備，簡化為一個(gè)步驟。
[0008]本發(fā)明中，所述半導(dǎo)體片為P型或η型硅片。
[0009]本發(fā)明中，所述擴(kuò)散源為磷或硼的液態(tài)源。
[0010]本發(fā)明中，所述上電極材料為銀、鋁、銅、鈦銀、鋁銀或透明導(dǎo)電膜等，或者為絲網(wǎng)印刷鋁或銀漿料；所述下電極材料為銀、鋁、銅、鈦銀、鋁銀或透明導(dǎo)電膜等，或者為絲網(wǎng)印刷鋁或銀漿料。
[0011]本發(fā)明中，制備過程可以沒有絨面工藝，不需要預(yù)加熱過程，不需要較貴的設(shè)備和高純氣體，直接在空氣或氧氣中加熱就可以形成ρη、上下表面鈍化層和減反射膜。
[0012]本發(fā)明的方法關(guān)鍵在于在空氣中或氧氣中加熱，此時(shí)磷膠(或硼膠)擴(kuò)散形成ρη結(jié)、上下表面的氧化層形成鈍化層、上表面較厚的氧化層作為減反射膜，得到的這種Si太陽電池電性能良好。
[0013]本發(fā)明提出的一步完成擴(kuò)散、上下表面鈍化和減反射膜的太陽電池制備方法，其優(yōu)點(diǎn)在于:在保證電池較高轉(zhuǎn)化效率的同時(shí)，極大地簡化了目前太陽電池復(fù)雜的制備工藝，并且對(duì)設(shè)備要求低，避免了目前行業(yè)中普遍采用的昂貴ρη結(jié)擴(kuò)散設(shè)備、上下表面鈍化層設(shè)備和減反射膜制備設(shè)備，制備過程安全無毒、易于工業(yè)化，是一種過程簡單、成本低廉的太陽電池制備方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為實(shí)施例的電池電性能。
[0015]圖2為實(shí)施例的電池反射光譜和拋光硅片的反射光譜。

【具體實(shí)施方式】
[0016]以下實(shí)施例用以說明本發(fā)明，但不用于限制本發(fā)明。
[0017]太陽電池的制備過程:
I)硅片為150微米厚P型單晶硅硅片(100)，電阻率為1-10歐姆厘米。
[0018]2 )采用旋涂法將磷漿旋涂在硅片表面，旋涂轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間30秒。
[0019]3)硅片在空氣氣氛中加熱5min到2小時(shí)，加熱溫度為800°C — 900°C，此時(shí)同時(shí)完成擴(kuò)散Pn結(jié)、上下電極鈍化和減反射膜的制備。
[0020]4)上電極為蒸鍍或絲網(wǎng)印刷的銀電極，下電極為蒸鍍絲網(wǎng)印刷的Al電極。
[0021]5)退火 300°C _550°C，時(shí)間為 2min—15min。
[0022]結(jié)果和分析
本發(fā)明關(guān)鍵在于在空氣中加熱，此時(shí)磷膠擴(kuò)散形成ρη結(jié)、上下表面的氧化層形成鈍化層、上表面較厚的氧化層作為減反射膜，得到的這種簡單過程的Si太陽電池電性能較好。如圖1所示，電池的電壓-電流測試結(jié)果，開路電壓Voc為0.561V，短路電流Jsc由達(dá)到33.45 mA/cm2，填充因子FF為0.841，轉(zhuǎn)換效率Eff為15.77%。
[0023]如圖2所示電池反射光譜和拋光硅片的反射光譜，可見電池表面的反射遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于拋光硅片表面的反射，氧化層厚度約為llOnm，起到了良好減反射作用。
[0024]經(jīng)過初步試驗(yàn)，電池效率達(dá)到了 15.77%，填充因子FF達(dá)到了 0.841，比效率最高的硅電池的FF(為0.828)高出0.013。而開路電壓Voc只有0.561V，經(jīng)過材料和工藝的進(jìn)一步改進(jìn)可以顯著提高。
【權(quán)利要求】
1.一步完成擴(kuò)散、表面鈍化和減反射的太陽電池制備方法，其特征在于具體步驟為: (1)半導(dǎo)體片表面旋涂或噴涂擴(kuò)散源；所述擴(kuò)散源為磷或硼的液態(tài)源； (2)半導(dǎo)體片在空氣或氧氣中加熱，溫度為600°C-1000°C，時(shí)間為5min-120min，同時(shí)形成p-n結(jié)、上下表面鈍化層和減反射膜； (3)制備上下電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述半導(dǎo)體片為P型或η型硅片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述上、下電極材料為銀、鋁、銅、鈦銀、鋁銀或透明導(dǎo)電膜，或者為絲網(wǎng)印刷鋁或銀漿料。
【文檔編號(hào)】H01L31/18GK104505439SQ201510011057
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2015年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月10日
【發(fā)明者】王亮興, 陸明 申請(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)