CN102254990A - 一种太阳电池p型表面的钝化层的制备方法 - Google Patents

一种太阳电池p型表面的钝化层的制备方法 Download PDF

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王登志
王栩生
章灵军
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CSI Solar Technologies Inc
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Canadian Solar China Investment Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种太阳电池P型表面的钝化层的制备方法，包括如下步骤：(1)采用真空蒸镀的方法在太阳电池P型表面上制备铝膜；(2)利用阳极氧化法对上述铝膜进行氧化，形成氧化铝；(3)高温退火，即可得到氧化铝钝化层。本发明采用工业上比较成熟的真空蒸铝和阳极氧化法制备得到了P型表面的氧化铝钝化层，操作简单，易于实现，且设备投资少，成本较低，适用于工业化生产。

Description

一种太阳电池P型表面的钝化层的制备方法
技术领域
本发明涉及一种太阳电池的钝化层的制备方法，具体涉及一种太阳电池P型表面的钝化层的制备方法，属于太阳电池领域。
背景技术
常规的化石燃料日益消耗殆尽，在现有的可持续能源中，太阳能无疑是一种最清洁、最普遍和最有潜力的替代能源。太阳电池已经成为世界各国争相研发的对象，也得到了大范围的商业推广。
钝化层是太阳电池中必不可少的一部分。但是，研究发现，商业生产上用作太阳电池N型表面钝化和减反射膜的氮化硅膜在电池P型表面被证明效果并不明显，电压低，效率不高。
因此，针对P型的表面钝化目前主要采用如下2种方法：一是采用热氧化或酸氧化的方法在硅片表面制备一层或多层二氧化硅膜；二是采用原子层沉积的方法在硅片表面制备一层氧化铝膜作为钝化层。
然而，上述制备方法中，酸氧化的方法需要在高浓度的热硝酸中长时间浸泡，操作风险大，成本高；而原子层沉积方法需要专业的进口设备，价格高昂，且工艺并不成熟，难以实现工业化。因此，开发一种适用于工业化批量生产的制备太阳电池P型表面钝化层的方法，具有积极的现实意义。
发明内容
本发明目的是提供一种太阳电池P型表面的钝化层的制备方法，以提高电池片的效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种太阳电池P型表面的钝化层的制备方法，包括如下步骤：
(1) 采用真空蒸镀的方法在太阳电池P型表面上制备铝膜；
(2) 利用阳极氧化法对上述铝膜进行氧化，形成氧化铝；
(3) 高温退火，即可得到氧化铝钝化层。
上文中，所述步骤(3)中的高温退火可以在惰性气体气氛中进行，所述惰性气体可以采用氮气或氩气。
上述技术方案中，所述步骤(1)中铝膜的厚度为10~30 nm。
上述技术方案中，所述步骤(1)中的真空蒸镀是在真空室中进行，其真空度为10-4~10-5 mbar。
上述技术方案中，所述步骤(2)中，以表面镀有铝膜的硅片为阳极，以石墨、铂或钌为阴极，在电解液中加电压进行阳极氧化，形成氧化铝。例如，以石墨为阴极，将两电极浸入电解液中，加电压进行阳极氧化。所述阴极也可以采用其他现有的电极。
上述技术方案中，所述电解液选自草酸、硝酸和硫酸中的一种或几种，其浓度为0.2~1 mol/L。
上述技术方案中，所述步骤(3)中的退火温度为200~500℃。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1．本发明采用工业上比较成熟的真空蒸铝和阳极氧化法制备得到了P型表面的氧化铝钝化层，操作简单，易于实现，且设备投资少，成本较低，适用于工业化生产。
2．本发明得到了氧化铝钝化层的钝化效果较好，可以提高太阳电池的开路电压，取得了较好的效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一
以制备现有的双面电池为例，步骤如下：
(1) P型硅片去损伤层、制绒，
(2) 背靠背正面扩硼；
(3) 背靠背背面扩磷；
(4) 扩散后的硅片P型表面向上，在真空镀膜室中，抽真空10-4 mbar，加热熔化高纯铝丝，使铝蒸镀到硅片上，通过控制铝熔化量来控制硅片上铝膜厚度为10~30 nm；
(5) 把表面蒸铝的硅片作为阳极，同样大小的石墨作为阴极，室温下放入草酸溶液中，两电极间加30~60V电压，通过控制温度和时间控制氧化速度形成纳米氧化铝膜；
(6) 高温退火，即可得到氧化铝钝化层；所述退火温度为200~500℃；
(7) 去除周边结；
(8) 减反射膜沉积；
(9) 正背面电极印刷；
(10) 烧结形成接触；即可得到双面电池。
上文中，所述步骤(7)~(10) 均为晶硅电池的常规制造方法。
双面电池是现有技术，其基本结构为两面分别通过扩磷和扩硼制备结，可以两面受光，目前已经获得较高效率或量产的有Hitachi的P型硅基体双面电池和以ECN为代表的N型硅基体双面电池。
对比例一
以制备现有的双面电池为例，步骤如下：
(1) P型硅片去损伤层、制绒，
(2) 背靠背正面扩硼；
(3) 背靠背背面扩磷；
(4) 去除周边结；
(5) 减反射膜沉积；
(6) 正背面电极印刷；
(7) 烧结形成接触；即可得到双面电池。
测定上述两个电池的电性能，实施例一的电池的开路电压为605 mV，而对比例一的电池的开路电压为597 mV；说明采用本发明的方法制备的钝化层具有较好的钝化效果，复合减少，取得了较好的效果。

Claims (6)

1.一种太阳电池P型表面的钝化层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 采用真空蒸镀的方法在太阳电池P型表面上制备铝膜；
(2) 利用阳极氧化法对上述铝膜进行氧化，形成氧化铝；
(3) 高温退火，即可得到氧化铝钝化层。
2.根据权利要求1所述的太阳电池P型表面的钝化层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中铝膜的厚度为10~30 nm。
3.根据权利要求1所述的太阳电池P型表面的钝化层的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的真空蒸镀是在真空室中进行，其真空度为10-4~10-5 mbar。
4.根据权利要求1所述的太阳电池P型表面的钝化层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，以表面镀有铝膜的硅片为阳极，以石墨、铂或钌为阴极，在电解液中加电压进行阳极氧化，形成氧化铝。
5.根据权利要求4所述的太阳电池P型表面的钝化层的制备方法，其特征在于：所述电解液选自草酸、硝酸和硫酸中的一种或几种，其浓度为0.2~1 mol/L。
6.根据权利要求1所述的太阳电池P型表面的钝化层的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的退火温度为200~500 ℃。
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