CN102779901A - 一种背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺 - Google Patents

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初仁龙
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Abstract

本发明公开了一种背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺，包括以下步骤：（a）晶体硅片制绒前首先在其背面形成制绒和扩散阻挡层；（b）对硅片进行清洗制绒；（c）对硅片进行扩散，形成P-N结；（d）去除磷硅玻璃和背表面氧化层；（e）正面沉积SiNx薄膜，背面沉积Al2O3和SiNx叠层薄膜；（f）对背表面进行激光或者腐蚀浆料开孔；（g）丝网印刷背电极和正面栅线；（h）烧结；（i）电池制备完毕。这种背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺可以在低温下生长，速度快，成本低，背表面钝化技术可以提高背表面内反射率至90%，且大幅度降低背表面的复合，提高太阳能电池的开路电压和短路电流，从而提高了太阳能电池的效率。

Description

一种背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺
技术领域
本发明涉及一种晶体硅太阳能电池的制备工艺，具体是一种背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺。
背景技术
晶体硅太阳能电池占据着光伏市场90%的市场份额.降低成本和提高效率是国内外晶体硅太阳能电池研究领域的目标。通常的晶体硅太阳能电池采用烧结的Al背场作为背电极。铝背场的缺点是内反射率比较低，约为70%，而且背表面复合比较严重。在太阳能电池制备过程中，制绒使得背表面凹凸不平，这将对后续的背表面钝化产生不利影响。因此通过生长制绒和扩散阻挡层可以消除制绒带来的背表面凹凸不平。然而传统的热生长方法成本比较高，生长缓慢，而且高温过程对硅片本身会造成损伤。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够提高太阳能电池效率的背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺，包括以下步骤：
（a）晶体硅片制绒前首先在其背面形成制绒和扩散阻挡层；
（b）对硅片进行清洗制绒；
（c）对硅片进行扩散，形成P-N结；
（d）去除磷硅玻璃和背表面氧化层；
（e）正面沉积SiNx薄膜，背面沉积Al2O3和SiNx叠层薄膜；
（f）对背表面进行激光或者腐蚀浆料开孔；
（g）丝网印刷背电极和正面栅线；
（h）烧结；
（i）电池制备完毕。
优选的，所述步骤（a）中制绒和扩散阻挡层采用阳极氧化方法、物理气相沉积或者喷涂法形成。
优选的，所述步骤（a）中制绒和扩散阻挡层厚度为10-30nm。
优选的，所述步骤（a）中晶体硅为单晶硅。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：这种背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺可以在低温下生长，速度快，成本低，背表面钝化技术可以提高背表面内反射率至90%，且大幅度降低背表面的复合，提高太阳能电池的开路电压和短路电流，从而提高了太阳能电池的效率。
具体实施方式：
下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述。
实例一 
将P型单晶硅片正极与直流电源相连，负极与石墨电极相连，对硅片进行阳极氧化在背面生长一层氧化物,厚度为10-30nm。对硅片进行常规清洗制绒；对硅片进行扩散,形成P-N结,方块电阻为60Ω/□；去除磷硅玻璃和背表面氧化层；正面沉积SiNx薄膜，背面沉积Al2O3和SiNx叠层薄膜，正面SiNx薄膜厚度为80nm，背面Al2O3薄膜的厚度为15nm，SiNx薄膜厚度为80nm。对背表面进行激光或者腐蚀浆料开孔；丝网印刷背电极和正面栅线，烧结；电池制备完毕。
实例二
在P型单晶硅片背面利用物理气相沉积的方法,在450oC时沉积一层SiO2,厚度为10-30nm。对硅片进行常规清洗制绒；对硅片进行扩散,形成P-N结,方块电阻为70Ω/□；去除磷硅玻璃和背表面氧化层；正面沉积SiNx薄膜，背面沉积Al2O3和SiNx叠层薄膜，正面SiNx薄膜厚度为80nm，背面Al2O3薄膜的厚度为15nm，SiNx薄膜厚度为80nm。对背表面进行激光或者腐蚀浆料开孔；丝网印刷背电极和正面栅线，烧结；电池制备完毕。
实例三
在P型单晶硅片背面利用喷涂的方法,沉积一层纳米SiO2,厚度为10-30nm。对硅片进行常规清洗制绒；对硅片进行扩散,形成P-N结,方块电阻为65Ω/□；去除磷硅玻璃和背表面氧化层；正面沉积SiNx薄膜，背面沉积Al2O3和SiNx叠层薄膜，正面SiNx薄膜厚度为80nm，背面Al2O3薄膜的厚度为15nm，SiNx薄膜厚度为80nm。对背表面进行激光或者腐蚀浆料开孔；丝网印刷背电极和正面栅线，烧结；电池制备完毕。
这种背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺可以在低温下生长，速度快，成本低，背表面钝化技术可以提高背表面内反射率至90%，且大幅度降低背表面的复合，提高太阳能电池的开路电压和短路电流，从而提高了太阳能电池的效率。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺，其特征是，包括以下步骤：
（a）晶体硅片制绒前首先在其背面形成制绒和扩散阻挡层；
（b）对硅片进行清洗制绒；
（c）对硅片进行扩散，形成P-N结；
（d）去除磷硅玻璃和背表面氧化层；
（e）正面沉积SiNx薄膜，背面沉积Al2O3和SiNx叠层薄膜；
（f）对背表面进行激光或者腐蚀浆料开孔；
（g）丝网印刷背电极和正面栅线；
（h）烧结；
（i）电池制备完毕。
2.  根据权利要求1所述的背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺，其特征是，所述步骤（a）中制绒和扩散阻挡层采用阳极氧化方法、物理气相沉积或者喷涂法形成。
3.根据权利要求1所述的背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺，其特征是，所述步骤（a）中制绒和扩散阻挡层厚度为10-30nm。
4.根据权利要求1所述的背表面钝化晶体硅太阳能电池的制备工艺，其特征是，所述步骤（a）中晶体硅为单晶硅。
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