CN102800738A - 一种叉指型背接触式太阳能电池及其制备方法 - Google Patents
一种叉指型背接触式太阳能电池及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102800738A CN102800738A CN201110135224XA CN201110135224A CN102800738A CN 102800738 A CN102800738 A CN 102800738A CN 201110135224X A CN201110135224X A CN 201110135224XA CN 201110135224 A CN201110135224 A CN 201110135224A CN 102800738 A CN102800738 A CN 102800738A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- silicon chip
- preparation
- solar battery
- back contact
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 53
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 53
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 19
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 13
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 12
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 10
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000008216 herbs Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 5
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 5
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 claims description 5
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000003854 Surface Print Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 2
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 abstract description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 22
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 3
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 241000127225 Enceliopsis nudicaulis Species 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XGCTUKUCGUNZDN-UHFFFAOYSA-N [B].O=O Chemical compound [B].O=O XGCTUKUCGUNZDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000002242 deionisation method Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0224—Electrodes
- H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
- H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
- H01L31/022441—Electrode arrangements specially adapted for back-contact solar cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/06—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers
- H01L31/068—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells
- H01L31/0682—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices characterised by potential barriers the potential barriers being only of the PN homojunction type, e.g. bulk silicon PN homojunction solar cells or thin film polycrystalline silicon PN homojunction solar cells back-junction, i.e. rearside emitter, solar cells, e.g. interdigitated base-emitter regions back-junction cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/547—Monocrystalline silicon PV cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种叉指型背接触式太阳能电池及其制备方法。所述制备方法包括：对硅片进行表面处理和清洗；在硅片上进行制绒；对硅片进行氧化处理形成保护层保护；在形成保护层的硅片上表面进行掺杂处理；在形成保护层的硅片下表面通过丝印浆料，离子注入形成叉指状的p、n区域；对硅片进行烧结；去残铝并再次清洗；在硅片上形成钝化层；印刷叉指状金属电极对；对硅片进行再次烧结。本发明基于离子注入掺杂和丝网印刷铝浆技术制备太阳能电池，技术简单，明显减少工艺步骤，而且便于与企业现行的P型硅太阳能电池工艺结合，既能提高光电转换效率，降低电池发电成本，又便于推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池及其制备方法，尤其涉及一种叉指型背接触式太阳能电池及其制备方法。
背景技术
当今使用的能源多数是化石能源。然而这一能源资源是有限的，而且在使用中会释放有害物质。温室气体排放导致的气候变化以及剩余的有限化石能源可能引起军事冲突是当今人类面临的两大问题。因此，由传统的化石能源转变为使用清洁的可再生能源是目前人类面临的最大挑战。光伏太阳能是绿色可再生能源之一，受到世界各国的普遍重视。目前在世界范围内晶硅电池仍占到90%以上的市场份额，而且这一市场份额在近些年还将得以维持。然而，光伏发电的成本依然太高。因此，唯有继续降低光伏系统的批量生产，成本价格才能普及利用光伏发电，据悉太阳能电池的转换效率每提高1%，其发电成本将下降7%。
背接触太阳能电池将电极设计在电池的背面消除了电极线的遮光损失，最大限度地利用太阳能，能够在某种程度上提高太阳能电池的转换效率。在大批量生产中采用背接触太阳能电池结构已经实现超过22%的最高转换效率。然而，这一结构相当复杂，在生产上困难较大。因为它需要多次掩膜，光刻掩膜因其成本较高，只能适用于小面积的聚焦光伏电池。生产大面积的一个太阳用背接触电池需要低成本的生产技术以便有效地降低产品价格。
离子注入技术可将背接触电池的工艺缩减30%～40%，还可以提高电池的光电转换效率1%～1.5%。在目前传统电池工艺已难以提升电池转换效率的情况下，离子注入技术又重新受到重视。美国Varian Semiconductor Equipment Associates公司与德国Fraunhofer国际知名电池企业合作，将传统的离子注入点扫描改为线扫描方式，极大地提高了注入速度，这也将离子注入制备电池的成本与传统的扩散工艺基本持平。Varian公司的客户之一Suniva公司日前宣布其使用离子注入技术生产的传统结构p型电池转换效率达到19%。
铝背场工艺已经是产业界成熟的电池制备技术。在背接触电池中，烧结后的铝浆既能形成p+发射极，又能作为一种很好的连接电极，还能够降低电池因减薄而产生的硅片翘曲现象。如果采用离子注入技术制备背接触太阳能电池，在基区离子注入掺杂过程中铝浆又能充当掩蔽层。
发明内容
本发明的目的是如果采用离子注入技术制备背接触太阳能电池，在基区离子注入掺杂过程中铝浆又能充当掩蔽层，而提供一种叉指型背接触式太阳能电池及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种叉指型背接触式太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
步骤101：对硅片进行表面处理，并将表面处理后的硅片进行清洗；
步骤102：在清洗后的硅片的上表面进行制绒；
步骤103：对制绒后的硅片进行氧化处理，在硅片的上表面和下表面形成保护层；
步骤104：在形成保护层的硅片上表面进行掺杂处理；
步骤105：在形成保护层的硅片下表面丝网印刷浆料；
步骤106：在形成保护层的硅片下表面进行掺杂处理，形成叉指状的p、n区域；
步骤107：对硅片进行烧结从而激活硅片上、下表面的掺杂，同时形成发射极；
步骤108：去残铝并再次清洗；
步骤109：在硅片上表面和下表面形成钝化层；
步骤110：在硅片下表面印刷叉指状金属电极对；
步骤111：对硅片进行烧结从而激活钝化层的钝化作用。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤101中硅片为单晶硅片、多晶硅片或者微晶硅片，也还可以是其它理论上可以使用的衬底。
进一步，所述步骤101中使用的硅片衬底为n型硅片衬底或者p型硅片衬底；如果所述步骤101中为n型衬底，步骤104中的掺杂处理为掺入磷，所述步骤105丝网印刷的浆料为含铝浆料；如果所述步骤101中为p型衬底，所述步骤104中的掺杂处理为掺入硼，所述步骤105丝网印刷的浆料为含磷浆料。
进一步，所述步骤103中所述的保护层为氧化硅薄膜或者通过等离子体化学气相沉积形成的氮化硅层。
进一步，所述步骤104中掺杂为离子注入式掺杂或者扩散式掺杂，注入或扩散的深度为0.005～25微米。
进一步，所述步骤106中掺杂为离子注入式掺杂或者扩散式掺杂，注入或扩散的深度为0.005～25微米。
当采用离子注入或者扩散时，离子注入或扩散的深度为0.005～25微米，离子注入或扩散后经过步骤107后，其中的掺杂会被激活，掺杂浓度为1×1014～8×1021cm-3。
进一步，所述步骤107中烧结的温度为300～1200℃，烧结的时间为1s～60min。
所述烧结激活掺杂过程可在快速热退火炉中进行，也可以在带式烧结炉上进行。
进一步，所述步骤107激活后掺杂的浓度为1×1014～8×1021 cm-3。
进一步，所述步骤109中的钝化层为亚氧化硅、氧化铝、氮化硅、非晶硅和氧化硅中一种或者任意几种的组合物。
所述沉积氮化硅是使用等离子体增强化学气相沉积在电池两面制备薄膜，电池正面沉积富氢的氮化硅（60 nm～100 nm）用以钝化减反；而在电池的背面沉积较厚的氮化硅（80 nm～500 nm）用以钝化背面，同时减少光的透射。沉积氮化硅之前可以将电池表面的氧化硅去除，改用非晶硅钝化；或者不形成保护层直接用非晶硅钝化后再沉积氮化硅。
进一步，所述步骤111中烧结的温度为300～1200℃，烧结的时间为1s～30min。
所述步骤111采用丝网印刷对准技术印刷电极，也可以激光开槽或者腐蚀膏开槽再溅射金属电极。
本发明还提供一种解决上述技术问题的技术方案如下：一种由上述的叉指型背接触式太阳能电池的制备方法制备的叉指型背接触式太阳能电池。
本发明的有益效果是：本发明基于离子注入掺杂技术和丝网印刷铝浆技术制备背接触太阳能电池，技术相对简单，明显减少工艺步骤，而且便于与企业现行的P型硅太阳能电池工艺技术结合，既能提高光电转换效率，降低电池发电成本，又便于推广使用；制备过程中通过在硅片上表面设置绒面、钝化层以及离子注入或者扩散掺杂，可以减少电池的反射和载流子复合以增强电池的光电转换效率；通过开槽再在槽内印刷形成叉指状金属电极对，可以减小电极与太阳能电池表面的接触以降低表面的复合。
附图说明
图1为本发明离子注入制备N型背接触太阳能电池流程图；
图2为N型单晶硅片去除表面损伤，表面标准清洗处理后的剖面示意图；
图3为电池前表面碱性制绒后的剖面示意图；
图4 为电池双面氧化、前表面浅注入淡磷后的剖面示意图；
图5为电池背面丝网印刷铝浆烘干后的剖面示意图；
图6为以铝浆作为掩蔽背表面浅注入浓磷后，一次性退火激活正反两面注入的磷，同时烧结推进形成铝-p+发射极，使用热盐酸去除残铝，使用KOH去除铝硅共晶层，再次清洗后的剖面示意图；
图7为前后表面沉积氮化硅后，丝网印刷银/铝浆电极并经过电极接触欧姆化后的电池剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在本实施例中，以n型衬底为例对本发明叉指型背接触式太阳能电池的制备方法做进一步详细的描述。
步骤:201：选用厚度为100～500 微米的N型硅片，在质量分数为10%～50% 的NaOH/KOH碱性抛光溶液中抛光，去除表面的损伤层；
步骤202：对硅片进行标准清洗，包括：使用1号液：NH4OH:H2O2:DI H2O=1:1:5去除有机质，2号液：HCl:H2O2: DI H2O=1:1:6去除离子杂质，3号液：DI H2O:HF=50:1去除表面氧化物。
步骤301：将晶硅电池片置入按一定比例配制的NaOH、Na2SiO3和无水乙醇混合液中（NaOH:H2O=1.76% wt； C2H5OH:H2O=5.0% vol； Na2SiO3:H2O=1.26% wt），在电池正表面化学腐蚀出各向异性绒面，绒面呈金字塔形状；
步骤302：再次将电池片清洗干净，吹干备用。
步骤401：设置氧气流量2.5L/min、温度1000℃干湿干法氧化30分钟，得到厚度约100 纳米氧化膜。
步骤402：在能量200 keV、剂量1×1012条件下在电池前表面注入磷。
步骤501：在电池背面设计的p区位置丝网印刷铝浆，铝浆厚度10～30 微米，摄氏200 ℃条件下烘干，以便形成叉指状p+区域。
步骤601：以铝浆作为阻挡掩蔽层在电池背面的基区位置，在能量200 keV、剂量2×1015条件下注入浓磷。
步骤602：在1000℃、10min条件下在线实时烧结已激活正反面注入的磷掺杂，实现前表面场掺杂浓度5×1015～5×1018/cm-3，背电极接触的基区掺杂浓度5×1017～5×1020/cm-3，同时推进铝形成几个微米深的铝-p+发射极。
步骤603：在煮沸的热盐酸和双氧水的混合液中去除残铝。
步骤604：使用33%的KOH腐蚀30s去除铝硅共晶层。
步骤605：RCA标准清洗样品。
步骤701：正面等离子体增强化学气相沉积沉积80纳米的氮化硅，背面等离子体增强化学气相沉积沉积150纳米的氮化硅钝化。
步骤702：采用对准技术在电池背面的基区丝网印刷银/铝浆电极。
步骤703：最高温度860℃烧结形成电极的欧姆接触，同时激活氮化硅钝化作用，完成背接触太阳能电池。
N型硅材料相对于P型硅由于对金属杂质和许多非金属缺陷不敏感，或者说具有很好的忍耐性能，载流子具有较长而且稳定的扩散长度；再者，N型硅材料也没有硼-氧对引起的光致衰变现象。因此基于N型硅材料的太阳能电池性能较佳。
本发明叉指型背接触式太阳能电池的制备方法背面丝网印刷铝浆形成铝-p+发射极以及磷注入掺杂实现背面基区的掺杂降低电极接触电阻极大地降低了工艺的复杂性，使得工艺更加简单易行；背接触太阳能电池将电极设计在电池的背面，将电极对太阳光线的遮挡损失降为零，有利于光的吸收进而提高电池转换效率，能够进一步降低太阳能电池的发电成本；在电池正面制备绒面，并且设置了注入淡磷形成的前表面场，有效地减少太阳光的反射损失，最大限度地减小前表面的载流子复合机率，尽可能地使更多的载流子能够到达背面得以吸收利用；在技术上推进形成铝-p+发射极可有效增大PN结的结面积，提高了电池对载流子的收集能力；本发明基于离子注入磷掺杂和丝网印刷铝浆制备背接触太阳能电池，除离子注入外，均可在企业现有的P型衬底工艺线上完成，不对设备进行太大改动，成本低廉，简单可行，有利于实现科研成果的转化。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种叉指型背接触式太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
步骤101：对硅片进行表面处理，并将表面处理后的硅片进行清洗；
步骤102：在清洗后的硅片的上表面进行制绒；
步骤103：对制绒后的硅片进行氧化处理，在硅片的上表面和下表面形成保护层；
步骤104：在形成保护层的硅片上表面进行掺杂处理；
步骤105：在形成保护层的硅片下表面丝网印刷浆料；
步骤106：在形成保护层的硅片下表面进行掺杂处理，形成叉指状的p、n区域；
步骤107：对硅片进行烧结从而激活硅片上、下表面的掺杂，同时形成发射极；
步骤108：去残铝并再次清洗；
步骤109：在硅片上表面和下表面形成钝化层；
步骤110：在硅片下表面印刷叉指状金属电极对；
步骤111：对硅片进行烧结从而激活钝化层的钝化作用。
2.根据权利要求1所述的叉指型背接触式太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤101中硅片为单晶硅片、多晶硅片或者微晶硅片。
3.根据权利要求1所述的叉指型背接触式太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤101中使用的硅片衬底为n型硅片衬底或者p型硅片衬底；如果所述步骤101中为n型衬底，步骤104中的掺杂处理为掺入磷，所述步骤105丝网印刷的浆料为含铝浆料；如果所述步骤101中为p型衬底，所述步骤104中的掺杂处理为掺入硼，所述步骤105丝网印刷的浆料为含磷浆料。
4.根据权利要求1所述的叉指型背接触式太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤103中所述的保护层为氧化硅薄膜或者通过等离子体化学气相沉积形成的氮化硅层。
5.根据权利要求1所述的叉指型背接触式太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤104中掺杂为离子注入式掺杂或者扩散式掺杂，注入或扩散的深度为0.005～25微米。
6.根据权利要求1所述的叉指型背接触式太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤106中掺杂为离子注入式掺杂或者扩散式掺杂，注入或扩散的深度为0.005～25微米。
7.根据权利要求1所述的叉指型背接触式太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤107中烧结的温度为300～1200℃，烧结的时间为1s～60min。
8.根据权利要求1所述的叉指型背接触式太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤107激活后掺杂的浓度为1×1014～8×1021 cm-3。
9.根据权利要求1所述的叉指型背接触式太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤109中的钝化层为亚氧化硅、氧化铝、氮化硅、非晶硅和氧化硅中一种或者任意几种的组合物。
10.根据权利要求1所述的叉指型背接触式太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述步骤111中烧结的温度为300～1200℃，烧结的时间为1s～30min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110135224XA CN102800738A (zh) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | 一种叉指型背接触式太阳能电池及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110135224XA CN102800738A (zh) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | 一种叉指型背接触式太阳能电池及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102800738A true CN102800738A (zh) | 2012-11-28 |
Family
ID=47199792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110135224XA Pending CN102800738A (zh) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | 一种叉指型背接触式太阳能电池及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102800738A (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103117331A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-22 | 英利集团有限公司 | 一种n型异质结太阳电池及其制作方法 |
| CN103606597A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-02-26 | 英利集团有限公司 | 局部掺杂背纯化晶体硅太阳能电池及其制作方法 |
| CN103855230A (zh) * | 2014-03-19 | 2014-06-11 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种n型背发射极太阳电池的制备方法 |
| CN104064630A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-09-24 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种n型ibc太阳能电池片的制备方法 |
| CN104241402A (zh) * | 2013-06-20 | 2014-12-24 | 晶科能源有限公司 | 太阳能电池减反射膜及其制备方法 |
| CN104425651A (zh) * | 2013-09-09 | 2015-03-18 | 上海理想万里晖薄膜设备有限公司 | 一种低温制备正面无栅极的异质结太阳电池的工艺 |
| CN104465863A (zh) * | 2014-07-30 | 2015-03-25 | 上饶光电高科技有限公司 | 一种可提高光电转换效率的多晶硅片预处理方法 |
| CN105514184A (zh) * | 2015-12-07 | 2016-04-20 | 上海空间电源研究所 | 一种ibc电池制造方法 |
| CN105742375A (zh) * | 2014-12-10 | 2016-07-06 | 北京汉能创昱科技有限公司 | 一种背接触晶硅电池及其制备方法 |
| CN105957921A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-21 | 大连理工大学 | 一种利用印刷技术制备n型硅ibc太阳电池的方法 |
| CN106340568A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-01-18 | 英利能源（中国）有限公司 | Ibc电池制备方法 |
| CN106374009A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-02-01 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种钝化接触的ibc电池及其制备方法和组件、系统 |
| CN108336162A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-27 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种双面太阳能电池及其制造方法 |
| CN113871494A (zh) * | 2020-06-30 | 2021-12-31 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 一种太阳能电池及其制作方法 |
| CN113948611A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-18 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种p型ibc电池及其制备方法、组件、光伏系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201112399Y (zh) * | 2007-09-27 | 2008-09-10 | 江苏林洋新能源有限公司 | 具有浓硼浓磷扩散结构的太阳能电池 |
| CN101483205A (zh) * | 2008-01-09 | 2009-07-15 | 北京市太阳能研究所有限公司 | 一种背接触太阳能电池的制备技术 |
-
2011
- 2011-05-24 CN CN201110135224XA patent/CN102800738A/zh active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201112399Y (zh) * | 2007-09-27 | 2008-09-10 | 江苏林洋新能源有限公司 | 具有浓硼浓磷扩散结构的太阳能电池 |
| CN101483205A (zh) * | 2008-01-09 | 2009-07-15 | 北京市太阳能研究所有限公司 | 一种背接触太阳能电池的制备技术 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 任丙彦，吴鑫，勾宪芳，孙秀菊，于建秀，褚世君，励旭东: "背接触硅太阳电池研究进展", 《材料导报》 * |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103117331A (zh) * | 2013-01-31 | 2013-05-22 | 英利集团有限公司 | 一种n型异质结太阳电池及其制作方法 |
| CN104241402A (zh) * | 2013-06-20 | 2014-12-24 | 晶科能源有限公司 | 太阳能电池减反射膜及其制备方法 |
| CN104425651A (zh) * | 2013-09-09 | 2015-03-18 | 上海理想万里晖薄膜设备有限公司 | 一种低温制备正面无栅极的异质结太阳电池的工艺 |
| CN104425651B (zh) * | 2013-09-09 | 2016-08-10 | 上海理想万里晖薄膜设备有限公司 | 一种低温制备正面无栅极的异质结太阳电池的工艺 |
| CN103606597A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-02-26 | 英利集团有限公司 | 局部掺杂背纯化晶体硅太阳能电池及其制作方法 |
| CN103606597B (zh) * | 2013-11-26 | 2016-10-05 | 英利集团有限公司 | 局部掺杂背钝化晶体硅太阳能电池及其制作方法 |
| CN103855230A (zh) * | 2014-03-19 | 2014-06-11 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种n型背发射极太阳电池的制备方法 |
| CN104064630A (zh) * | 2014-07-15 | 2014-09-24 | 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 | 一种n型ibc太阳能电池片的制备方法 |
| CN104465863A (zh) * | 2014-07-30 | 2015-03-25 | 上饶光电高科技有限公司 | 一种可提高光电转换效率的多晶硅片预处理方法 |
| CN105742375B (zh) * | 2014-12-10 | 2017-09-22 | 北京创昱科技有限公司 | 一种背接触晶硅电池及其制备方法 |
| CN105742375A (zh) * | 2014-12-10 | 2016-07-06 | 北京汉能创昱科技有限公司 | 一种背接触晶硅电池及其制备方法 |
| CN105514184A (zh) * | 2015-12-07 | 2016-04-20 | 上海空间电源研究所 | 一种ibc电池制造方法 |
| CN105957921A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-21 | 大连理工大学 | 一种利用印刷技术制备n型硅ibc太阳电池的方法 |
| CN106340568A (zh) * | 2016-09-14 | 2017-01-18 | 英利能源（中国）有限公司 | Ibc电池制备方法 |
| CN106374009A (zh) * | 2016-09-20 | 2017-02-01 | 泰州中来光电科技有限公司 | 一种钝化接触的ibc电池及其制备方法和组件、系统 |
| CN108336162A (zh) * | 2018-02-08 | 2018-07-27 | 浙江晶科能源有限公司 | 一种双面太阳能电池及其制造方法 |
| CN113871494A (zh) * | 2020-06-30 | 2021-12-31 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 一种太阳能电池及其制作方法 |
| CN113871494B (zh) * | 2020-06-30 | 2024-03-15 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 一种太阳能电池及其制作方法 |
| CN113948611A (zh) * | 2021-10-15 | 2022-01-18 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种p型ibc电池及其制备方法、组件、光伏系统 |
| CN113948611B (zh) * | 2021-10-15 | 2023-12-01 | 浙江爱旭太阳能科技有限公司 | 一种p型ibc电池及其制备方法、组件、光伏系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102800738A (zh) | 一种叉指型背接触式太阳能电池及其制备方法 | |
| CN109888061B (zh) | 一种碱抛光高效perc电池及其制备工艺 | |
| CN101916787B (zh) | 一种黑硅太阳能电池及其制备方法 | |
| CN103904164B (zh) | 一种n型背结太阳能电池的制备方法 | |
| CN103996746B (zh) | 一种可量产的perl晶体硅太阳电池的制作方法 | |
| EP2650926B1 (en) | Solar cell and method of making a solar cell | |
| CN109494261A (zh) | 硅基太阳能电池及制备方法、光伏组件 | |
| CN110010721A (zh) | 一种基于se的碱抛光高效perc电池工艺 | |
| CN105489671A (zh) | 一种n型双面太阳能电池及其制备方法 | |
| US8895348B2 (en) | Methods of forming a high efficiency solar cell with a localized back surface field | |
| KR102120147B1 (ko) | 태양 전지의 제조 방법 및 태양 전지 | |
| CN102403369A (zh) | 一种用于太阳能电池的钝化介质膜 | |
| CN108172658B (zh) | 一种n型异质结双面太阳能电池的制备方法 | |
| CN105355693A (zh) | 一种可提高光电转换效率的perc太阳能光伏电池 | |
| CN209183556U (zh) | 硅基太阳能电池及光伏组件 | |
| CN104300032A (zh) | 一种单晶硅太阳能离子注入工艺 | |
| CN107785457A (zh) | 一种p型双面晶硅太阳电池的制作工艺 | |
| CN111477720A (zh) | 一种钝化接触的n型背结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN103646992A (zh) | 一种p型晶体硅双面电池的制备方法 | |
| CN103219426A (zh) | 一种超小绒面太阳电池及其制备方法 | |
| CN108987532A (zh) | 一种基于光散射结构的n型隧穿氧化层钝化太阳电池的制备方法 | |
| CN104362219B (zh) | 一种晶体硅太阳能电池制造工艺 | |
| CN103681971B (zh) | 一种n型背结太阳能电池的制备方法 | |
| CN104134706B (zh) | 一种石墨烯硅太阳电池及其制作方法 | |
| CN105161552A (zh) | 一种单面抛光n型太阳能电池及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121128 |