CN103094418B - 一种太阳能电池制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种太阳能电池制备方法。它具体有如下步骤：1）将制绒后的硅片表面制作发射极；2）将步骤1所得硅片采用HF酸溶液进行磷硅玻璃去除；3）将步骤2所得硅片表面制作二氧化硅层；4）将步骤3所得硅片再依次采用周边刻蚀、沉积氮化硅膜、丝印正反面电极和背铝、烧结。可以有效的提高扩散方阻的均匀性，提高少数载流子寿命；另外，氧化硅的钝化作用减少了硅悬空键，减少表面态，可使短路电流密度提高0.1-1mA/cm2，开路电压提高3-10mV，转化效率提高0.1-0.5%；制作氧化硅后再进行边缘刻蚀可以有效的减少边缘漏电，提高电池的并联电阻。

Description

一种太阳能电池制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池制作技术领域，具体涉及一种太阳能电池制备方法。
背景技术
在各种太阳电池中，晶体硅电池一直占据着最重要的地位。近年来，在晶体硅太阳电池提高效率和降低成本方面取得了巨大成就和进展，进一步提高了它在未来光伏产业中的优势地位。
发射极作为太阳能电池的核心组成部分，其表面掺杂浓度将直接影响太阳电池的转化效率。太阳电池对发射极有两个要求：1.掺杂浓度不能过高，2.表面浓度不能过低。
目前，常规的扩散方式制作的发射极无法同时兼顾以上两种要求。通常，如果掺杂浓度不能过高，俄歇复合会大大增加，在发射区形成的少数载流子很容易复合，造成短波响应下降；如果降低表面浓度，结深也会变浅，，薄层电阻较高，发射极的电阻必然加大，从而增加了在发射区中向栅线电极运动电流的电阻，在后续的电极烧结过程中增加了PN结烧穿的几率，降低了电池良率。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供的一种太阳能电池制备方法，采用该方法可以有效的提高电池的光电转化效率。
本发明的一种太阳能电池制备方法采用的技术方案，步骤包括：
（1）将制绒后的硅片表面制作结深为0.1-0.3微米的发射极，方阻为50-90ohm/sq；
（2）将步骤1所得硅片置于盛有1~10%氢氟酸中，反应时间30~100s，除去硅片表面上的磷硅玻璃；
（3）将步骤2所得硅片表面制作一层1-10nm的二氧化硅层；
（4）将步骤3所得硅片再依次采用周边刻蚀、沉积氮化硅膜、丝印正反面电极和背铝、烧结。
步骤1中发射极制作过程为将硅片置入扩散炉中，同时通入大氮、小氮、氧气，保持温度750-850℃，时间为10-30min；将扩散炉温度升至800-900℃，温度稳定后，扩散结推进5-30min。
步骤3中氧化过程为将硅片置入氧化炉中，同时通入大氮、氧气，保持温度800-900℃，时间为5-10min。
步骤4中氮化硅膜的厚度为60-90nm，折射率为2.05-2.15。
所述的硅片为单晶硅、多晶硅或者准单晶硅；优选为为单晶硅或者准单晶硅。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种太阳能电池制备方法，具体有如下步骤：1）将制绒后的硅片表面制作发射极；2）将步骤1所得硅片采用HF酸溶液进行磷硅玻璃去除；3）将步骤2所得硅片表面制作二氧化硅层；4）将步骤3所得硅片再依次采用周边刻蚀、沉积氮化硅膜、丝印正反面电极和背铝、烧结。可以形成低高低掺杂浓度的发射极结构，既保证了掺杂浓度的同时，实现了较低的表面掺杂浓度，有效的提高扩散方阻的均匀性，提高少数载流子寿命；另外，氧化硅的钝化作用减少了硅悬空键，减少表面态，提高了电池的开路电压以及短路电流；可使短路电流密度提高0.1-1mA/cm2，开路电压提高3-10mV，转化效率提高0.1-0.5%；制作氧化硅后再进行边缘刻蚀可以有效的减少边缘漏电，提高电池的并联电阻。本发明不仅适合各种晶体硅电池，能够有效提高太阳能电池的转换效率，适用于工业应用。
附图说明：
图1所示为本发明的扩散掺杂示意图。
图中，1.硅片，2.P原子，3.氧化硅。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面结合实例来说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
实施例1：
选择单晶硅片；硅片1经过常规的清洗工艺和制绒，将硅片1放入扩散炉中，升温至810℃，并通入大氮(8L/min)、小氮(1.7L/min)、氧气(1L/min)进行扩散12min，升温至855℃之后扩散结推进7min；扩散后的硅片1放入盛有2%氢氟酸中，反应时间90s；所得硅片1再放入氧化炉中，通入大氮(7L/min)、氧气(1L/min)，保持温度870℃，时间为5min；采用PECVD工艺在硅片1表面制作氮化硅膜的厚度为85nm，折射率为2.08；再依次采用丝网印刷、烧结，得到成品太阳能电池片。将本发明实施例1所得电池片与现有技术的电池片进行比较，结果如下：
。
实施例2：
选择准单晶硅片；硅片1经过常规的清洗工艺和制绒，将硅片1放入扩散炉中，升温至785℃，并通入大氮(6.5L/min)、小氮(1L/min)、氧气(0.25L/min)进行扩散15min，升温至830℃之后扩散结推进15min；扩散后的硅片1放入盛有5%氢氟酸中，反应时间50s；所得硅片1再放入氧化炉中，通入大氮(7L/min)、氧气(0.25L/min)，保持温度820℃，时间为10min；采用PECVD工艺在硅片1表面制作氮化硅膜的厚度为75nm，折射率为2.13；再依次采用丝网印刷、烧结，得到成品太阳能电池片。将本发明实施例2所得电池片与现有技术的电池片进行比较，结果如下：
。
实施例3：
选择单晶硅片；硅片1经过常规的清洗工艺和制绒，扩散工艺：将硅片放入扩散炉中，升温至800℃，并通入大氮(7L/min)、小氮(1.5L/min)、氧气(0.9L/min)进行扩散10min，升温至845℃之后扩散结推进10min；刻蚀工艺：硅片1放入盛有7%氢氟酸中，反应时间30s；氧化工艺：放入氧化炉中，通入大氮(7L/min)、氧气(0.6L/min)，保持温度870℃，时间为8min；采用PECVD工艺在硅片1表面制作氮化硅膜的厚度为80nm，折射率为2.10；再依次采用丝网印刷、烧结，得到成品太阳能电池片。将本发明实施例3所得电池片先氧化后刻蚀与先刻蚀后氧化的电池片进行比较，结果如下：

Claims (1)

1.一种太阳能电池制备方法，步骤包括：
（1）将制绒后的硅片表面制作结深为0.1-0.3微米的发射极，方阻为50-90ohm/sq；发射极制作过程为将硅片置入扩散炉中，同时通入大氮、小氮、氧气，保持温度750-850℃，时间为10-30min；将扩散炉温度升至800-900℃，温度稳定后，扩散结推进5-30min；
（2）将步骤1所得硅片置于盛有1~10%氢氟酸中，反应时间30~100s，除去硅片表面上的磷硅玻璃；
（3）将步骤2所得硅片表面制作一层1-10nm的二氧化硅层，具体为将硅片置入氧化炉中，同时通入大氮、氧气，保持温度800-900℃，时间为5-10min；
（4）将步骤3所得硅片再依次采用周边刻蚀、沉积氮化硅膜、丝印正反面电极和背铝、烧结；氮化硅膜的厚度为60-90nm，折射率为2.05-2.15；
所述的硅片为单晶硅或者准单晶硅。
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