CN105154983B - 单晶硅太阳能电池的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种单晶硅太阳能电池的制备方法,首先在制绒槽内配置制绒水溶液，然后将单晶硅片加入到上述的制绒水溶液中，停留1000‑1200S单晶硅片取出、清洗干净然后置于扩散炉内的石英舟内，采用三氯氧磷液态源作为扩散源，在800‑950℃下通过氮气带动三氯氧磷进入石英周中与硅片反应，制备PN结；进行边缘刻蚀；镀反射膜，刻蚀完成后进行丝网印刷制备成单晶硅太阳能电池。本发明具有绒面均匀、膜色和膜厚均匀、反射率低的优点。

Description

单晶硅太阳能电池的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池制备方法技术领域，具体涉及一种单晶硅太阳能电池的制备方法。
背景技术
单晶硅具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999％，甚至达到99.9999999％以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的单晶硅在单晶炉内拉制而成。随着节能减排和环保意识的逐渐增强，单晶硅电池作为一种清洁、无污染、节能的新能源，应用的越来越广泛。
目前，单晶硅电池的制备流程一般包括制绒、扩散、刻蚀、清洗和镀膜工序。上述工序较为关键的是制绒、扩散和镀膜工序，比如其中的制绒工序，绒面的均匀度直接影响电池的性能，如果不均匀会导致电池反射率提高，减反射效果差；另镀膜过程膜的膜色、厚度等对电池的反射率均有很大程度的影响。现有技术在绒面制作过程采用较多的是单一的廉价的碱性腐蚀，如采用氢氧化钠等，但往往存在绒面不均匀、反射率高等不足；而在镀膜等工序控制过程，也会造成膜厚等参数的差异化导致反射率提高的不足。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种绒面均匀、膜色和膜厚均匀、反射率低的单晶硅太阳能电池的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种单晶硅太阳能电池的制备方法，处理步骤包括：
(1)首先在制绒槽内配置制绒水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为1.5-2.5％，磷酸钠的质量百分比为2-5％，硅酸钠的质量百分比为3-5％，异丙醇的质量百分比为2-4.5％，乳酸200-600ppm；将所述的制绒水溶液的温度控制在80-90℃，然后将单晶硅片加入到上述的制绒水溶液中，停留1000-1200S；
(2)然后将步骤(1)制绒后的单晶硅片取出、清洗干净然后置于扩散炉内的石英舟内，采用三氯氧磷液态源作为扩散源，在800-950℃下通过氮气带动三氯氧磷进入石英周中与硅片反应，制备PN结；
(3)将步骤(2)制备PN结的硅片进行边缘刻蚀，具体为将硅片置于氢氟酸与硝酸的混合溶液中进行刻蚀，其中氢氟酸与硝酸的体积比为:5-20：1；
(4)刻蚀完成后，将硅片取出并清洗干净，然后镀反射膜，具体为：将硅片装入石墨舟中，放入抽真空的沉积腔室中，然后进行第一层氮化硅的沉积：第一层氮化硅沉积温度为450℃～500℃，第一层氮化硅沉积功率为6000W～6500W，第一层氮化硅沉积气体比例为氨气与硅烷的流量比4～6:1，第一层氮化硅沉积时间为100～250s；将沉积第一层氮化硅之后的硅片进行第二层的氮化硅沉积：第二层氮化硅沉积温度为450℃～500℃，第二层氮化硅沉积功率为6000W～6500W，第二层氮化硅沉积气体比例为氨气与硅烷的流量比8～12:1，第二层氮化硅沉积时间为600～720s；
(5)刻蚀完成后进行丝网印刷制备成单晶硅太阳能电池。
作为优选，步骤(1)所述的制绒水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为1.5-2％，磷酸钠的质量百分比为2-3％，硅酸钠的质量百分比为3-4％，异丙醇的质量百分比为2-3％，乳酸的质量百分比为401-450ppm；采用上述配比，制备出的绒面更加均匀，硅片上的金字塔形状更加规则、覆盖率高，间隙少，有效提高减反射率。
作为优选，步骤(4)镀反射膜，具体为：将硅片装入石墨舟中，放入抽真空的沉积腔室中，然后进行第一层氮化硅的沉积：第一层氮化硅沉积温度为450℃～480℃，第一层氮化硅沉积功率为6200W～6500W，第一层氮化硅沉积气体比例为氨气与硅烷的流量比4～4.5:1，第一层氮化硅沉积时间为110～150s；将沉积第一层氮化硅之后的硅片进行第二层的氮化硅沉积：第二层氮化硅沉积温度为450℃～480℃，第二层氮化硅沉积功率为6200W～6500W，第二层氮化硅沉积气体比例为氨气与硅烷的流量比8～10:1，第二层氮化硅沉积时间为600～650s；采用上述镀膜工艺，膜色和膜厚更加均匀，进一步降低了硅片的反射率。
本发明的优点和优异效果：
1.本发明的制备工艺制备出的电池片将用于开路电压好，镀膜合格率高，反射率低，减反射率高的优点；特别是制绒工序，其中氢氧化钠的的加入有效保证了制绒液体的可重复性和绒面图形的规则性，且价格便宜；而磷酸钠、硅酸钠的加入，与乳酸构成黄金三组合，相互协同、相互影响和促进，实现如下意料不到的技术效果：充分弥补了由于氢氧化钠腐蚀速度过快造成硅片表面不会被金字塔覆盖，或金字塔顶部崩塌的危险，形成更加有规律的金字塔绒面，且覆盖硅片整个表面；而异丙醇的加入可以有效去除制绒过程中形成的气泡，保持制绒液体与硅片的表面重复接触，制备出形状均匀的绒面；此外，乳酸的加入可以有效提高硅片的减反射率，其酸性若、含量低、对制绒液体中的碱性浓度影响小，且绒面上金字塔尺寸规则，分布在2-4微米大小，且能有效降低制绒时间，提高生产效率。
2.本发明的镀膜工艺，通过调节沉积氮化硅膜的参数，包括沉积温度、沉积时间、沉积功率、反应气体流量比等来控制各层氮化薄膜的厚度和折射率，制作性能各异、匹配较好的双层氮化硅作为减反射膜。与单层氮化硅减反射膜相比，该减反射膜可使得电池对太阳光的反射减少了3-5％，电池转换效率提高了2％左右，因此，使得太阳电池具有更低的反射率，更高的转换效率。
附图说明
图1本发明实施例1制备的硅片制绒微观图。
图2本发明实施例2制备的硅片制绒微观图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步具体描述，但不局限于此。
实施例1
(1)首先在制绒槽内配置制绒水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为1.5％，磷酸钠的质量百分比为3％，硅酸钠的质量百分比为3％，异丙醇的质量百分比为23％，乳酸300ppm；将所述的制绒水溶液的温度控制在85-90℃，然后将单晶硅片加入到上述的制绒水溶液中，停留1000-1100S；
(3)然后将步骤(1)制绒后的单晶硅片取出、清洗干净然后置于扩散炉内的石英舟内，采用三氯氧磷液态源作为扩散源，在850-900℃下通过氮气带动三氯氧磷进入石英周中与硅片反应，制备PN结；
(3)将步骤(2)制备PN结的硅片进行边缘刻蚀，具体为将硅片置于氢氟酸与硝酸的混合溶液中进行刻蚀，其中氢氟酸与硝酸的体积比为:10：1；
(4)刻蚀完成后，将硅片取出并清洗干净，然后镀反射膜，具体为：将硅片装入石墨舟中，放入抽真空的沉积腔室中，然后进行第一层氮化硅的沉积：第一层氮化硅沉积温度为450℃～480℃，第一层氮化硅沉积功率为6300W～6500W，第一层氮化硅沉积气体比例为氨气与硅烷的流量比4:1，第一层氮化硅沉积时间为200s；将沉积第一层氮化硅之后的硅片进行第二层的氮化硅沉积：第二层氮化硅沉积温度为450℃～4800℃，第二层氮化硅沉积功率为6300W～6500W，第二层氮化硅沉积气体比例为氨气与硅烷的流量比10:1，第二层氮化硅沉积时间为600～650s；
(5)刻蚀完成后进行丝网印刷制备成单晶硅太阳能电池(行业常规工艺)。
如图1所示，制备的金字塔尺寸大小均匀，且尺寸最大为4.56微米左右。
实施例2
其它步骤同实施例1，区别在于：步骤(1)所述的制绒水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为2％，磷酸钠的质量百分比为2％，硅酸钠的质量百分比为4％，异丙醇的质量百分比为3％，乳酸450ppm；步骤(4)镀反射膜，具体为：将硅片装入石墨舟中，放入抽真空的沉积腔室中，然后进行第一层氮化硅的沉积：第一层氮化硅沉积温度为450℃～480℃，第一层氮化硅沉积功率为6200W～6300W，第一层氮化硅沉积气体比例为氨气与硅烷的流量比4.5:1，第一层氮化硅沉积时间为110s；将沉积第一层氮化硅之后的硅片进行第二层的氮化硅沉积：第二层氮化硅沉积温度为450℃～480℃，第二层氮化硅沉积功率为6200W～6300W，第二层氮化硅沉积气体比例为氨气与硅烷的流量比8～10:1，第二层氮化硅沉积时间为600～650s；采用上述镀膜工艺，膜色和膜厚更加均匀，进一步降低了硅片的反射率。
如图2所示，制备的金字塔尺寸大小均匀，且尺寸最大为4.68微米左右。
本发明实施例1-2制备的电池性能参数见表2：
表2 实施例1-2制备的电池性能参数
开路电压 反射率 镀膜合格率
实施例1 800mv 11.42％ 95％以上
实施例2 900mv 11.10％ 96％以上
从上述参数可知，本发明的方法制备的电池具有反射率低，镀膜合格率高，能有效提高电池转换效率的优点。

Claims (3)

1.一种单晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，处理步骤包括：
(1)首先在制绒槽内配置制绒水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为1.5-2.5％，磷酸钠的质量百分比为2-5％，硅酸钠的质量百分比为3-5％，异丙醇的质量百分比为2-4.5％，乳酸200-600ppm；将所述的制绒水溶液的温度控制在80-90℃，然后将单晶硅片加入到上述的制绒水溶液中，停留1000-1200s ；
(2)然后将步骤(1)制绒后的单晶硅片取出、清洗干净然后置于扩散炉内的石英舟内，采用三氯氧磷液态源作为扩散源，在800-950℃下通过氮气带动三氯氧磷进入石英周中与硅片反应，制备PN结；
(3)将步骤(2)制备PN结的硅片进行边缘刻蚀，具体为将硅片置于氢氟酸与硝酸的混合溶液中进行刻蚀，其中氢氟酸与硝酸的体积比为:5-20：1；
(4)刻蚀完成后，将硅片取出并清洗干净，然后镀反射膜，具体为：将硅片装入石墨舟中，放入抽真空的沉积腔室中，然后进行第一层氮化硅的沉积：第一层氮化硅沉积温度为450℃～500℃，第一层氮化硅沉积功率为6000W～6500W，第一层氮化硅沉积气体比例为氨气与硅烷的流量比4～6:1，第一层氮化硅沉积时间为100～250s；将沉积第一层氮化硅之后的硅片进行第二层的氮化硅沉积：第二层氮化硅沉积温度为450℃～500℃，第二层氮化硅沉积功率为6000W～6500W，第二层氮化硅沉积气体比例为氨气与硅烷的流量比8～12:1，第二层氮化硅沉积时间为600～720s；
(5)刻蚀完成后进行丝网印刷制备成单晶硅太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的单晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的制绒水溶液，其中氢氧化钠的质量百分比为1.5-2％，磷酸钠的质量百分比为2-3％，硅酸钠的质量百分比为3-4％，异丙醇的质量百分比为2-3％，乳酸的质量百分比为401-450ppm；采用上述配比，制备出的绒面更加均匀，硅片上的金字塔形状更加规则、覆盖率高，间隙少，有效提高减反射率。
3.根据权利要求1所述的单晶硅太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤(4)镀反射膜，具体为：将硅片装入石墨舟中，放入抽真空的沉积腔室中，然后进行第一层氮化硅的沉积：第一层氮化硅沉积温度为450℃～480℃，第一层氮化硅沉积功率为6200W～6500W，第一层氮化硅沉积气体比例为氨气与硅烷的流量比4～4.5:1，第一层氮化硅沉积时间为110～150s；将沉积第一层氮化硅之后的硅片进行第二层的氮化硅沉积：第二层氮化硅沉积温度为450℃～480℃，第二层氮化硅沉积功率为6200W～6500W，第二层氮化硅沉积气体比例为氨气与硅烷的流量比8～10:1，第二层氮化硅沉积时间为600～650s；采用上述镀膜工艺，膜色和膜厚更加均匀，进一步降低了硅片的反射率。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105483834B (zh) * 2015-12-21 2017-09-05 扬州大学 一种利用新型复配单晶硅制绒腐蚀液制备具绒单晶硅的方法
CN113031129A (zh) * 2021-03-04 2021-06-25 中国科学院光电技术研究所 光刻和湿法刻蚀相结合制备双面随机微透镜阵列的方法
CN114277356A (zh) * 2021-12-23 2022-04-05 晋能清洁能源科技股份公司 多晶硅太阳能电池沉积氮化硅膜的方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101527326A (zh) * 2009-03-02 2009-09-09 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种应用于冶金硅太阳电池的减反射膜及其制备方法
CN101671850A (zh) * 2009-09-29 2010-03-17 欧贝黎新能源科技股份有限公司 一种用于单晶硅绒面制备的正磷酸盐和苛性碱的混合溶液
CN101962811A (zh) * 2010-11-01 2011-02-02 浙江晶科能源有限公司 一种单晶硅片制绒液及其用于制绒的方法
CN102337595A (zh) * 2011-04-19 2012-02-01 上海晶太光伏科技有限公司 一种小绒面单晶硅太阳电池制绒促进剂及其应用
CN102437241A (zh) * 2011-12-02 2012-05-02 百力达太阳能股份有限公司 一种消除印刷波浪纹的太阳电池的制备方法
CN202503010U (zh) * 2012-04-01 2012-10-24 武汉兴隆源太阳能科技有限公司 单晶硅太阳能电池组件
CN102912450A (zh) * 2012-10-22 2013-02-06 江苏荣马新能源有限公司 一种单晶硅制绒添加剂
KR20140015835A (ko) * 2012-07-25 2014-02-07 한국에너지기술연구원 실리콘 태양전지의 제조방법 및 이에 의한 실리콘 태양전지

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI538043B (zh) * 2013-05-28 2016-06-11 國立中央大學 單晶矽基板碗狀凹槽結構之製造方法及具有碗狀凹槽結構之單晶矽基板

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101527326A (zh) * 2009-03-02 2009-09-09 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种应用于冶金硅太阳电池的减反射膜及其制备方法
CN101671850A (zh) * 2009-09-29 2010-03-17 欧贝黎新能源科技股份有限公司 一种用于单晶硅绒面制备的正磷酸盐和苛性碱的混合溶液
CN101962811A (zh) * 2010-11-01 2011-02-02 浙江晶科能源有限公司 一种单晶硅片制绒液及其用于制绒的方法
CN102337595A (zh) * 2011-04-19 2012-02-01 上海晶太光伏科技有限公司 一种小绒面单晶硅太阳电池制绒促进剂及其应用
CN102437241A (zh) * 2011-12-02 2012-05-02 百力达太阳能股份有限公司 一种消除印刷波浪纹的太阳电池的制备方法
CN202503010U (zh) * 2012-04-01 2012-10-24 武汉兴隆源太阳能科技有限公司 单晶硅太阳能电池组件
KR20140015835A (ko) * 2012-07-25 2014-02-07 한국에너지기술연구원 실리콘 태양전지의 제조방법 및 이에 의한 실리콘 태양전지
CN102912450A (zh) * 2012-10-22 2013-02-06 江苏荣马新能源有限公司 一种单晶硅制绒添加剂

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