CN107394008A - 一种n型双面太阳能电池片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种N型双面太阳能电池片及其制作方法，包括：提供一N型多晶硅片；在所述N型多晶硅片的正面扩散一P型扩散层；在所述P型扩散层背离所述N型多晶硅片一侧形成正面钝化层、及在所述N型多晶硅片的背面形成背面钝化层；在所述正面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧形成正面栅线电极、及在所述背面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧形成背面栅线电极。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，采用N型多晶硅片制作太阳能电池片，能够大大降低太阳能电池片的制作成本；以及，将太阳能电池片制作N型双面太阳能电池片，使得太阳能电池片的双面均能够发电，进而有效的提高太阳能电池片的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池片技术领域，更为具体的说，涉及一种N型双面太阳能电池片及其制作方法。
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，太阳能无疑是一种清洁、普遍和潜力高的替代能源。太阳能电池，也称光伏电池，是一种将太阳的光能直接转化为电能的半导体器件。由于它是绿色环保产品，不会引起环境污染，而且太阳能是可再生资源，所以在当今能源短缺的情形下，太阳能电池是一种有广阔发展前途的新型能源，并受到了广泛的关注。
在太阳能电池所使用的基底材料中，N型硅比P型硅具有更长的少子寿命，N型硅的光衰减性能则更为稳定，因此，在N型硅片上进行电池制作形成的N型太阳能电池片的相比P型太阳能电池片优势较大。但是，现有的N型太阳能电池的成本较高，并且N型太阳能电池片的光电转换效率有待提高。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种N型双面太阳能电池片及其制作方法，采用N型多晶硅片制作太阳能电池片，能够大大降低太阳能电池片的制作成本；以及，将太阳能电池片制作N型双面太阳能电池片，使得太阳能电池片的双面均能够发电，进而有效的提高太阳能电池片的光电转换效率。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种N型双面太阳能电池片的制作方法，包括：
提供一N型多晶硅片；
在所述N型多晶硅片的正面扩散一P型扩散层；
在所述P型扩散层背离所述N型多晶硅片一侧形成正面钝化层、及在所述N型多晶硅片的背面形成背面钝化层；
在所述正面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧形成正面栅线电极、及在所述背面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧形成背面栅线电极。
可选的，在所述N型多晶硅片的正面扩散一P型扩散层包括：
采用热扩散工艺在所述N型多晶硅片的正面扩散一所述P型扩散层、及同时在所述N型多晶硅片的背面扩散一辅助P型扩散层；
刻蚀去除所述辅助P型扩散层。
可选的，采用刻蚀溶液刻蚀去除所述辅助P型扩散层；
其中，所述刻蚀溶液为氢氧化钾溶液，所述氢氧化钾溶液的浓度范围为1％～10％，包括端点值；或者，
所述刻蚀溶液为氢氟酸、硝酸和水的混合溶液，所述氢氟酸：硝酸：水的浓度比例范围为1:3:1～1:3:2，包括端点值。
可选的，在形成所述P型扩散层后，且在形成所述正面钝化层和所述背面钝化层之前，还包括：
在N型多晶硅片的背面扩散一N+扩散层，其中，所述背面钝化层位于所述N+扩散层背离所述N型多晶硅片一侧。
可选的，所述正面钝化层包括：
位于所述P型扩散层背离所述N型多晶硅片一侧的第一氮化硅层；
及，位于所述第一氮化硅层和所述P型扩散层之间的氧化铝层或二氧化硅层。
可选的，所述氧化铝层的厚度范围为3nm～15nm，包括端点值；
及，所述二氧化硅层的厚度范围为0.5nm～2nm，包括端点值；
其中，位于所述第一氮化硅层和所述P型扩散层之间为所述氧化铝层时，所述第一氮化硅层的厚度范围为63nm～75nm，包括端点值；
及，位于所述第一氮化硅层和所述P型扩散层之间为所述二氧化硅层时，所述第一氮化硅层的厚度范围为75nm～78nm，包括端点值。
可选的，所述背面钝化层为第二氮化硅层。
可选的，所述第二氮化硅层的厚度范围为70nm～120nm，包括端点值。
可选的，所述正面栅线电极采用银铝浆制作而成；
及，所述背面栅线电极采用银浆制作而成。
相应的，本发明还提供了一种N型双面太阳能电池片，所述N型双面太阳能电池片采用上述的N型双面太阳能电池片的制作方法制作而成。
相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：
本发明提供了一种N型双面太阳能电池片及其制作方法，包括：提供一N型多晶硅片；在所述N型多晶硅片的正面扩散一P型扩散层；在所述P型扩散层背离所述N型多晶硅片一侧形成正面钝化层、及在所述N型多晶硅片的背面形成背面钝化层；在所述正面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧形成正面栅线电极、及在所述背面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧形成背面栅线电极。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，采用N型多晶硅片制作太阳能电池片，能够大大降低太阳能电池片的制作成本；以及，将太阳能电池片制作N型双面太阳能电池片，使得太阳能电池片的双面均能够发电，进而有效的提高太阳能电池片的光电转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种N型双面太阳能电池的制作方法的流程图；
图2a～图2d为与图1中各步骤相应的结构流程图；
图3为本申请实施例提供的另一种N型双面太阳能电池的制作方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的一种N型双面太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
正如背景技术所述，在太阳能电池所使用的基底材料中，N型硅比P型硅具有更长的少子寿命，N型硅的光衰减性能则更为稳定，因此，在N型硅片上进行电池制作形成的N型太阳能电池片的相比P型太阳能电池片优势较大。但是，现有的N型太阳能电池的成本较高，并且N型太阳能电池片的光电转换效率有待提高。
基于此，本申请实施例提供了一种N型双面太阳能电池片及其制作方法，采用N型多晶硅片制作太阳能电池片，能够大大降低太阳能电池片的制作成本；以及，将太阳能电池片制作N型双面太阳能电池片，使得太阳能电池片的双面均能够发电，进而有效的提高太阳能电池片的光电转换效率。为实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下，具体结合图1至图4对本申请实施例提供的技术方案进行详细的说明。
参考图1所示，为本申请实施例提供的一种N型双面太阳能电池片的制作方法的流程图，其中，制作方法包括：
S1、提供一N型多晶硅片；
S2、在所述N型多晶硅片的正面扩散一P型扩散层；
S3、在所述P型扩散层背离所述N型多晶硅片一侧形成正面钝化层、及在所述N型多晶硅片的背面形成背面钝化层；
S4、在所述正面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧形成正面栅线电极、及在所述背面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧形成背面栅线电极。
由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，采用N型多晶硅片制作太阳能电池片，能够大大降低太阳能电池片的制作成本；以及，将太阳能电池片制作N型双面太阳能电池片，使得太阳能电池片的双面均能够发电，进而有效的提高太阳能电池片的光电转换效率。
下面结合其他附图对本申请实施例提供的N型双面太阳能电池的制作方法进行更为详细的描述。其中，图2a至图2d为与图1中各步骤相应的结构流程图。
参考图2a所示，对应步骤S1`，本申请实施例提供的制作方法，首先提供一N型多晶硅片100。
进一步的，在获取了N型多晶硅片后、且在进行P型扩散前，可以对N型多晶硅片的正面和背面进行制绒工艺，使得N型多晶硅片的正面和背面呈绒面，而形成金字塔形貌。其中，可以采用RIE(Reactive Ion Etching，反应离子刻蚀)制绒工艺和MCT(MetalCatalyzed Texturing，金属催化化学腐蚀法)制绒工艺对N型多晶硅片进行制绒。
参考图2b所示，对应步骤S2，对N型多晶硅片100进行P型扩散层200的制备。
在得到步骤S1提供的N型多晶硅片后，可以对N型多晶硅片进行RCA清洗，而后对清洗过后的N型多晶硅片进行正面扩散。即，在所述N型多晶硅片的正面扩散一P型扩散层包括：
采用热扩散工艺在所述N型多晶硅片的正面扩散一所述P型扩散层、及同时在所述N型多晶硅片的背面扩散一辅助P型扩散层；
刻蚀去除所述辅助P型扩散层。
其中，将N型多晶硅片放置扩散炉中进行正面和背面的硼扩散，而后采用刻蚀工艺将背面的硼扩散层去除，且同时去除边缘PN结，最终得到N型多晶硅片的正面的P型扩散层，以得到PN结。在本申请一实施例中，在硼扩散工艺中，保证多晶硅基体寿命基本不变的前提下，本申请扩散区的复合电流密度低于45fA/cm2。
在本申请一实施例中，可以采用刻蚀溶液刻蚀去除所述辅助P型扩散层；
其中，所述刻蚀溶液为氢氧化钾溶液，所述氢氧化钾溶液的浓度范围为1％～10％，包括端点值，具体如2％、5％、9％等；或者，
所述刻蚀溶液为氢氟酸、硝酸和水的混合溶液，所述氢氟酸：硝酸：水的浓度比例范围为1:3:1～1:3:2，包括端点值。
在本申请一实施例中，最终形成的P型扩散层的方阻范围可以为50Ω/□～110Ω/□，包括端点值，具体可以为60Ω/□、70Ω/□、90Ω/□、100Ω/□等。
参考图2c，对应步骤S3，在P型扩散层200背离N型多晶硅片100一侧形成正面钝化层300、及在N型多晶硅片100的背面形成背面钝化层400。
可选的，本申请提供的所述正面钝化层300包括：
位于所述P型扩散层200背离所述N型多晶硅片100一侧的第一氮化硅层320；
及，位于所述第一氮化硅层320和所述P型扩散层200之间的氧化铝层310或二氧化硅层310。
在本申请一实施例中，本申请实施例提供的所述氧化铝层的厚度范围可以为3nm～15nm，包括端点值，具体可以为4nm、6nm、10nm、13nm等；
及，所述二氧化硅层的厚度范围为0.5nm～2nm，包括端点值，具体可以为1nm、1.2nm、1.5nm、1.8nm等；
其中，位于所述第一氮化硅层和所述P型扩散层之间为所述氧化铝层时，所述第一氮化硅层的厚度范围为63nm～75nm，包括端点值，具体可以为65nm、70nm、73nm等；
及，位于所述第一氮化硅层和所述P型扩散层之间为所述二氧化硅层时，所述第一氮化硅层的厚度范围为75nm～78nm，包括端点值，具体可以为76nm、77nm、77.5nm等。
可选的，本申请实施例提供的所述背面钝化层可以为第二氮化硅层。
在本申请一实施例中，本申请实施例提供的所述第二氮化硅层的厚度范围可以为70nm～120nm，包括端点值，具体可以为75nm、85nm、100nm、110nm等。
参考图2d所示，对应步骤S4，在正面钝化层300背离N型多晶硅片100一侧形成正面栅线电极500、及在背面钝化层400背离N型多晶硅片100一侧形成背面栅线电极600。
其中，通过丝网印刷工艺在正面钝化层的表面形成正面栅线，及在背面钝化层的表面形成背面栅线；本申请实施例对于主栅线的数量和宽度及细栅线的数量及宽度不做具体限制，需要根据实际应用进行具体设计。在丝网印刷正面栅线和背面栅线完毕后进行烧结，以得到正面栅线电极和背面栅线电极。
在本申请一实施例中，本申请提供的所述正面栅线电极可以采用银铝浆制作而成；
及，所述背面栅线电极可以采用银浆制作而成。在丝网印刷栅线的过程中，对于正面栅线可以采用银铝浆进行丝网印刷，而背面栅线可以采用银浆进行丝网印刷，本申请对此材质不做具体限制，需要根据实际应用进行具体设计。
进一步的，为了提高N型双面太阳能电池片的光电转换效率，本申请实施例提供的N型双面太阳能电池片还可以形成一N+扩散层。参考图3所示，为本申请实施例提供的另一种N型双面太阳能电池的制作方法的流程图，其中，在形成所述P型扩散层后，且在形成所述正面钝化层和所述背面钝化层之前，即，在步骤S2后、且在步骤S3前，还包括：
S2’、在N型多晶硅片的背面扩散一N+扩散层。参考图4所示，为本申请实施例提供的一种N型双面太阳能电池的结构示意图，其中，所述背面钝化层400位于所述N+扩散层700背离所述N型多晶硅片100一侧。
N+扩散层的制作过程包括：
首先，在所述P型扩散层背离所述N型多晶硅片一侧形成掩膜层；
其次，在所述N型多晶硅片的背面扩散一N+扩散层；
最后，去除所述掩膜层。
在本申请一实施例中，掩膜层的材质可以为SiON。以及，本申请实施例提供的N+扩散层的方阻范围可以为40Ω/□～70Ω/□，包括端点值，具体可以为50Ω/□、55Ω/□、60Ω/□、65Ω/□等。
相应的，本申请实施例还提供了一种N型双面太阳能电池片，所述N型双面太阳能电池片采用上述的任意一实施例提供的N型双面太阳能电池片的制作方法制作而成。
其中，N型双面太阳能电池片包括：
N型多晶硅片；
位于所述N型多晶硅片正面的P型扩散层；
位于所述P型扩散层背离所述N型多晶硅片一侧的正面钝化层；
位于所述N型多晶硅片背面的背面钝化层；
及，位于所述正面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧的正面栅线电极、及位于背面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧的背面栅线电极。
进一步的，本申请实施例提供的N型双面太阳能电池片还包括：位于所述N型多晶硅片和所述背面钝化层之间的N+扩散层。
本申请实施例提供了一种N型双面太阳能电池片及其制作方法，包括：提供一N型多晶硅片；在所述N型多晶硅片的正面扩散一P型扩散层；在所述P型扩散层背离所述N型多晶硅片一侧形成正面钝化层、及在所述N型多晶硅片的背面形成背面钝化层；在所述正面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧形成正面栅线电极、及在所述背面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧形成背面栅线电极。由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，采用N型多晶硅片制作太阳能电池片，能够大大降低太阳能电池片的制作成本；以及，将太阳能电池片制作N型双面太阳能电池片，使得太阳能电池片的双面均能够发电，进而有效的提高太阳能电池片的光电转换效率。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种N型双面太阳能电池片的制作方法，其特征在于，包括：
提供一N型多晶硅片；
在所述N型多晶硅片的正面扩散一P型扩散层；
在所述P型扩散层背离所述N型多晶硅片一侧形成正面钝化层、及在所述N型多晶硅片的背面形成背面钝化层；
在所述正面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧形成正面栅线电极、及在所述背面钝化层背离所述N型多晶硅片一侧形成背面栅线电极。
2.根据权利要求1所述的N型双面太阳能电池片的制作方法，其特征在于，在所述N型多晶硅片的正面扩散一P型扩散层包括：
采用热扩散工艺在所述N型多晶硅片的正面扩散一所述P型扩散层、及同时在所述N型多晶硅片的背面扩散一辅助P型扩散层；
刻蚀去除所述辅助P型扩散层。
3.根据权利要求2所述的N型双面太阳能电池片的制作方法，其特征在于，采用刻蚀溶液刻蚀去除所述辅助P型扩散层；
其中，所述刻蚀溶液为氢氧化钾溶液，所述氢氧化钾溶液的浓度范围为1％～10％，包括端点值；或者，
所述刻蚀溶液为氢氟酸、硝酸和水的混合溶液，所述氢氟酸：硝酸：水的浓度比例范围为1:3:1～1:3:2，包括端点值。
4.根据权利要求1所述的N型双面太阳能电池片的制作方法，其特征在于，在形成所述P型扩散层后，且在形成所述正面钝化层和所述背面钝化层之前，还包括：
在N型多晶硅片的背面扩散一N+扩散层，其中，所述背面钝化层位于所述N+扩散层背离所述N型多晶硅片一侧。
5.根据权利要求1所述的N型双面太阳能电池片的制作方法，其特征在于，所述正面钝化层包括：
位于所述P型扩散层背离所述N型多晶硅片一侧的第一氮化硅层；
及，位于所述第一氮化硅层和所述P型扩散层之间的氧化铝层或二氧化硅层。
6.根据权利要求5所述的N型双面太阳能电池片的制作方法，其特征在于，所述氧化铝层的厚度范围为3nm～15nm，包括端点值；
及，所述二氧化硅层的厚度范围为0.5nm～2nm，包括端点值；
其中，位于所述第一氮化硅层和所述P型扩散层之间为所述氧化铝层时，所述第一氮化硅层的厚度范围为63nm～75nm，包括端点值；
及，位于所述第一氮化硅层和所述P型扩散层之间为所述二氧化硅层时，所述第一氮化硅层的厚度范围为75nm～78nm，包括端点值。
7.根据权利要求1所述的N型双面太阳能电池片的制作方法，其特征在于，所述背面钝化层为第二氮化硅层。
8.根据权利要求7所述的N型双面太阳能电池片的制作方法，其特征在于，所述第二氮化硅层的厚度范围为70nm～120nm，包括端点值。
9.根据权利要求1所述的N型双面太阳能电池片的制作方法，其特征在于，所述正面栅线电极采用银铝浆制作而成；
及，所述背面栅线电极采用银浆制作而成。
10.一种N型双面太阳能电池片，其特征在于，所述N型双面太阳能电池片采用权利要求1～9任意一项所述的N型双面太阳能电池片的制作方法制作而成。
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