CN107564988B - 一种mwt电池及其制备方法 - Google Patents

一种mwt电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107564988B
CN107564988B CN201710794638.0A CN201710794638A CN107564988B CN 107564988 B CN107564988 B CN 107564988B CN 201710794638 A CN201710794638 A CN 201710794638A CN 107564988 B CN107564988 B CN 107564988B
Authority
CN
China
Prior art keywords
silicon wafer
rectangular pyramid
printing
diffusion
inverted rectangular
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.)
Active
Application number
CN201710794638.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107564988A (zh
Inventor
王燕
赵燕
吴俊桃
陈伟
陈全胜
刘尧平
徐鑫
杜小龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Pyoung Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Pyoung Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Pyoung Technology Co ltd filed Critical Beijing Pyoung Technology Co ltd
Priority to CN201710794638.0A priority Critical patent/CN107564988B/zh
Publication of CN107564988A publication Critical patent/CN107564988A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107564988B publication Critical patent/CN107564988B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • Y02E10/546—Polycrystalline silicon PV 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种P型(或N型)多晶硅衬底的MWT电池及其制备方法。将多晶太阳能电池硅片利用激光开孔；将所述硅片进行清洗制绒获得倒四棱锥绒面，所得硅片的表面随机分布倒四棱锥绒面；对上述硅片进行热扩散制备PN结并去除磷硅玻璃(或硼硅玻璃)，表面沉积SiNx减反射膜；随后，在上述硅片的激光开孔的空洞处填充浆料并印刷背电极，对上述硅片的正面进行Ag栅线印刷，背面进行Al背场印刷，并烧结烘干；对上述硅片进行激光划线隔离，避免短路，得到本发明的MWT电池。

Description

一种MWT电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池及其制备方法，特别涉及MWT电池及其制备方法。
背景技术
现今世界，能源危机是人类社会发展面临的重要问题。太阳电池产业作为解决能源危机的重要手段之一，受到普遍重视。而发展太阳电池产业，首要解决的问题就是要降低太阳电池的使用成本，其中提高太阳电池的转换效率是降低成本的主要手段，提高太阳电池转换效率也是长期以来人们一直努力解决的问题。
MWT电池属于背接触电池中的前结电池，所谓的前结电池就是发射区位于电池的正面，这样的结构有利于收集更多的载流子。MWT电池基本消除了正面栅线电极的遮光损失，更充分地利用了光照，提高了电池效率；同时还可以将电池的两极从背面引出，既降低了封装难度又简化了制作工艺，使电池更美观。
为进一步提高MWT硅太阳电池的转换效率，必须对MWT硅太阳电池的结构参数和工艺条件进行精细的设计和优化。MWT电池的制备工艺涉及激光打孔、制绒、扩散、钝化和表面电极制备等，每一步可以说对于MWT电池的最终性能都有着不可预知的影响。德国弗朗霍夫研究所已经制备出了转换效率为17.1％的MWT电池，还有荷兰的能源研究中心研究的多晶MWT电池，其效率也达到了17％。国内对于MWT电池的制备工艺也进行了广泛的研究。
CN201210043202.5公开了一种MWT太阳能电池电极的制备方法，包括对晶体硅片进行前工序处理制成具有导电通孔的MWT型太阳电池用晶体硅片，还含以下步骤：
(1)选取MWT前工序完成的晶体硅片，在晶体硅片的背光面印刷上正电极主栅线和负电极主栅线；
(2)在背光面印刷上背场，使背场与正电极主栅线相连，形成正电极，并使背场与负电极不相连；
(3)在晶体硅片受光面印刷上细栅线，使细栅线与导电通孔相连接，同时将负电极主栅线与导电通孔相连接，形成负电极；
(4)将晶体硅片烧结后形成电池电极金属化，制成MWT太阳能电池电极。
CN201210088528.X公开一种晶硅太阳能MWT电池制作方法，含有以下步骤，首先在裸硅片上进行八字形分布激光打孔，而后进行电池片工艺：制绒、扩散、去PSG、PECVD、丝网印刷、烧结、激光隔离；丝印段步骤为：①同时印刷背面正电极和背面负电极；②印刷背电场；③同时印刷正面栅线和正面填孔栅线。
CN201210427416.2公开一种MWT电池的制造方法，包括以下步骤：
在一硅片上对称地进行打孔，以获得在所述硅片上对称分布的多个通孔；
在所述硅片上实施扩散工艺；
根据所述多个通孔，在经扩散的硅片表面上进行划线，以将所述硅片划分成多个子电池，以使所述多个子电池中的每一个都包括一个通孔；
在所述硅片的正面印刷正面电极；
在所述硅片的背面印刷铝背场；
在所述硅片的背面印刷连接电极，以使所述多个子电池之间彼此纵向串联且横向彼此并联，
其中所述正面电极和所述连接电极经由所述通孔导通。
CN201310213029.3公开一种MWT太阳能电池制备方法，包括以下步骤：
通过激光去除MWT太阳能电池基底背面的指定区域的减反膜，形成无减反膜区域；
将MWT太阳能电池基底放入强碱性溶液中清洗，去除无减反膜区域的背场、激光损伤和过料孔内损伤。
CN201510612566.4公开一种具有背钝化膜的MWT电池的制备方法，所述制备方法包括步骤：
a)提供硅片，并对所述硅片进行湿法制绒；
b)对所述硅片进行磷扩散或者硼扩散；
c)对所述硅片的边缘和背面发射极进行刻蚀，并去除PSG或BSG；
d)采用激光打孔技术对所述硅片进行打孔；
e)采用氢氟酸对所述硅片进行清洗；
f)在所述硅片的背面沉积背面钝化膜；
g)在所述硅片的背面沉积保护膜；
h)在所述硅片的正面沉积减反射钝化膜；
i)在所述硅片的背面的非发射极电极印刷区域开槽；
j)在所述硅片的背面印刷发射极电极和基极接触电极，并将分布于发射极电极中心位置的通孔进行填充；
k)在所述硅片的背面印刷铝背场，正面印刷细栅线。
CN201510675479.3公开一种MWT太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
形成MWT预制组件，所述MWT预制组件包括依次层叠设置的下封装层、MWT电池层和上封装层，以及贯穿设置于所述MWT电池层和所述下封装层中的导电胶，所述MWT电池层包括多个间隔设置的电池片，相邻的所述电池片之间具有分隔空间；
利用微波对所述分隔空间进行辐射处理，使所述上封装层和所述下封装层融化并分别与所述MWT电池层粘接。
现有技术的研究中，关注于硅衬底的绒面结构对于MWT电池性能的影响较少，本发明人经过一系列的研究，对于硅衬底以及制绒液等深入分析，如CN201710060545.5、CN201710063015.6、CN201710063021.1、CN201710063022.6、CN201710347235.1等，本发明人认为硅衬底的绒面结构对于提高MWT电池的效率至关重要，通过绒面结构的匹配，MWT电池性能得到极大提高。
发明内容
本发明鉴于上述情况，提供一种MWT电池及其制备方法，所得到的MWT电池具有更高的转换效率，生产方法安全可靠、成本低，而这主要得益于所采用的多晶硅衬底的特殊绒面结构。
本发明人等经过反复研究、深入分析的结果发现，将多晶太阳能电池硅片利用激光开孔；将所述硅片进行清洗制绒获得倒四棱锥绒面，所得硅片的表面随机分布倒四棱锥绒面；对上述硅片进行热扩散制备PN结并去除磷硅玻璃(硼硅玻璃)，表面沉积SiNx减反射膜；随后，在上述硅片的激光开孔的空洞处填充浆料并印刷背电极，对上述硅片的正面进行Ag栅线印刷，背面进行Al背场印刷，并烧结烘干；对上述硅片进行激光划线隔离，避免短路，由此完成本发明。
即，本发明提供下述的MWT电池及其制备方法。
本发明首先提供一种MWT电池，其包括多晶硅片衬底、SiNx减反射膜、背电极、Ag栅线，所述多晶硅片衬底表面随机分布倒四棱锥组，所述多晶硅片衬底的倒四棱锥组包括二个或多个至少部分相互叠加的倒四棱锥，在多晶硅片衬底上通过热扩散形成P-N结，表面沉积SiNx减反射膜，填充浆料并印刷背电极，随后在多晶硅片衬底的正面进行Ag栅线印刷，背面进行Al背场印刷，烧结烘干后得到MWT电池。
进一步优选地，所述倒四棱锥组还包括至少部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合，所述长方体沿与倒四棱锥中心线平行的方向上叠加；进一步地，所述至少部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合之间也相互叠加。
进一步优选地，所述倒四棱锥组的宽度为200-1600nm。
进一步优选地，所述倒四棱锥组所包括的倒四棱锥深度和宽度的比为0.2-2∶1。
本发明同时提供MWT电池的制备方法，步骤如下：
步骤1，将多晶太阳能电池硅片利用激光开孔；
步骤2，将所述硅片进行清洗制绒获得倒四棱锥绒面；
步骤3，对上述硅片进行热扩散制备PN结并去除磷硅玻璃(或硼硅玻璃)；
步骤4，在上述硅片上表面沉积SiNx减反射膜；
步骤5，在上述硅片的激光开孔的空洞处填充浆料并印刷背电极；
步骤6，对上述硅片的正面进行Ag栅线印刷，背面进行Al背场印刷，并烧结烘干；
步骤7，对上述硅片进行激光划线隔离，避免短路。
进一步优选地，步骤1中激光开孔的数目为10-300个，优选20-100个，最优选25个，孔径大小为20-1000μm，优选600-800μm，最优选700μm，孔的形状为圆柱形或六方棱柱形。
进一步优选地，步骤2中，所述硅片为P型(或N型)多晶硅片，在金属催化刻蚀制备倒四棱锥绒面之前对其进行清洗，依次使用丙酮、乙醇和去离子水清洗。
进一步优选地，步骤2中所述金属催化刻蚀为化学刻蚀。
进一步优选地，所述化学刻蚀过程包括：将硅衬底放置于酸性制绒液中，进行一次蚀刻，清洗去除金属离子；将清洗后的多晶硅衬底置于碱液中进行二次刻蚀，清洗即得。
所述酸性制绒液中包含0.1-1.0mmol/L的银离子、20-180mmol/L的铜离子、2-8mol/L的HF和0.1-8mol/L的H2O2。
在所述酸性制绒液中银离子的浓度是0.1、0.2、0.3、0.4、0.49、0.6、0.7、0.8、0.9或1.0mmol/L；铜离子的浓度是20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170或180mmol/L；HF的浓度是2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5或8mol/L；H2O2的浓度是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.8、1、1.25、1.5、1.75、2、2.25、2.5、2.75、3、3.25、3.5、3.75、4、4.25、4.5、4.75、5、5.5、6、6.5、7、7.5或8mol/L。
所述一次刻蚀的时间为60、120、180、240、300、360、420、480、540或600s，温度为20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34或35℃。
所述碱液为含1、2、3、4、5、6、7、8、9或10％(重量)的KOH或NaOH溶液。
所述二次刻蚀的时间为5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、140、160、180、200、250或300s，温度为20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30℃。优选地，所述二次刻蚀的时间大于等于120s。
进一步优选地，步骤3中对P型多晶硅片进行磷扩散，得到PN结，磷扩散的扩散温度为700-1100℃，优选为800℃，时间为50-100min，优选为60min，扩散方阻范围为50-140Ω/sq，采用浓度范围为5％-10％的HF溶液去除磷硅玻璃，清洗时间为1-5min。
进一步优选地，步骤3中对N型多晶硅片进行硼扩散，扩散温度为900-1100℃，优选为1000℃，时间为10-100min，优选为60min，扩散方阻范围为40-140Ω/sq，采用浓度范围为5％-10％的HF溶液去除硼硅玻璃，清洗时间为1-5min。
进一步优选地，步骤4中氮化硅反射膜的厚度为60-110nm，优选80nm。
进一步优选地，步骤6中栅线的数目为5-30根，优选10-20根，更优选15根，其形状优选为直线段式、断点式、网状式、枝干式。
有益效果
本发明在P型(或N型)多晶硅片衬底上下表面首先形成特殊的倒四棱锥绒面结构，该倒四棱锥结构的绒面是由随机分布的倒四棱锥之间相互接触或叠加的特殊绒面结构。由于该硅衬底的特殊绒面结构中具有不同层次的陷光结构，可以增加光的有效接触面积，产生更多的光生载流子，同时可以实现不同位置光生载流子的合理转移。
对于该P型多晶硅衬底，其通过磷扩散形成N层，与衬底构成PN结，得到构成一个高低结；对于该N型多晶硅衬底，其通过硼扩散形成P层，与衬底构成PN结，得到构成一个高低结。
与现有技术相比，本发明的高效MWT电池，有效地减少了少子复合，提高了电池的开路电压，其制备过程简便、易操作、效率高、易实现大规模量产，性价比高。
而本发明所得到的倒四棱锥绒面结构，不仅具有较低的反射率，更为重要的是该绒面结构的尺寸为亚微米级或微米级，且结构表面光滑，从而在增加光吸收的同时不增加额外的载流子复合，使光学增益被有效地利用起来。此外，由于倒四棱锥独特的结构特性，使得在丝网印刷时浆料可以更好地填充于该结构中，获得更优异的电极接触，有效降低了电池的串联电阻、提高了填充因子。总之，由于该倒四棱锥绒面结构具有低反射、低复合、易填充的特性，使得本发明中P型MWT电池效率有了明显提高。
附图说明
图1为本发明实施例1中的制绒硅衬底的表面SEM图。从图中可以看出硅衬底绒面结构中包括由二个或多个至少部分相互叠加的倒四棱锥绒面结构，单独的倒四棱锥绒面结构，部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合的绒面结构(所述长方体沿与倒四棱锥中心线平行的方向上叠加)，以及部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合相互叠加的绒面结构，并且所述绒面结构以部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合的绒面结构或其相互叠加的绒面结构为主要绒面结构。
图2为本发明实施例2中的制绒硅衬底的表面SEM图。
图3为本发明实施例3中的制绒硅衬底绒面结构的SEM图，为典型的部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合的绒面结构，所述长方体沿与倒四棱锥中心线平行的方向上叠加。
具体实施方式
在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。
应当理解的是，在说明书和权利要求书中使用的术语或词语不应当理解为具有在字典中限定的含义，而应理解为在以下原则的基础上具有与其在本发明上下文中的含义一致的含义：术语的概念可以适当地由发明人为了对本发明的最佳说明而限定。
而本发明所得到的倒四棱锥绒面结构，不仅具有较低的反射率，更为重要的是绒面结构尺寸为亚微米级或微米级，且结构表面光滑，从而在增加光吸收的同时不增加额外的载流子复合，使得光学增益被有效地利用起来。此外，由于倒四棱锥独特的结构特性，使在丝网印刷时浆料可以更好地填充于该结构中，获得更优异的电极接触，有效降低了电池的串联电阻，提高了填充因子。总之，由于该倒四棱锥结构具有低反射、低复合、易填充的特性，使得本发明中多晶MWT电池效率有了明显提高。
在本发明中，所述倒四棱锥的顶部是指倒四棱锥深处的细小部分，顶部以上的部分为倒四棱锥的锥体部分，而倒四棱锥的方形面开口部分为倒四棱锥的底部。所述倒四棱锥的顶部选自点、线、方形、圆形、椭圆形或由多条曲线围成的闭合图形中的一种或几种。
另外，在本发明中，所述倒四棱锥组还包括至少部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合，所述长方体沿与倒四棱锥中心线平行的方向上叠加；其也可以看作部分或全部截角的四面体，所述四面体底部四角中优选有2个角被截或4个角全部被截；进一步地，所述至少部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合之间也相互叠加。
在本发明的多晶硅衬底绒面结构中，所述倒四棱锥组是随机分布的，并非紧密地排布于制绒硅衬底表面，并且在硅衬底表面存在少量平锥区域；另外在硅衬底表面绒面结构中主要为二个、三个、四个、五个或多个倒四棱锥叠加的绒面结构；在一定情况下，所述绒面结构中还可能分布着少量的单个倒四棱锥的绒面结构。
由于上述倒四棱锥结构的绒面是由随机分布的倒四棱锥之间相互接触或叠加后形成的特殊绒面结构，因此上述制绒硅衬底表面上具有不同层次的陷光结构，增加了光的有效接触面积，产生更多的光生载流子，同时可以实现不同位置光生载流子的合理转移。
实施例1 MWT电池的制备
步骤如下：
步骤1，将多晶太阳能电池硅片利用激光开孔，使用Nd：YAG激光开孔和孔绝缘，激光开孔的数目为25个，孔径大小为500μm，孔的形状为圆柱形；
步骤2，
对P型多晶硅片衬底进行金属催化刻蚀，在硅衬底的表面形成倒四棱锥绒面结构；
首先将多晶硅衬底采用HF和HNO3混合溶液中在8±1℃下处理3min；
之后采用金属催化刻蚀硅衬底，在硅衬底表面形成倒四棱锥绒面结构；所述金属催化刻蚀为多次刻蚀，第一次刻蚀为酸性制绒液刻蚀，第二次刻蚀为碱液刻蚀。
其中，所述酸性制绒液中包含0.1mmol/L的银离子、100mmol/L的铜离子、5.6mol/L的HF和1.0mol/L的H2O2。一次刻蚀的时间为540s，温度为27℃。
将一次刻蚀清洗后的多晶硅衬底置于碱液中进行二次刻蚀，清洗即得。其中所述碱液为含2％的NaOH溶液；二次刻蚀的时间为180s，温度为25℃。
步骤3，对上述硅片进行热扩散制备PN结并去除磷硅玻璃，其中磷扩散的扩散温度为900℃，时间为100min，扩散方阻为75Ω/sq；采用浓度范围为10％的HF溶液去除磷硅玻璃，清洗时间为1min；
步骤4，在上述硅片上表面沉积SiNx减反射膜；PECVD沉积氮化硅减反射膜，氮化硅减反射膜的膜厚为80nm；
步骤5，在上述硅片的激光开孔的空洞处填充浆料并印刷背电极；
步骤6，对上述硅片的正面进行Ag栅线印刷，背面进行Al背场印刷，并900℃烧结烘干；栅线的数目为15根，其形状为直线段式；
步骤7，对上述硅片进行激光划线隔离，避免短路。
所得MWT电池，硅衬底的倒四棱锥组的宽度为500nm；所述倒四棱锥组所包括的倒四棱锥深度和宽度的比为0.6∶1。
实施例2
MWT电池的制备，
步骤如下：
步骤1，将多晶太阳能电池硅片利用激光开孔，使用Nd：YAG激光开孔和孔绝缘，激光开孔的数目为60个，孔径大小为800μm，孔的形状为六方棱柱形；
步骤2，
对P型多晶硅衬底进行金属催化刻蚀，在硅衬底上下表面形成倒四棱锥绒面结构。
所述金属催化刻蚀为多次刻蚀，第一次刻蚀为酸性制绒液刻蚀，第二次刻蚀为碱液刻蚀。
所述酸性制绒液包括0.35mmol/L的银离子、100mmol/L的铜离子、4mol/L的HF和2mol/L的H2O2；所述碱液为含10％(重量)的KOH溶液。
所述一次刻蚀的时间为300s，温度为20℃；
所述二次刻蚀的时间为200s，温度为20℃。
步骤3，对上述硅片进行热扩散制备PN结并去除磷硅玻璃；其中磷扩散的扩散温度为900℃，时间为60min，扩散方阻为55Ω/sq；采用浓度范围为5％的HF溶液去除磷硅玻璃，清洗时间为5min；
步骤4，在上述硅片上表面沉积SiNx减反射膜；PECVD沉积氮化硅减反射膜，氮化硅减反射膜的膜厚为80nm；
步骤5，在上述硅片的激光开孔的空洞处填充浆料并印刷背电极；
步骤6，对上述硅片的正面进行Ag栅线印刷，背面进行Al背场印刷，并1000℃烧结烘干；栅线的数目为20根，其形状为直线段式；
步骤7，对上述硅片进行激光划线隔离，避免短路。
所得MWT电池，硅衬底的倒四棱锥组的宽度为400nm；所述倒四棱锥组所包括的倒四棱锥深度和宽度的比为0.2∶1。
实施例3
MWT电池的制备，
步骤如下：
步骤1，将多晶太阳能电池硅片利用激光开孔，使用Nd：YAG激光开孔和孔绝缘，激光开孔的数目为100个，孔径大小为700μm，孔的形状为圆柱形；
步骤2，
对P型多晶硅衬底进行金属催化刻蚀，在硅衬底的上下表面形成倒四棱锥绒面结构；
所述金属催化刻蚀为多次刻蚀，第一次刻蚀为酸性制绒液刻蚀，第二次刻蚀为碱液刻蚀。
所述酸性制绒液包括0.1mmol/L的银离子、20mmol/L的铜离子、2mol/L的HF和0.1mol/L的H2O2；所述碱液为含5％(重量)的NaOH溶液。
所述一次刻蚀的时间为360s，温度为35℃；
所述二次刻蚀的时间为180s，温度为30℃。
步骤3，对上述硅片进行热扩散制备PN结并去除磷硅玻璃；其中磷扩散的扩散温度为970℃，时间为100min，扩散方阻为95Ω/sq；采用浓度范围为10％的HF溶液去除磷硅玻璃，清洗时间为1min；
步骤4，在上述硅片上表面沉积SiNx减反射膜；PECVD沉积氮化硅减反射膜，氮化硅减反射膜的膜厚为90nm；
步骤5，在上述硅片的激光开孔的空洞处填充浆料并印刷背电极
步骤6，对上述硅片的正面进行Ag栅线印刷，背面进行Al背场印刷，并烧结烘干；栅线的数目为25根，其形状为枝干式；
步骤7，对上述硅片进行激光划线隔离，避免短路。
所得MWT电池，硅衬底的倒四棱锥组的宽度为600nm；所述倒四棱锥组所包括的倒四棱锥深度和宽度的比为1.5∶1。
实施例4
MWT电池的制备，
步骤如下：
步骤1，将多晶太阳能电池硅片利用激光开孔，使用Nd：YAG激光开孔和孔绝缘，激光开孔的数目为1500个，孔径大小为700μm，孔的形状为六方棱柱形；
步骤2，
对N型多晶硅衬底进行金属催化刻蚀，在硅衬底的上下表面形成倒四棱锥绒面结构；
所述金属催化刻蚀为多次刻蚀，第一次刻蚀为酸性制绒液刻蚀，第二次刻蚀为碱液刻蚀。
所述酸性制绒液包括0.55mmol/L的银离子、120mmol/L的铜离子、2mol/L的HF和4mol/L的H2O2；所述碱液为含10％(重量)的KOH溶液。
所述一次刻蚀的时间为420s，温度为35℃；
所述二次刻蚀的时间为120s，温度为30℃。
步骤3，对上述硅片进行热扩散制备PN结并去除硼硅玻璃；其中硼扩散的扩散温度为1000℃，时间为60min，扩散方阻为75Ω/sq；采用浓度范围为8％的HF溶液去除磷硅玻璃，清洗时间为3min；
步骤4，在上述硅片上表面沉积SiNx减反射膜；PECVD沉积氮化硅减反射膜，氮化硅减反射膜的膜厚为80nm；
步骤5，在上述硅片的激光开孔的空洞处填充浆料并印刷背电极；
步骤6，对上述硅片的正面进行Ag栅线印刷，背面进行Al印刷，并烧结烘干；栅线的数目为15根，其形状为网状式；
步骤7，对上述硅片进行激光划线隔离，避免短路。
所得MWT电池，硅衬底的倒四棱锥组的宽度为1000nm；所述倒四棱锥组所包括的倒四棱锥深度和宽度的比为2∶1。
将实施例1-4获得的太阳能电池进行效果测试，测定太阳能电池性能，具体结果如下：
Uoc(mV) Isc(A) FF(％) Eff.(％)
实施例1 636 9.17 81.13 19.65
实施例2 635 9.18 81.04 19.62
实施例3 634 9.23 81.34 19.78
实施例4 642 9.21 81.54 20.03
可见，本发明中，由于叠加倒四棱锥绒面结构具有低反射、低复合、易填充的特性，使得电池效率有了明显提高，Uoc均在630mV以上，Isc均在9.15A以上，FF均高于80％，Eff.均高于19.50％。
以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。

Claims (9)

1.一种MWT电池，其包括多晶硅片衬底、SiNx减反射膜、背电极、Ag栅线，所述多晶硅片衬底表面随机分布倒四棱锥组，所述多晶硅片衬底的倒四棱锥组包括二个或多个至少部分相互叠加的倒四棱锥，在多晶硅片衬底上通过热扩散形成P-N结，表面沉积SiNx减反射膜，填充浆料并印刷背电极，随后在多晶硅片衬底的正面进行Ag栅线印刷，背面进行Al背场印刷，烧结烘干后得到MWT电池；
所述倒四棱锥组还包括至少部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合，所述长方体沿与倒四棱锥中心线平行的方向上叠加；进一步地，所述至少部分叠加的倒四棱锥和长方体的组合之间也相互叠加；
所述倒四棱锥组的宽度为200-1600nm；
所述倒四棱锥组所包括的倒四棱锥深度和宽度的比为0.2-2：1；
所述MWT电池的制备方法，步骤如下：
步骤1，将多晶太阳能电池硅片利用激光开孔；
步骤2，将所述硅片进行清洗制绒获得倒四棱锥组的绒面；化学刻蚀过程包括:将硅片放置于酸性制绒液中，进行一次蚀刻，清洗去除金属离子;将清洗后的硅片置于碱液中进行二次刻蚀，清洗即得；所述酸性制绒液中包含0.1-0.35mmol/L的银离子、20-180mmol/L的铜离子、2-8mol/L的HF和0.1-8mol/L的H2O2；所述二次刻蚀的时间为200-300s；所述碱液为含10%重量的KOH或NaOH溶液；
步骤3，对上述硅片进行热扩散制备PN结并去除磷硅玻璃或硼硅玻璃；
步骤4，在上述硅片上表面沉积SiNx减反射膜；
步骤5，在上述硅片的激光开孔的空洞处填充浆料并印刷背电极；
步骤6，对上述硅片的正面进行Ag栅线印刷，背面进行Al背场印刷，并烧结烘干；
步骤7，对上述硅片进行激光划线隔离，避免短路。
2.一种根据权利要求1的MWT电池的制备方法，步骤如下：
步骤1，将多晶太阳能电池硅片利用激光开孔；
步骤2，将所述硅片进行清洗制绒获得倒四棱锥组的绒面；
步骤3，对上述硅片进行热扩散制备PN结并去除磷硅玻璃或硼硅玻璃；
步骤4，在上述硅片上表面沉积SiNx减反射膜；
步骤5，在上述硅片的激光开孔的空洞处填充浆料并印刷背电极；
步骤6，对上述硅片的正面进行Ag栅线印刷，背面进行Al背场印刷，并烧结烘干；
步骤7，对上述硅片进行激光划线隔离，避免短路。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1中激光开孔的数目为10-300个，孔径大小为20-1000μm，孔的形状为圆柱形或六方棱柱形。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3中对P型多晶硅片进行磷扩散，扩散温度为700-1100℃，时间为50-100min，扩散方阻范围为50-140Ω/□，采用浓度范围为5%-10%的HF溶液去除磷硅玻璃，清洗时间为1-5min。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3中对N型多晶硅片进行硼扩散，扩散温度为900-1100℃，时间为10-100min，扩散方阻范围为40-140Ω/□，采用浓度范围为5%-10%的HF溶液去除硼硅玻璃，清洗时间为1-5min。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤4中SiNx减反射膜的厚度为60-110nm。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，扩散温度为800℃，时间为60min。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，扩散温度为1000℃，时间为60min。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤4中SiNx减反射膜的厚度为80nm。
CN201710794638.0A 2017-09-05 2017-09-05 一种mwt电池及其制备方法 Active CN107564988B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710794638.0A CN107564988B (zh) 2017-09-05 2017-09-05 一种mwt电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710794638.0A CN107564988B (zh) 2017-09-05 2017-09-05 一种mwt电池及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107564988A CN107564988A (zh) 2018-01-09
CN107564988B true CN107564988B (zh) 2021-06-25

Family

ID=60979400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710794638.0A Active CN107564988B (zh) 2017-09-05 2017-09-05 一种mwt电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107564988B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120264252A1 (en) * 2009-06-22 2012-10-18 Jihoon Ko Solar cell and method of manufacturing the same
CN103187482A (zh) * 2013-01-15 2013-07-03 常州亿晶光电科技有限公司 一种晶硅太阳能mwt电池的制造方法及其制造的电池
CN104362192A (zh) * 2014-10-23 2015-02-18 天威新能源控股有限公司 一种金属环绕背接触电池及其制备方法和封装方法
CN105226113A (zh) * 2015-07-09 2016-01-06 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种晶体硅太阳能电池的绒面结构及其制备方法
CN106653889A (zh) * 2017-01-25 2017-05-10 北京普扬科技有限公司 用于刻蚀太阳能电池硅片表面的制绒液及其应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120264252A1 (en) * 2009-06-22 2012-10-18 Jihoon Ko Solar cell and method of manufacturing the same
CN103187482A (zh) * 2013-01-15 2013-07-03 常州亿晶光电科技有限公司 一种晶硅太阳能mwt电池的制造方法及其制造的电池
CN104362192A (zh) * 2014-10-23 2015-02-18 天威新能源控股有限公司 一种金属环绕背接触电池及其制备方法和封装方法
CN105226113A (zh) * 2015-07-09 2016-01-06 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种晶体硅太阳能电池的绒面结构及其制备方法
CN106653889A (zh) * 2017-01-25 2017-05-10 北京普扬科技有限公司 用于刻蚀太阳能电池硅片表面的制绒液及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN107564988A (zh) 2018-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201699033U (zh) 双面受光型晶体硅太阳能电池
CN102763226A (zh) 使用薄平面半导体的高效光伏背触点太阳能电池结构和制造方法
JP2011512687A (ja) 非対称ウエーハのエッチング方法、非対称エッチングのウエーハを含む太陽電池、及び太陽電池の製造方法
CN107039544B (zh) P型perc双面太阳能电池及其制备方法、组件和系统
WO2020103195A1 (zh) 单晶电池片切割方法、单晶电池片、光伏组件及制备方法
WO2019128073A1 (zh) 一种高效mwt太阳能电池的制备方法
CN102683493A (zh) N型晶体硅双面背接触太阳电池的制备方法
US20150083183A1 (en) Solar cell, manufacturing method for solar cell, and solar cell module
CN203812893U (zh) 一种n型背结太阳能电池
CN103187482A (zh) 一种晶硅太阳能mwt电池的制造方法及其制造的电池
CN108682699B (zh) 一种低成本的mwt太阳能电池正电极的制备方法
CN106711277A (zh) 一种n型双面太阳能电池的制备方法
CN109326664A (zh) 单面直连太阳能电池组件及制备方法
CN108987510A (zh) 网格状单面直连太阳能电池组件及制备方法
CN108987507A (zh) 分片单面直连太阳能电池组件及制备方法
CN107564988B (zh) 一种mwt电池及其制备方法
CN107611197B (zh) 一种ibc电池及其制备方法
CN107564976B (zh) 一种双面电池及其制备方法
CN102280501B (zh) 一种硅基埋栅薄膜太阳能电池
CN109244160A (zh) 分片单面直连太阳能电池组件及制备方法
WO2018157493A1 (zh) P型perc双面太阳能电池及其制备方法、组件和系统
CN102709340A (zh) 一种基于n型硅片倾斜金属接触结构的异质结太阳电池
CN103035771A (zh) N型mwt太阳能电池结构及其制造工艺
CN208674134U (zh) 分片双面直连太阳能电池组件
CN102403379B (zh) 具有背面浮动结的太阳能电池结构及其制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant