CN108281512B - 一种单晶硅太阳能电池及其制造方法 - Google Patents
一种单晶硅太阳能电池及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108281512B CN108281512B CN201810175820.2A CN201810175820A CN108281512B CN 108281512 B CN108281512 B CN 108281512B CN 201810175820 A CN201810175820 A CN 201810175820A CN 108281512 B CN108281512 B CN 108281512B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- single crystal
- type
- layer
- spin coating
- type single
- 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
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 72
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 65
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims abstract description 59
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims abstract description 27
- DYHSMQWCZLNWGO-UHFFFAOYSA-N di(propan-2-yloxy)alumane Chemical compound CC(C)O[AlH]OC(C)C DYHSMQWCZLNWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 21
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 claims abstract description 20
- RCYJPSGNXVLIBO-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenetitanium Chemical compound [S].[Ti] RCYJPSGNXVLIBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N tungsten disulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 29
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 8
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 7
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000010329 laser etching Methods 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 claims 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 5
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 5
- 229910003978 SiClx Inorganic materials 0.000 description 3
- SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N aluminium isopropoxide Chemical compound [Al+3].CC(C)[O-].CC(C)[O-].CC(C)[O-] SMZOGRDCAXLAAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
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
- H01L31/18—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
- H01L31/1804—Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof comprising only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- 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
- H01L31/0236—Special surface textures
- H01L31/02366—Special surface textures of the substrate or of a layer on the substrate, e.g. textured ITO/glass substrate or superstrate, textured polymer layer on glass substrate
-
- 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
- H01L31/0248—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 characterised by their semiconductor bodies
- H01L31/0256—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 characterised by their semiconductor bodies characterised by the material
- H01L31/0264—Inorganic materials
- H01L31/028—Inorganic materials including, apart from doping material or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种单晶硅太阳能电池的制造方法，其包括在P型单晶硅片的上表面形成纹理化层；在所述P型单晶硅片的上表面形成N型硅层；在所述N型硅层上沉积氮化硅钝化层，并对所述氮化硅钝化层进行刻蚀处理以在预备形成上电极的区域形成开口，以暴露所述N型硅层；在所述P型单晶硅片的上表面旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液，并进行退火处理；在所述P型单晶硅片的下表面依次旋涂含有硫化钨二维纳米材料的溶液和含有硫化钛二维纳米材料的溶液，并进行退火处理，以形成复合界面层；在所述P型单晶硅片的上表面形成上电极，并在所述P型单晶硅片的下表面形成下电极。该方法形成的单晶硅太阳能电池具有优异的光电转换效率。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种单晶硅太阳能电池及其制造方法。
背景技术
随着工业的高度发展和人口的持续增长，对能源的需求也急剧增加，其中煤炭和石油是最主要的能源材料。然而地球上的煤炭和石油总储藏量有限且不可再生，因而全球面临着严峻的能源问题。同时煤炭和石油的使用过程中也会造成严重的环境污染，给我们的地球造成了巨大的灾难。只有可再生能源的大规模利用以替代煤炭和石油，才能促进人类社会的可持续发展。太阳能是来自于太阳内部的核聚变所蕴藏着的、并能爆发向外辐射的能量，与传统能源相比，太阳能取之不尽，用之不竭。如何充分利用太阳能，使得太阳能真正取代煤炭和石油，成为全人类的能源消耗的最重要来源，已成为人们的研究重点。目前通常利用太阳能电池将光能转换为电能，现有P型单晶硅太阳能电池的制备过程中，在钝化层上刻蚀开口的工艺中常会对N型硅层造成损伤，进而影响P型单晶硅太阳能电池的光电转换效率。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种单晶硅太阳能电池及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提出的一种单晶硅太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：(1)在P型单晶硅片的上表面形成纹理化层；(2)在所述P型单晶硅片的上表面形成N型硅层；(3)在所述N型硅层上沉积氮化硅钝化层，并对所述氮化硅钝化层进行刻蚀处理以在预备形成上电极的区域形成开口，以暴露所述N型硅层；(4)在所述P型单晶硅片的上表面旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液，并进行退火处理，以在所述氮化硅钝化层的表面和侧面以及暴露的N型硅层的表面形成氧化铝层；(5)在所述P型单晶硅片的下表面依次旋涂含有硫化钨二维纳米材料的溶液和含有硫化钛二维纳米材料的溶液，并进行退火处理，以形成复合界面层；(6)在所述P型单晶硅片的上表面形成上电极，并在所述P型单晶硅片的下表面形成下电极。
作为优选，在所述步骤(2)中，通过热扩散工艺向所述P型单晶硅片中扩散磷以形成N型磷掺杂层，或者通过离子注入工艺向所述P型单晶硅片中注入磷，并进行热处理以形成N型磷掺杂层。
作为优选，在所述步骤(3)中，通过激光刻蚀工艺形成所述开口。
作为优选，在所述步骤(4)中，旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液的次数为3-6次，且每次旋涂工序之后直接进行一次退火处理，然后再进行下一次的旋涂工序。
作为优选，在所述步骤(4)中，含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液中的乙酰烷氧基二异丙醇铝的浓度为0.2-0.5mg/ml，每次旋涂的转速为3000-5000转/分钟，每次旋涂的时间为1-5分钟，每次退火处理的具体工艺为：在空气中，在300-600℃的温度下热处理30-60分钟。
作为优选，在所述步骤(5)中，含有硫化钨二维纳米材料的溶液中的硫化钨二维纳米材料的浓度为0.2-1mg/ml，含有硫化钛二维纳米材料的溶液中的硫化钛二维纳米材料的浓度为0.5-1.5mg/ml，旋涂的转速为2000-4000转/分钟，每次旋涂的时间为1-3分钟，退火处理的温度是100-150℃，退火处理的时间为10-20分钟。
作为优选，在所述步骤(6)中，所述上电极的材质为银，所述下电极的材质为铝。
本发明还提供了一种单晶硅太阳能电池，所述单晶硅太阳能电池为采用上述方法制备形成的。
本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明的P型单晶硅太阳能电池的制备过程中，利用激光工艺对所述氮化硅钝化层进行刻蚀处理以在预备形成上电极的区域形成开口之后，在暴露的N型硅层表面旋涂旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液，并进行退火处理，以在暴露的N型硅层的表面形成氧化铝层，有效减少N型硅层表面的缺陷态，进而减少电子在N型硅层表面复合的几率，同时通过优化乙酰烷氧基二异丙醇铝的浓度、旋涂的具体工艺参数以及退火的具体工艺参数，以形成合适厚度的氧化铝层，在有效减少N型硅层表面的缺陷态的同时，氧化铝层在N型硅层与上电极之间形成隧穿层，提高P型单晶硅太阳能电池的短路电流和填充因子，进而提高其光电转换效率。
同时在下电极与P型单晶硅之间形成复合界面层，通过优化各项工艺参数，改善了下电极与P型单晶硅之间的接触性能，有效减少漏电流，便于空穴的有效传输，进而提高该P型单晶硅太阳能电池的光电转换效率。利用本发明的方法形成P型单晶硅太阳能电池的过程中，在现有制备工艺的基础上，利用简单的旋涂工艺和退火工艺，即可形成均匀致密的氧化铝层和复合界面层，且通过大量的试验以得到最优的工艺参数，且本发明的制备过程简单，降低了生产能耗，易于工业化生产。
附图说明
图1为本发明的单晶硅太阳能电池的结构示意图。
具体实施方式
本发明具体实施例提出的一种单晶硅太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：(1)在P型单晶硅片的上表面形成纹理化层；(2)在所述P型单晶硅片的上表面形成N型硅层；(3)在所述N型硅层上沉积氮化硅钝化层，并对所述氮化硅钝化层进行刻蚀处理以在预备形成上电极的区域形成开口，以暴露所述N型硅层；(4)在所述P型单晶硅片的上表面旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液，并进行退火处理，以在所述氮化硅钝化层的表面和侧面以及暴露的N型硅层的表面形成氧化铝层；(5)在所述P型单晶硅片的下表面依次旋涂含有硫化钨二维纳米材料的溶液和含有硫化钛二维纳米材料的溶液，并进行退火处理，以形成复合界面层；(6)在所述P型单晶硅片的上表面形成上电极，并在所述P型单晶硅片的下表面形成下电极。
其中，在所述步骤(2)中，通过热扩散工艺向所述P型单晶硅片中扩散磷以形成N型磷掺杂层，或者通过离子注入工艺向所述P型单晶硅片中注入磷，并进行热处理以形成N型磷掺杂层。在所述步骤(3)中，通过激光刻蚀工艺形成所述开口。在所述步骤(4)中，旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液的次数为3-6次，且每次旋涂工序之后直接进行一次退火处理，然后再进行下一次的旋涂工序，含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液中的乙酰烷氧基二异丙醇铝的浓度为0.2-0.5mg/ml，每次旋涂的转速为3000-5000转/分钟，每次旋涂的时间为1-5分钟，每次退火处理的具体工艺为：在空气中，在300-600℃的温度下热处理30-60分钟。在所述步骤(5)中，含有硫化钨二维纳米材料的溶液中的硫化钨二维纳米材料的浓度为0.2-1mg/ml，含有硫化钛二维纳米材料的溶液中的硫化钛二维纳米材料的浓度为0.5-1.5mg/ml，旋涂的转速为2000-4000转/分钟，每次旋涂的时间为1-3分钟，退火处理的温度是100-150℃，退火处理的时间为10-20分钟。在所述步骤(6)中，所述上电极的材质为银，所述下电极的材质为铝。
如图1所示，本发明根据上述方法制备的单晶硅太阳能电池，所述单晶硅太阳能电池从下至上包括下电极1、复合界面层2、P型单晶硅片3、纹理化层(未图示)、N型硅层4、氮化硅钝化层5、氧化铝层6以及上电极7，所述氮化硅钝化层5在预备形成上电极7的区域形成开口51，以暴露所述N型硅层4，在所述氮化硅钝化层5的表面和侧面以及暴露的N型硅层4的表面形成氧化铝层6，即在N型硅层4与上电极7之间具有氧化铝层6。
实施例1：
一种单晶硅太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：(1)在P型单晶硅片的上表面形成纹理化层；(2)在所述P型单晶硅片的上表面形成N型硅层；(3)在所述N型硅层上沉积氮化硅钝化层，并对所述氮化硅钝化层进行刻蚀处理以在预备形成上电极的区域形成开口，以暴露所述N型硅层；(4)在所述P型单晶硅片的上表面旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液，并进行退火处理，以在所述氮化硅钝化层的表面和侧面以及暴露的N型硅层的表面形成氧化铝层；(5)在所述P型单晶硅片的下表面依次旋涂含有硫化钨二维纳米材料的溶液和含有硫化钛二维纳米材料的溶液，并进行退火处理，以形成复合界面层；(6)在所述P型单晶硅片的上表面形成上电极，并在所述P型单晶硅片的下表面形成下电极。
其中，在所述步骤(2)中，通过热扩散工艺向所述P型单晶硅片中扩散磷以形成N型磷掺杂层，或者通过离子注入工艺向所述P型单晶硅片中注入磷，并进行热处理以形成N型磷掺杂层。在所述步骤(3)中，通过激光刻蚀工艺形成所述开口。在所述步骤(4)中，旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液的次数为5次，且每次旋涂工序之后直接进行一次退火处理，然后再进行下一次的旋涂工序，含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液中的乙酰烷氧基二异丙醇铝的浓度为0.3mg/ml，每次旋涂的转速为4000转/分钟，每次旋涂的时间为3分钟，每次退火处理的具体工艺为：在空气中，在500℃的温度下热处理40分钟。在所述步骤(5)中，含有硫化钨二维纳米材料的溶液中的硫化钨二维纳米材料的浓度为0.5mg/ml，含有硫化钛二维纳米材料的溶液中的硫化钛二维纳米材料的浓度为1mg/ml，旋涂的转速为3000转/分钟，每次旋涂的时间为2分钟，退火处理的温度是130℃，退火处理的时间为15分钟。在所述步骤(6)中，所述上电极的材质为银，所述下电极的材质为铝。
上述方法制备的单晶硅太阳能电池的开路电压为0.648V，短路电流为41.5mA/cm2，填充因子为0.82，光电转换效率为22.1％。
实施例2
一种单晶硅太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：(1)在P型单晶硅片的上表面形成纹理化层；(2)在所述P型单晶硅片的上表面形成N型硅层；(3)在所述N型硅层上沉积氮化硅钝化层，并对所述氮化硅钝化层进行刻蚀处理以在预备形成上电极的区域形成开口，以暴露所述N型硅层；(4)在所述P型单晶硅片的上表面旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液，并进行退火处理，以在所述氮化硅钝化层的表面和侧面以及暴露的N型硅层的表面形成氧化铝层；(5)在所述P型单晶硅片的下表面依次旋涂含有硫化钨二维纳米材料的溶液和含有硫化钛二维纳米材料的溶液，并进行退火处理，以形成复合界面层；(6)在所述P型单晶硅片的上表面形成上电极，并在所述P型单晶硅片的下表面形成下电极。
其中，在所述步骤(2)中，通过热扩散工艺向所述P型单晶硅片中扩散磷以形成N型磷掺杂层，或者通过离子注入工艺向所述P型单晶硅片中注入磷，并进行热处理以形成N型磷掺杂层。在所述步骤(3)中，通过激光刻蚀工艺形成所述开口。在所述步骤(4)中，旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液的次数为6次，且每次旋涂工序之后直接进行一次退火处理，然后再进行下一次的旋涂工序，含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液中的乙酰烷氧基二异丙醇铝的浓度为0.2mg/ml，每次旋涂的转速为3000转/分钟，每次旋涂的时间为1分钟，每次退火处理的具体工艺为：在空气中，在300℃的温度下热处理60分钟。在所述步骤(5)中，含有硫化钨二维纳米材料的溶液中的硫化钨二维纳米材料的浓度为0.2mg/ml，含有硫化钛二维纳米材料的溶液中的硫化钛二维纳米材料的浓度为0.5mg/ml，旋涂的转速为2000转/分钟，每次旋涂的时间为1分钟，退火处理的温度是100℃，退火处理的时间为20分钟。在所述步骤(6)中，所述上电极的材质为银，所述下电极的材质为铝。
上述方法制备的单晶硅太阳能电池的开路电压为0.642V，短路电流为40.6mA/cm2，填充因子为0.81，光电转换效率为21.1％。
实施例3
一种单晶硅太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：(1)在P型单晶硅片的上表面形成纹理化层；(2)在所述P型单晶硅片的上表面形成N型硅层；(3)在所述N型硅层上沉积氮化硅钝化层，并对所述氮化硅钝化层进行刻蚀处理以在预备形成上电极的区域形成开口，以暴露所述N型硅层；(4)在所述P型单晶硅片的上表面旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液，并进行退火处理，以在所述氮化硅钝化层的表面和侧面以及暴露的N型硅层的表面形成氧化铝层；(5)在所述P型单晶硅片的下表面依次旋涂含有硫化钨二维纳米材料的溶液和含有硫化钛二维纳米材料的溶液，并进行退火处理，以形成复合界面层；(6)在所述P型单晶硅片的上表面形成上电极，并在所述P型单晶硅片的下表面形成下电极。
其中，在所述步骤(2)中，通过热扩散工艺向所述P型单晶硅片中扩散磷以形成N型磷掺杂层，或者通过离子注入工艺向所述P型单晶硅片中注入磷，并进行热处理以形成N型磷掺杂层。在所述步骤(3)中，通过激光刻蚀工艺形成所述开口。在所述步骤(4)中，旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液的次数为3次，且每次旋涂工序之后直接进行一次退火处理，然后再进行下一次的旋涂工序，含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液中的乙酰烷氧基二异丙醇铝的浓度为0.5mg/ml，每次旋涂的转速为5000转/分钟，每次旋涂的时间为5分钟，每次退火处理的具体工艺为：在空气中，在600℃的温度下热处理30分钟。在所述步骤(5)中，含有硫化钨二维纳米材料的溶液中的硫化钨二维纳米材料的浓度为1mg/ml，含有硫化钛二维纳米材料的溶液中的硫化钛二维纳米材料的浓度为1.5mg/ml，旋涂的转速为4000转/分钟，每次旋涂的时间为3分钟，退火处理的温度是150℃，退火处理的时间为10分钟。在所述步骤(6)中，所述上电极的材质为银，所述下电极的材质为铝。
上述方法制备的单晶硅太阳能电池的开路电压为0.645V，短路电流为39.6mA/cm2，填充因子为0.78，光电转换效率为20.5％。
对比例：
作为对比，一种单晶硅太阳能电池的制造方法，包括以下步骤：(1)在P型单晶硅片的上表面形成纹理化层；(2)在所述P型单晶硅片的上表面形成N型硅层；(3)在所述N型硅层上沉积氮化硅钝化层，并对所述氮化硅钝化层进行刻蚀处理以在预备形成上电极的区域形成开口，以暴露所述N型硅层；(4)在所述P型单晶硅片的上表面形成上电极，并在所述P型单晶硅片的下表面形成下电极。其中，在所述步骤(2)中，通过热扩散工艺向所述P型单晶硅片中扩散磷以形成N型磷掺杂层，或者通过离子注入工艺向所述P型单晶硅片中注入磷，并进行热处理以形成N型磷掺杂层。在所述步骤(4)中，所述上电极的材质为银，所述下电极的材质为铝。
上述方法制备的参比单晶硅太阳能电池的开路电压为0.641V，短路电流为40.2mA/cm2，填充因子为0.78，光电转换效率为19.8％。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种单晶硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)在P型单晶硅片的上表面形成纹理化层；
(2)在所述P型单晶硅片的上表面形成N型硅层；
(3)在所述N型硅层上沉积氮化硅钝化层，并对所述氮化硅钝化层进行刻蚀处理以在预备形成上电极的区域形成开口，以暴露所述N型硅层；
(4)在所述P型单晶硅片的上表面旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液，并进行退火处理，以在所述氮化硅钝化层的表面和侧面以及暴露的N型硅层的表面形成氧化铝层；
(5)在所述P型单晶硅片的下表面依次旋涂含有硫化钨二维纳米材料的溶液和含有硫化钛二维纳米材料的溶液，并进行退火处理，以形成复合界面层；
(6)在所述P型单晶硅片的上表面形成上电极，并在所述P型单晶硅片的下表面形成下电极；
其中，在所述步骤(4)中，旋涂含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液的次数为3-6次，且每次旋涂工序之后直接进行一次退火处理，然后再进行下一次的旋涂工序，含有乙酰烷氧基二异丙醇铝的溶液中的乙酰烷氧基二异丙醇铝的浓度为0.2-0.5mg/ml，每次旋涂的转速为3000-5000转/分钟，每次旋涂的时间为1-5分钟，每次退火处理的具体工艺为：在空气中，在300-600℃的温度下热处理30-60分钟；
其中，在所述步骤(5)中，含有硫化钨二维纳米材料的溶液中的硫化钨二维纳米材料的浓度为0.2-1mg/ml，含有硫化钛二维纳米材料的溶液中的硫化钛二维纳米材料的浓度为0.5-1.5mg/ml，旋涂的转速为2000-4000转/分钟，每次旋涂的时间为1-3分钟，退火处理的温度是100-150℃，退火处理的时间为10-20分钟。
2.根据权利要求1所述的单晶硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：在所述步骤(2)中，通过热扩散工艺向所述P型单晶硅片中扩散磷以形成N型磷掺杂层，或者通过离子注入工艺向所述P型单晶硅片中注入磷，并进行热处理以形成N型磷掺杂层。
3.根据权利要求1所述的单晶硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，通过激光刻蚀工艺形成所述开口。
4.根据权利要求1所述的单晶硅太阳能电池的制造方法，其特征在于：在所述步骤(6)中，所述上电极的材质为银，所述下电极的材质为铝。
5.一种单晶硅太阳能电池，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的方法制备形成的。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810175820.2A CN108281512B (zh) | 2018-03-02 | 2018-03-02 | 一种单晶硅太阳能电池及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810175820.2A CN108281512B (zh) | 2018-03-02 | 2018-03-02 | 一种单晶硅太阳能电池及其制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108281512A CN108281512A (zh) | 2018-07-13 |
| CN108281512B true CN108281512B (zh) | 2019-11-12 |
Family
ID=62808970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810175820.2A Active CN108281512B (zh) | 2018-03-02 | 2018-03-02 | 一种单晶硅太阳能电池及其制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108281512B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111509081B (zh) * | 2020-03-20 | 2023-10-20 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 超薄含氧氮硅薄膜的制备方法及其在钝化接触电池中的应用 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102290473A (zh) * | 2011-07-06 | 2011-12-21 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种背面点接触晶体硅太阳电池及制备方法 |
| CN103928564A (zh) * | 2013-01-11 | 2014-07-16 | 长春工业大学 | 一种在晶硅太阳能电池表面上制备氧化铝钝化薄膜的方法 |
| CN105858646A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-08-17 | 北京航空航天大学 | 一种透明薄膜的制备方法 |
| CN105633218B (zh) * | 2016-03-25 | 2017-08-08 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 晶体硅刻槽埋栅电池的钝化接触电极结构及其制备方法 |
-
2018
- 2018-03-02 CN CN201810175820.2A patent/CN108281512B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102290473A (zh) * | 2011-07-06 | 2011-12-21 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种背面点接触晶体硅太阳电池及制备方法 |
| CN103928564A (zh) * | 2013-01-11 | 2014-07-16 | 长春工业大学 | 一种在晶硅太阳能电池表面上制备氧化铝钝化薄膜的方法 |
| CN105633218B (zh) * | 2016-03-25 | 2017-08-08 | 无锡尚德太阳能电力有限公司 | 晶体硅刻槽埋栅电池的钝化接触电极结构及其制备方法 |
| CN105858646A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-08-17 | 北京航空航天大学 | 一种透明薄膜的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108281512A (zh) | 2018-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7611977B2 (en) | Process of phosphorus diffusion for manufacturing solar cell | |
| CN100334744C (zh) | 一种硅太阳电池的结构与制作方法 | |
| CN103681889B (zh) | 一种引入驻极体结构的高效太阳能电池及制备方法 | |
| CN106711239A (zh) | Perc太阳能电池的制备方法及其perc太阳能电池 | |
| CN105514182A (zh) | 用于太阳能电池表面钝化和电流收集的方法、材料及应用 | |
| CN110034193A (zh) | 一种Topcon钝化结构的多细栅IBC电池及其制备方法 | |
| CN112201575A (zh) | 一种选择性硼源掺杂方法及双面电池的制备方法 | |
| CN110459638A (zh) | 一种Topcon钝化的IBC电池及其制备方法 | |
| CN106169537A (zh) | 一种太阳能电池的制备方法 | |
| CN108172657B (zh) | 一种黑硅太阳能电池及其制备方法 | |
| CN107895760A (zh) | 一种硅纳米线阵列异质结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN103646994A (zh) | 一种太阳电池正面电极的制备方法 | |
| CN108666379A (zh) | 一种p型背接触太阳电池及其制备方法 | |
| CN106876595B (zh) | 一种n型硅异质结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN109545656B (zh) | 氢化非晶硅薄膜制备方法 | |
| WO2012040917A1 (zh) | 一种浅结太阳能电池及其制备方法 | |
| CN108281512B (zh) | 一种单晶硅太阳能电池及其制造方法 | |
| CN116130558B (zh) | 一种新型全背电极钝化接触电池的制备方法及其产品 | |
| CN106653923B (zh) | 一种适合薄片化的n型pert双面电池结构及其制备方法 | |
| CN104009114B (zh) | 准单晶硅太阳能电池片的制造方法 | |
| CN105938855B (zh) | 一种蓝宝石衬底单结太阳能电池结构及其制备方法 | |
| CN108417666B (zh) | 一种高效率硅基光伏电池及其制造方法 | |
| CN108336181B (zh) | 一种太阳能电池及其制备方法 | |
| CN102683504A (zh) | 通过离子注入砷改进晶体硅太阳能电池制作工艺的方法 | |
| CN103236470A (zh) | 一种晶体硅太阳电池二氧化硅薄膜的制备方法 |
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 | ||
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20191023 Address after: 1-1, No. 136, Haichuan Road, Jiangbei District, Ningbo City, Zhejiang Province 315000 Applicant after: Ningbo Power Co., Ltd. Address before: No. 1701 Binhe Road, Suzhou High-tech Zone, Suzhou City, Jiangsu Province Applicant before: Suzhou Bao Lan environmental protection & Technology Co., Ltd. |