CN110752270A - 太阳能电池、气态臭氧施加装置及太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太阳能电池、气态臭氧施加装置及太阳能电池的制备方法。所述太阳能电池的制备方法包括：采用硅基片为原料，通过包括激光处理和抛光处理的步骤，制备所述太阳能电池；其中，所述硅基片包括第一表面和第二表面；在所述激光处理和抛光处理的步骤之间，对所述第一表面进行氧化保护；所述氧化保护的步骤包括：采用气态臭氧与所述第一表面接触，以使得所述第一表面上形成氧化膜。本发明保护太阳能电池的硅基片在碱性溶液刻蚀抛光中不受到非不要地腐蚀，从而在提高太阳能电池光电转换效率的基础上，保证其质量和性能。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池制造的技术领域，具体而言，涉及一种太阳能电池、气态臭氧施加装置及太阳能电池的制备方法。
背景技术
随着经济的不断发展，能源的需求也日益增大。在传统的石化能源不断消耗的同时，能源的可持续发展性及其使用时环保问题也逐渐受到大家关注。太阳能作为一种无污染、价格低廉且几乎用之不竭的新能源，近年来深受广大人们的青睐。
太阳能电池是直接利用太阳的辐射能转换为电能的一种太阳能利用手段，其原理是基于半导体的光伏特效应，当大于禁带宽度的光照射到晶体硅材料的太阳能电池表面时，硅片内部原子会吸收光子从而变成激发状态，形成电子-空穴对。在内电场的作用下空穴和电子产生移动，使太阳能电池上表面积累大量负电荷，而太阳能电池下表面则积累有大量正电荷，从而形成电势差以实现光能到电能的转换。
其中，如何提高太阳能电池的光能与电能之间的转换效率，一直是太阳能电池制造领域的重大技术难题。
发明内容
本发明旨在解决上述技术问题的至少之一。
为此，本发明的第一目的在于提供一种液态臭氧施加装置。
本发明的第二目的在于提供一种太阳能电池的制备方法。
本发明的第三目的在于提供一种太阳能电池。
为实现本发明的第一目的，本发明的实施例提供了一种气态臭氧施加装置，该气态臭氧施加装置适于向太阳能电池的硅基片施加气态臭氧，以使得所述硅基片上形成氧化层，所述气态臭氧施加装置包括：气态臭氧发生组件，适于产生气态臭氧；气态臭氧喷淋组件，与所述气态臭氧发生组件连通，由上至下地向所述硅基片喷淋所述气态臭氧；滚轮传动组件，承载所述硅基片，并带动所述硅基片移动，以使得所述硅基片经过所述气态臭氧喷淋组件。
本实施例利用气态臭氧施加装置发生的气态臭氧实施的氧化保护，可在常温环境下快速地使得硅基片表面形成氧化膜，不需要升温并且反应时间短，由此简化了实施氧化保护所需的设备，降低了实施氧化保护所需的时间、成本以及能耗。
另外，本发明提供的上述实施例提供的气态臭氧施加装置还可以具有如下附加技术特征：
上述技术方案中，所述气态臭氧施加装置包括：清洁装置，设于所述气态臭氧喷淋组件的前端；和/或，水膜装置，设于所述气态臭氧喷淋组件的后端；其中，所述滚轮传动组件带动所述硅基片移动，以使得所述硅基片经过所述清洁装置或所述水膜装置中的任一者。
本实施例的清洁装置可在实施氧化保护前对硅基片进行清洁，洗去其表面的灰尘和有机污渍，由此提高氧化保护的效果。本实施例的水膜装置在实施氧化保护后对硅基片进行水膜保护，由此为后续的碱性溶液抛光刻蚀进行准备。
为实现本发明的第二目的，本发明的实施例提供了一种太阳能电池的制备方法，包括：采用硅基片为原料，通过包括激光处理和抛光处理的步骤，制备所述太阳能电池；其中，所述硅基片包括第一表面和第二表面；在所述激光处理和抛光处理的步骤之间，对所述第一表面进行氧化保护；所述氧化保护的步骤包括：采用气态臭氧与所述第一表面接触，以使得所述第一表面上形成氧化膜。
采用上述实施例的原因在于：为了提高太阳能电池的光电转换效率，十分有必要采用激光磷硅玻璃掺杂法等方式来对太阳能电池进行处理。然而，由此带来的问题是，激光掺杂会破坏所述硅基片的第一表面的氧化膜，即破坏正向表面的氧化膜。氧化膜的破坏使得所述第一表面在后续的抛光和刻蚀等碱处理的步骤中会受到非必要的腐蚀，由此影响太阳能电池的质量或性能。因此，本实施例采用了气态臭氧与所述硅基片接触，以使得所述硅基片在经过激光掺杂处理后重新形成氧化膜，从而在提高太阳能电池光电转换效率的基础上，提高其质量和性能。尤其，气态臭氧具有超强的氧化性，其可快速使得硅基片的表面形成氧化膜，并且不需要升温加热，由此节省了氧化膜修复过程需要的时间，并简化了氧化膜修复过程需要的设备与工艺，从而提高太阳能电池的生产效率，降低了太阳能电池的生产成本。
另外，本发明提供的上述实施例提供的太阳能电池的制备方法还可以具有如下附加技术特征：
上述任一技术方案中，所述气态臭氧的发生浓度为60g/m3至300g/m3；和/或，所述气态臭氧的反应浓度为200ppm至2000ppm。
将所述气态臭氧的浓度控制在上述范围内即可保证所述气态臭氧与所述硅基片能够快速而充分地反应，又可避免所述气态臭氧的浪费。
上述任一技术方案中，在所述氧化保护的步骤中，自上而下地向所述硅基片的表面喷淋所述气态臭氧，以使得所述硅基片的部分或全部浸没于所述气态臭氧中。
由于所述气态臭氧自上而下地向所述硅基片的表面喷淋，可使得所述气态臭氧快速沉降至所述硅基片的表面，以和所述硅基片的表面充分地进行反应，从而提高氧化层的生成效率。
上述任一技术方案中，对所述第二表面上形成的多余的所述氧化膜进行去除。
上述实施例使得所述硅基片的第一表面被氧化膜覆盖，不在碱性溶液抛光中被碱性溶液蚀刻；所述硅基片的第二表面的氧化膜被清洗，以便于碱性溶液对所述硅基片的第二表面进行抛光处理，蚀刻所述硅基片的第二表面。
上述任一技术方案中，在所述激光处理和抛光处理的步骤之间，对所述硅基片10进行单面地扩散介质去除
上述任一技术方案中，所述的太阳能电池的制备方法包括以下步骤：S10.制绒处理；S20.扩散处理；S30.激光处理；S40.气态臭氧的氧化保护；S50.抛光处理；S60.退火处理；S70.薄膜沉积；S80.激光开槽；S90电极印刷。
上述任一技术方案中，所述的太阳能电池的制备方法包括以下步骤：S10.制绒处理，利用酸性溶液或碱性溶液中的任一者，对所述硅基片进行双面的腐蚀制绒；S20.扩散处理，利用扩散介质对通过步骤S10获得的所述硅基片进行扩散处理；S30.激光处理，采用激光源对通过步骤S20获得的所述硅基片进行激光辐照；S40.气态臭氧的氧化保护，采用气态臭氧与通过步骤S30获得的所述硅基片的第一表面接触；S50.抛光处理，采用碱性溶液对通过步骤S40获得的所述硅基片进行抛光；S60.退火处理，将通过步骤S50获得的所述硅基片在氧化气氛中进行退火处理；S70.薄膜沉积，在通过步骤S60获得的所述硅基片上施加氧化铝薄膜和氮化硅薄膜中的至少一者；S80.激光开槽，对通过步骤S70获得的所述硅基片的第二表面进行激光开槽；S90电极印刷，对通过步骤S80获得的所述硅基片印刷栅线正负电极。
为实现本发明的第三目的，本发明的实施例提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池通过如本发明任一实施例所述的太阳能电池的制备方法获得。本实施例通过所述氧化层对硅基片的表面形成氧化膜保护，从而在后续的碱性溶液抛光或刻蚀步骤中保护硅基片的表面，避免其受非必要的腐蚀，从而保证产品质量和光电转换效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明一个实施例的太阳能电池的结构示意图；
图2为本发明一个实施例的气态臭氧施加装置的第一结构示意图；
图3为本发明一个实施例的气态臭氧施加装置的第二结构示意图；
图4为本发明一个实施例的太阳能电池的制备方法的第一流程示意图；
图5为本发明一个实施例的太阳能电池的制备方法的第二流程示意图；
图6为本发明一个实施例的氧化保护的操作步骤示意图。
其中，附图标记与部件名称之间的对应关系为：
10：硅基片，12：第一表面，14：第二表面，20：扩散层，30：薄膜沉积层，100：气态臭氧施加装置，102：气态臭氧发生组件，104：气态臭氧喷淋组件，106：滚轮传动组件，108：清洁装置，110：水膜装置。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照附图描述本发明一些实施例的技术方案。
实施例1：
如图1所示，本发明实施例提供了一种太阳能电池，所述太阳能电池包括：硅基片10，所述硅基片10包括第一表面12。其中，所述第一表面12上具有扩散层20和薄膜沉积层30。
具体而言，本实施例提供的太阳能电池的硅基片10采用晶体硅材料制成，其适于将太阳辐射的光能转化为电能，并对电能进行存储或输出。可选地，本实施例提供的太阳能电池为钝化发射极及背局域接触电池(PERC Cell，Passivated Emitterand Rear ContactCell)，所述钝化发射极及背局域接触电池在背表面形成有介质膜钝化薄膜，采用局域金属接触而降低电池背表面的复合速度，并提升背表面的光反射程度。
本实施例提供的太阳能电池的所述扩散层20为磷源介质扩散层或硼源介质，其通过扩散处理获得。比如，所述扩散层20为磷硅玻璃扩散层，其通过激光磷硅玻璃掺杂的方式获得。激光磷硅玻璃掺杂法用于制备选择性发射极电池(SE Cell，Selective EmitterCell)，其采用磷硅玻璃(Phosphate Silicate Glass，PSG)作为扩散介质源，采用激光辐照方式形成磷硅玻璃掺杂。所述扩散层20所述扩散层20的具体形成方式将在下文的实施例中被详细描述。
本实施例提供的太阳能电池的所述薄膜沉积层30包括氮化硅薄膜沉积层，或包括氧化铝薄膜沉积层与氮化硅薄膜沉积层，其通过薄膜沉积处理获得。所述扩散处理和薄膜沉积处理的具体实施方式将在下文的实施例中被详细描述。可选地，所述硅基片10的第一表面12为正向表面，该第一表面12上的薄膜沉积层30为氮化硅薄膜沉积层。所述硅基片10的第二表面14为背向表面，该第二表面14上的薄膜沉积层30包括氧化铝薄膜沉积层和氮化硅薄膜沉积层。其中，氧化铝薄膜沉积层和氮化硅薄膜沉积层的具体沉积方式同样将在下文的实施例中被详细描述。
所述太阳能电池的制备过程中通过本发明以下任一实施例的方法采用臭氧进行氧化保护，避免第一表面12在抛光或刻蚀等处理过程中受到碱性溶液的腐蚀，由此即保证太阳能电池的光能与电能之间的转换效率，又简化太阳能电池的制备工艺，并提高太阳能电池在制备中的成品率。
需要说明的是，采用高温氧化的方式亦可实现氧化膜的修复或重新生成。其中，高温氧化可通过加热装置实施，比如高温炉管、马弗炉、电阻炉等。举例而言，可将硅基片置于高温炉管中，并通入氧气和氮气等的保护气体，将并温度升至500℃以上，保温时间在10min以上，由此实时高温氧化。其中，高温氧化的工艺相对复杂，设备造价高、能耗大，并需要搭配相应的自动化设备，由此使得太阳能电池生产过程变得较为复杂。并且高温氧化导致太阳能电池质量下降，尤其会使得破片率增加至0.5％-1％，严重降低产品的良品率。采用气态臭氧与所述硅基片接触，则可以避免上述弊端或不足。首先，气态臭氧具有超强的氧化性，其可快速使得硅基片10的表面形成氧化膜，并且不需要升温加热，由此节省了氧化膜修复过程需要的时间，并简化了氧化膜修复过程需要的设备与工艺，从而提高太阳能电池的生产效率，降低了太阳能电池的生产成本。
实施例2：
如图2所示，本实施例提供了一种气态臭氧施加装置100，其适于向实施例1所述的太阳能电池的硅基片10施加气态臭氧，以使得所述硅基片10上形成氧化保护，所述气态臭氧施加装置100包括：气态臭氧发生组件102、气态臭氧喷淋组件104和滚轮传动组件106，所述气态臭氧发生组件102适于产生气态臭氧；所述气态臭氧喷淋组件104与所述气态臭氧发生组件102连通，由上至下地向所述硅基片10喷淋所述气态臭氧；所述滚轮传动组件106承载所述硅基片10，并带动所述硅基片10移动，以使得所述硅基片10经过所述气态臭氧喷淋组件104。
需要说明的是，所述气态臭氧发生组件102可由本领域技术人员根据实际需要进行选择，能实现本发明实施例的发明目的即可。所述气态臭氧喷淋组件104的一端通过密闭的管路与所述气态臭氧发生组件102连通，另一端设有喷头，以将所述气态臭氧发生组件102中发生的臭氧喷淋于所述硅基片10上。所述滚轮传动组件106包括若干个相互靠近的滚轮，所述滚轮沿相同的方向同步转动，以传递所述硅基片10。
所述气态臭氧施加装置100的作用在于，在所述太阳能电池的制备过程中向所述硅基片10施加气态臭氧，以对所述硅基片10的表面形成保护，避免所述硅基片10在抛光或刻蚀等处理过程中受到碱性溶液的非必要地腐蚀。
具体而言，所述硅基片10的第一表面12为正向表面，第二表面14为背向表面，在所述太阳能电池的制备过程中，仅需要对所述第二表面14采用碱性溶液进行抛光或刻蚀，因此，本实施例提供的所述气态臭氧施加装置100可向所述第一表面12施加臭氧，利用臭氧超强的氧化性能使得所述第一表面12形成所述氧化保护，从而避免碱性溶液对所述第一表面12造成非必要地腐蚀。
由此，本实施例即可保证太阳能电池的光能与电能之间的转换效率，又简化太阳能电池的制备工艺，并提高太阳能电池在制备中的成品率。
实施例3：
本实施例提供了一种气态臭氧施加装置100，除了上述实施例2的技术特征，本实施例进一步包括以下技术特征。
如图3所示，在上述实施例的部分实施方式中，所述气态臭氧施加装置100还包括清洁装置108，所述清洁装置108设于所述气态臭氧喷淋组件104的前端。也即是说，所述滚轮传动组件106带动所述硅基片10移动，并将所述硅基片10先传递至所述清洁装置108的位置，以使得所述清洁装置108对所述硅基片10实施清洗，再将所述硅基片10先传递至所述气态臭氧施加装置100，以使得所述气态臭氧施加装置100对所述硅基片10施加臭氧。
如图3所示，在上述实施例的部分实施方式中，所述气态臭氧施加装置100还包括水膜装置110，所述水膜装置110设于所述气态臭氧喷淋组件104的后端。也即是说，所述滚轮传动组件106带动所述硅基片10移动，并将所述硅基片10先传递至所述气态臭氧施加装置100，以使得所述气态臭氧施加装置100对所述硅基片10施加臭氧，再将所述硅基片10先传递至所述水膜装置110，以使得所述水膜装置110向所述硅基片10施加水膜。其中，所述水膜装置110可由本领域技术人员根据实际需要进行选择，能实现本发明实施例的发明目的即可。
实施例4：
如图4所示，本实施例提供了一种太阳能电池的制备方法，其适于制备实施例1所述的太阳能电池。
所述太阳能电池的制备方法包括：采用硅基片10为原料，通过包括激光处理和抛光处理的步骤，制备所述太阳能电池；其中，所述硅基片10包括第一表面12和第二表面14；在所述激光处理和抛光处理的步骤之间，对所述第一表面12进行氧化保护；所述氧化保护的步骤包括：采用气态臭氧与所述第一表面12接触，以使得所述第一表面12上形成氧化膜。
采用上述实施例的原因在于：为了提高太阳能电池的光电转换效率，十分有必要采用激光磷硅玻璃掺杂法等方式来对太阳能电池进行处理。然而，由此带来的问题是，激光掺杂会破坏所述硅基片10的第一表面12的氧化膜，即破坏正向表面的氧化膜。氧化膜的破坏使得所述第一表面12在后续的抛光和刻蚀等碱处理的步骤中会受到非必要的腐蚀，由此影响太阳能电池的质量或性能。因此，本实施例采用了气态臭氧与所述硅基片10接触，以使得所述硅基片10在经过激光掺杂处理后重新形成氧化膜，从而在提高太阳能电池光电转换效率的基础上，提高其质量和性能。尤其，气态臭氧具有超强的氧化性，其可快速使得硅基片10的表面形成氧化膜，并且不需要升温加热，由此节省了氧化膜修复过程需要的时间，并简化了氧化膜修复过程需要的设备与工艺，从而提高太阳能电池的生产效率，降低了太阳能电池的生产成本。
在本实施例的部分实施方式中，所述气态臭氧的发生浓度为60g/m3至300g/m3；和/或，所述气态臭氧的反应浓度为200ppm至2000ppm。其中，所述发生浓度是指所述气态臭氧施加装置100所发生的臭氧的浓度，所述反应浓度是指所述气态臭氧施加装置100所发生的臭氧与所述硅基片10进行反应的反应浓度。将所述气态臭氧的浓度控制在上述范围内即可保证所述气态臭氧与所述硅基片10能够快速而充分地反应，又可避免所述气态臭氧的浪费。
在本实施例的部分实施方式中，自上而下地向所述第一表面12喷淋所述气态臭氧，以使得所述第一表面12浸没于所述气态臭氧中。其中，由于所述气态臭氧自上而下地向所述硅基片10的表面喷淋，可使得所述气态臭氧快速沉降至所述硅基片10的表面，以和所述硅基片10的表面充分地进行反应，从而提高氧化保护的效率。
在本实施例的部分实施方式中，在所述氧化保护的步骤中，对所述第二表面14上多余的氧化膜进行去除。
在本实施例的部分实施方式中，在所述激光处理和抛光处理的步骤之间，对所述第一表面12进行扩散介质去除。
实施例5：
本实施例提供了一种太阳能电池的制备方法，除上述实施例4的技术特征外，本实施例还进一步地包括以下技术特征。
如图5所示，所述太阳能电池的制备方法包括：S10.制绒处理；S20.扩散处理；S30.激光处理；S40.气态臭氧的氧化保护；S50.抛光处理；S60.退火处理；S70.薄膜沉积；S80.激光开槽；S90电极印刷。
具体而言，所述太阳能电池的制备方法包括以下步骤：
S10.制绒处理，利用酸性溶液或碱性溶液中的任一者，对所述硅基片10进行双面的腐蚀制绒；
S20.扩散处理，利用扩散介质对通过步骤S10获得的所述硅基片10进行扩散处理；
S30.激光处理，采用激光源对通过步骤S20获得的所述硅基片10进行激光辐照；
S40.气态臭氧的氧化保护，采用气态臭氧与通过步骤S30获得的所述硅基片10的第一表面12接触；
S50.抛光处理，采用碱性溶液对通过步骤S40获得的所述硅基片10进行抛光；
S60.退火处理，将通过步骤S50获得的所述硅基片10在氧化气氛中进行退火处理；
S70.薄膜沉积，在通过步骤S60获得的所述硅基片10上施加氧化铝薄膜和氮化硅薄膜中的至少一者；
S80.激光开槽，对通过步骤S70获得的所述硅基片10的第二表面14进行激光开槽；
S90电极印刷，对通过步骤S80获得的所述硅基片10印刷栅线正负电极。
在步骤S10中，所述酸性溶液为氢氟酸溶液或硝酸溶液或硫酸溶液或盐酸溶液中的至少一者，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液中的至少一者。所述酸性溶液或碱性溶液具有强腐蚀性，其不仅可对所述硅基片10的杂质进行快速溶解，还具有较强的反应活性，能与硅材料发生化学反应，并通过溶解作用在所述硅基片10上形成绒面层。
在步骤S20中，所述扩散介质为磷源扩散介质或硼源扩散介质。比如，采用溴化硼或磷酰氯或磷硅玻璃为所述扩散介质，向所述硅基片10旋涂或印刷所述扩散介质并进行激光辐照扩散，以获得扩散层20。
在步骤S70中，首先在所述硅基片10的所述第二表面14上进行氧化铝薄膜的沉积，进而在所述第二表面14上进行氮化硅薄膜的沉积，最后在所述第一表面12上进行氮化硅薄膜的沉积。由此，使得所述硅基片10的第一表面12具有氮化硅材质的所述薄膜沉积层30，所述硅基片10的第二表面14具有氧化铝材质的所述薄膜沉积层30和氮化硅材质的所述薄膜沉积层30。所述薄膜沉积层30可通过化学气相沉积或物理气相沉积等方式获得。可选地，氧化铝材质的所述薄膜沉积层30的厚度为5nm至30nm，氮化硅材质的所述薄膜沉积层30的厚度为60nm至100nm。
在步骤S80中，采用线阵的方式对所述硅基片10进行刻蚀，所述线阵的线宽为5μm至150μm，所述线阵的间距为200μm至5000μm。
在步骤S90中，采用铝浆丝网印刷的方法来印刷所述栅线正负电极。其中，在完成步骤S90后，还可对所述硅基片10进行清洗、烘干和烧结，以提高所述太阳能电池的质量和性能。
实施例6：
本实施例提供了一种太阳能电池的制备方法，所述太阳能电池为钝化发射极及背局域接触电池，其在制备过程中将选择性发射极电池的制备工艺与碱抛光刻蚀工艺相互搭配结合，尤其在激光掺杂后对太阳能电池进行碱抛光刻蚀。
其中，激光掺杂和碱抛光刻蚀相结合的工艺使得所述太阳能电池的光伏转换效率能够有大幅提升。为了将激光掺杂和碱抛光刻蚀两个工艺步骤同时增加到现有产线中，并保留和利用两者使其们分别增加的转换效率，本实施例提供了一种太阳能电池的制备方法增设了氧化保护步骤。
具体而言，本实施例将激光掺杂工序、碱刻蚀抛光工序和氧化保护步骤都增加到太阳能电池制备的流程中。也即是说，在所述激光处理和抛光处理的步骤之间，对所述第一表面12进行氧化保护。所述氧化保护的步骤包括：采用气态臭氧与所述第一表面12接触，以使得所述第一表面12上形成氧化膜。
由此，本实施例太阳能电池的制备方法包括以下步骤：S10.制绒处理；S20.扩散处理；S30.激光处理；S40.气态臭氧的氧化保护；S50.抛光处理；S60.退火处理；S70.薄膜沉积；S80.激光开槽；S90电极印刷。
其中，在经过激光处理步骤之后和执行抛光处理步骤之前，还需要对扩散介质进行单面地去除。所述薄膜沉积的步骤依次包括背面氧化铝薄膜沉积、背面氮化硅薄膜沉积、正面氮化硅薄膜沉积。由于本实施例采用气态臭氧进行氧化保护，因此本实施例不需添加任何自动化装置，即可在制备过程中对太阳能电池的必要部分实施氧化保护。
采用本实施例的原因在于：激光掺杂会对太阳能电池正向表面氧化层进行破坏，而在做碱抛光刻蚀之前，仍要需要重新将氧化层生长在硅基片10上，本实施例采用优化地单面去磷硅玻璃等扩散介质的工艺，并利用气态臭氧的强氧化性，在单面去磷硅玻璃的设备上增加一个气态臭氧施加装置100，由于气态臭氧的氧化性极强，能够很快在硅基片10表面生成一层致密的氧化层，这样处理之后能够完全满足碱抛光刻蚀的需求。
如图6所示，本实施例的氧化保护包括以下步骤。
S4011.上料，所述硅基片10正向表面朝上地进料。
S4012.清洗，采用滚轮传动组件106将所述硅基片10运送至清洁装置108处，并采用清洁装置108清洗所述硅基片10表面的尘埃，清洗介质为氨水与过氧化氢的混合水溶液或盐酸与过氧化氢的混合水溶液中的任一者。可采用过氧化氢酸溶液或氧化氢碱溶液中的任一者，对所述硅基片10进行清洗。举例地，所述氧化氢酸溶液可为氨水与过氧化氢的混合水溶液或盐酸与过氧化氢的混合水溶液。
S4013.气态臭氧喷淋，采用滚轮传动组件106将所述硅基片10运送至气态臭氧施加装置100处，采用气态臭氧喷淋组件104自上而下地进行所述气态臭氧喷淋。所述硅基片10的第一表面12，即上表面或正向表面，浸没在气态臭氧中。其中，所述气态臭氧发生组件102发生的气态臭氧的发生浓度为60g/m3至300g/m3，所述气态臭氧的反应浓度为200ppm至2000ppm。
S4014.施加水膜，采用水膜装置110在所述硅基片10的表面形成水膜。所述水膜装置110可由本领域技术人员根据实际需要进行选择，能实现本发明实施例的发明目的即可。
S4015.氢氟酸清洗，采用滚轮传动组件106将所述硅基片10运送至氢氟酸清洗槽，使得所述硅基片10的第二表面14，即下表面或反向表面，与氢氟酸清洗槽的液体接触，以蚀刻所述硅基片10下表面的氧化膜。所述氢氟酸的体积浓度为5％至50％。上述体积浓度的所述氢氟酸可在有效去除多余氧化膜的基础上，保护太阳能电池的绒面不受到破坏，由此保证太阳能电池的质量与性能。
S4016.水洗；
S4017.烘干，所述烘干的温度为30℃至90℃。
通过上述步骤，所述硅基片10的下表面的氧化膜在氢氟酸清洗槽中已经被蚀刻清洗了，采用碱性溶液对所述硅基片10的下表面进行抛光处理；蚀刻所述硅基片10的底面。碱性溶液抛光的抛光介质可选用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液或四甲基氢氧化铵溶液中的任一者。由此，本实施例在保证太阳能电池良好性能的基础上，能够简化工艺，提高良率，降低能耗。
综上，本发明实施例的有益效果为：
1.在太阳能电池的制备过程中采用气态臭氧对硅基片10的表面形成氧化膜保护，从而在后续的碱性溶液抛光或刻蚀步骤中保护硅基片10的表面，避免其受非必要的腐蚀；
2.利用气态臭氧实施的氧化保护可有效修复激光掺杂对硅基片10表面造成的损伤，从而使得激光掺杂形成扩散层的工艺和碱抛光刻蚀的工艺能够相互结合，共同得以在太阳能电池的制备过程中得到应用，由此使得所述太阳能电池的光伏转换效率能够有大幅提升；
3.利用气态臭氧实施的氧化保护可在常温环境下快速地使得硅基片10表面形成氧化膜，不需要升温并且反应时间短，由此简化了实施氧化保护所需的设备，降低了实施氧化保护所需的时间、成本以及能耗。
4.相比于采用液态臭氧的氧化保护，当采用所述气态臭氧实施的氧化保护时，由于气态臭氧是以喷淋的方式而施加的，因此臭氧的施加量容易控制并且容易调整，仅通过控制喷淋时间即可对硅基片10表面的氧化反应进行控制，由此可根据其他步骤的工艺参数和太阳能电池的性能要求，而对氧化保护的工艺参数进行灵活调整。
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气态臭氧施加装置，适于向太阳能电池的硅基片施加气态臭氧，以使得所述硅基片上形成氧化保护，其特征在于，包括：
气态臭氧发生组件，适于产生气态臭氧；
气态臭氧喷淋组件，与所述气态臭氧发生组件连通，由上至下地向所述硅基片喷淋所述气态臭氧；
滚轮传动组件，承载所述硅基片，并带动所述硅基片移动，以使得所述硅基片经过所述气态臭氧喷淋组件。
2.根据权利要求1所述的气态臭氧施加装置，其特征在于，包括：
清洁装置，设于所述气态臭氧喷淋组件的前端；和/或，
水膜装置，设于所述气态臭氧喷淋组件的后端；
其中，所述滚轮传动组件带动所述硅基片移动，以使得所述硅基片经过所述清洁装置或所述水膜装置中的任一者。
3.一种太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括：
采用硅基片为原料，通过包括激光处理和抛光处理的步骤，制备所述太阳能电池；
其中，所述硅基片包括第一表面和第二表面；在所述激光处理和抛光处理的步骤之间，对所述第一表面进行氧化保护；
所述氧化保护的步骤包括：采用气态臭氧与所述第一表面接触，以使得所述第一表面上形成氧化膜。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，
所述气态臭氧的发生浓度为60g/m3至300g/m3；和/或，所述气态臭氧的反应浓度为200ppm至2000ppm。
5.根据权利要求3所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，
在所述氧化保护的步骤中，自上而下地向所述第一表面喷淋所述气态臭氧，以使得所述第一表面浸没于所述气态臭氧中。
6.根据权利要求3所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，
在所述氧化保护的步骤中，对所述第二表面上多余的氧化膜进行去除。
7.根据权利要求3所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，
在所述激光处理和抛光处理的步骤之间，对所述硅基片进行单面地扩散介质去除。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10.制绒处理；S20.扩散处理；S30.激光处理；S40.气态臭氧的氧化保护；S50.抛光处理；S60.退火处理；S70.薄膜沉积；S80.激光开槽；S90电极印刷。
9.根据权利要求3至7中任一项所述的太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10.制绒处理，利用酸性溶液或碱性溶液中的任一者，对所述硅基片进行双面的腐蚀制绒；
S20.扩散处理，利用扩散介质对通过步骤S10获得的所述硅基片进行扩散处理；
S30.激光处理，采用激光源对通过步骤S20获得的所述硅基片进行激光辐照；
S40.气态臭氧的氧化保护，采用气态臭氧与通过步骤S30获得的所述硅基片的第一表面接触；
S50.抛光处理，采用碱性溶液对通过步骤S40获得的所述硅基片进行抛光；
S60.退火处理，将通过步骤S50获得的所述硅基片在氧化气氛中进行退火处理；
S70.薄膜沉积，在通过步骤S60获得的所述硅基片上施加氧化铝薄膜和氮化硅薄膜中的至少一者；
S80.激光开槽，对通过步骤S70获得的所述硅基片的第二表面进行激光开槽；
S90电极印刷，对通过步骤S80获得的所述硅基片印刷栅线正负电极。
10.一种太阳能电池，其特征在于，通过如权利要求3至9中任一项所述的太阳能电池的制备方法获得。
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