CN110828607A - 一种高转换效率se-perc太阳能电池的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高转换效率SE‑PERC太阳能电池的制备方法，涉及太阳能电池技术领域，包括以下制备步骤：1）制绒2）；磷扩散；3）激光重掺杂；4）氧化；5）去PSG；6）碱蚀刻抛光：将硅片背面进行碱蚀刻抛光；7）去除硅片正面的硅磷玻璃；8）退火；9）在硅片表面镀双面氧化铝钝化膜；10）正面沉积减反射膜；11）背面沉积钝化膜；12）背面激光开槽；13）丝网印刷；14）烧结；本发明使用的是碱蚀刻技术，相对于酸蚀刻，可以降低刻蚀酸使用量，减少酸废水成本处理，有利于环保，且在激光重掺杂后、去PSG前增加了一到氧化工序，可以保证PN结不会受损伤，也可以对硅片有良好的钝化效果，对转换效率有明显提升。

Description

一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，尤其涉及一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法。
背景技术
PERC太阳能电池是目前市场上最主流的高效电池之一。其中SE-PERC电池是在PERC 基础上增加的一道激光重掺杂技术(SE)工序，实现了太阳能电池的选择性掺杂。将正面激光重掺杂技术(SE)与细栅线相结合，提升了钝化效果，开路电压明显提升，因此大大提升了太阳能电池的转换效率。现有SE-PERC太阳能制备方法有一种为碱刻蚀背面抛光，其制备流程为：制绒-扩散-激光掺杂-去背面硅磷玻璃-背面碱刻蚀抛光-去正面硅磷玻璃-退火-双面镀氧化铝-正面沉积减反膜-背面沉积钝化膜-背面激光开孔-背电极、背电场和正电极印刷-烧结。然而，激光重掺杂技术要将磷扩散后的PN结进行重掺杂，重掺杂区域的氧化层容易受损，因此重掺杂部分PN结会暴露出来。之后，在进行碱抛光背面过程中，抛光液会侵蚀到正面 PN结，导致电池转换效率下降。因此有必要通过一种新的工艺来保护PN结不被抛光液侵蚀。
例如，一种在中国专利文献上公开的“一种P型SE-PERC双面太阳能电池及其制备方法”，其公告号CN109065658A，其公开了一种P型SE-PERC双面太阳能电池及其制备方法，该发明的制备方法包括制绒-扩散-激光掺杂-去硅磷玻璃-背面抛光-背面沉积氧化铝膜-背面沉积氮化硅膜-正面沉积氮化硅膜-背面激光开槽-背电极、背电场和正电极印刷-烧结-抗LID 退火处理；该发明在激光掺杂之后直接进行去硅磷玻璃和背面抛光，由于重掺杂区域的氧化层非常容易受损，重掺杂部分的PN结也容易暴露出来，若直接进行背面抛光，抛光液会侵蚀到正面PN结，导致电池转换效率下降。
发明内容
本发明是为了克服目前重掺杂区域的氧化层非常容易受损，导致重掺杂部分的PN结也容易暴露出来，在之后进行背面抛光时，抛光液会侵蚀到正面PN结，导致电池转换效率下降等问题，提出了一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，包括以下制备步骤：
1)制绒：在硅片的表面形成绒面；表面形成绒面利用陷光原理吸收更多的光，提高对光的利用率；
2)磷扩散：将制绒后的硅片进行磷扩散处理；在硅片表面形成一层PN结；
3)激光重掺杂：将扩散后的硅片进行激光重掺杂；让硅片形成轻重掺杂，形成更好的欧姆接触；
4)氧化：将激光重掺杂后进行掺杂的那面镀一层氧化膜；为了保护和钝化激光过的区域，可以有效的保护硅片表面的PN结(使激光打过的区域覆盖了一层氧化硅)，提高短路电流，氧化硅还具有钝化效果，二氧化硅四面体结构中，桥键氧(Si-O-Si)与非桥键氧(Si-O)数目之比直接决定着氧化膜的质量，即决定二氧化硅薄膜的钝化效果，底层通入较大量的氧气，可降低悬挂键的密度，从而减少表面复合速度有效的提升钝化效果，进而提升开路电压；
5)去PSG：去除硅片背面的硅磷玻璃；
6)碱蚀刻抛光：将硅片背面进行碱蚀刻抛光；对背面进行抛光，有利于Al2O3的钝化，降低接触电阻；
7)去除硅片正面的硅磷玻璃；防止漏电；
8)退火：对硅片进行退火处理；钝化表面悬挂键，进行体钝化；
9)在硅片表面镀双面氧化铝钝化膜；氧化铝表面有大量的负电荷，对背面进行体钝化，提升电池的开路电压；
10)正面沉积减反射膜：正面镀氮化硅膜；氮化硅具有耐腐蚀、减反射效果；
11)背面沉积钝化膜：背面镀氮化硅膜；保护背面氧化铝，进行氢钝化；
12)背面激光开槽：对背面氮化硅和氧化铝进行激光开槽；使铝浆能够和电池形成欧姆接触，引出电池正极；
13)丝网印刷：对背电极、背电场和正电极进行印刷；引出电极，形成一个完整的回路电流；
14)烧结：对丝网印刷后的硅片进行烧结，得到高转换效率SE-PERC太阳能电池。烧结使铝浆和银浆形成良好的欧姆接触。导出电流。
作为优选，步骤1)中制绒后硅片减重为0.3-0.7g，硅片反射率为9-13％。
因为原始硅片表面有很一层损伤层，厚度在3-5um，在制绒时要去除这层损伤层，所以要对硅片减重0.3-0.7g，如果减重＞0.7g则电池片容易碎，＜0.3g则清洗不干净表面杂质。反射率＜9％则绒面可能会较小，导致光吸收太少，反射率＞13％，绒面可能会太大，吸收光也会太少。
作为优选，步骤2)磷扩散后硅片方阻为90-150Ω/□，结深为10-100nm；步骤3)激光重掺杂后硅片的方阻为50-80Ω/□。
方阻和结深是掺杂浓度大小的一种体现，方阻高说明掺杂较少，结深较浅，会导致Rs 较高，接触电阻增大，影响电池片的转换效率；方阻低说明掺杂较多，结深较深，掺杂太多会造成死层，导致钝化质量严重下降。
作为优选，步骤4)氧化的步骤包括：
a)将激光重掺杂后的硅片置于管式炉中，在500-800℃下保温5-10min，随后将炉管内抽成真空状态，真空度为0.01-0.02MPa；
b)通入氧气，流量为2000-5000sccm，在500-800℃下保温6-13min，对磷掺杂的那面镀一层氧化膜；
c)在500-800℃温度下将炉管泄压成常压状态，取出完成氧化；氧化后氧化膜的厚度为10-100nm。
在激光重掺杂后，此时的温度在500-800℃氧化硅可以在PN承受范围内，形成一个致密且均匀的氧化膜，若超出该范围外，氧化膜过薄或过厚，桥键氧(Si-O-Si)与非桥键氧(Si-O) 数目会发生明显减少，之比直接决定着氧化膜的质量，影响电池片的钝化效果，从而影响电池片的转化效率。
作为优选，步骤6)碱蚀刻抛光后硅片减重为0.2-0.5g，背面反射率为35-60％。
减重和反射率在该范围可以达到一个良好的抛光效果，为被钝化提供一个优良的场所，若减重和反射率低于该范围可能抛光不足，导致其背面不光滑，影响钝化性能；若减重和反射率高于该范围，会导致其片子太薄，容易产生碎片。
作为优选，步骤8)退火温度为600-900℃，氧化膜的厚度为3-20nm；步骤9)氧化铝钝化膜的厚度为2-20nm，氧化铝钝化膜的折射率为1.6-1.68。
在600-900℃可以生长出均匀致密的氧化膜，在3-20nm之间可以对电池片有一个良好的钝化作用。在600-900℃桥键氧(Si-O-Si)与非桥键氧(Si-O)数目是较高的一个状态，此时的氧化膜致密性是非常好，若改变退火温度，氧化膜过薄或过厚，桥键氧(Si-O-Si)与非桥键氧(Si-O)数目会发生明显减少，之比直接决定着氧化膜的质量，影响电池片的钝化效果，从而影响电池片的转化效率。
氧化铝的折射率在1.6-1.68会有一个致密且均匀的膜，会给电池片制造一个优良的被钝化场，使电池片达到一个好的钝化效果，如果超出该范围，电池片的钝化质量会下降，影响到电池片的转化效率。
作为优选，步骤10)正面氮化硅膜的厚度为60-85nm，折射率为1.95-2.27；步骤11)背面氮化硅膜的厚度为80-200nm。
膜厚和折射率代表着吸收光和反射光的一个过程，在这个范围内对光的吸收效果是最好的，可以使电池片发电效果达到最佳；如果超出该范围，则反之。
作为优选，步骤12)背面激光开槽光斑大小为20-45μm。
激光光斑的大小在该范围是由激光的光路及激光器一起决定的，目前市场使用的都为绿光，波长532nm，在此条件下，光斑大小控制在20-45μm，若超出该范围，则光路和激光器不适用在此机台上。
作为优选，步骤14)烧结温度为300-960℃。
烧结温度在该范围内，可以使有机物挥发和银浆的烧结形成一个良好的欧姆接触，若温度＜300℃，有机物则挥发不干净，导致电池片烧结异常，转化效率偏低，若温度＞960℃，正银的熔点为962℃，正银容易挥发，导致烧结不良，电池片转换效率偏低。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)本发明使用的是碱蚀刻技术，相对于酸蚀刻，可以降低刻蚀酸使用量，减少酸废水成本处理，有利于环保。(2)本发明在激光重掺杂后、去PSG前增加了一到氧化工序，将激光重掺杂后进行磷掺杂的那面镀一层氧化膜，可以保证PN结不会受损伤，也可以对硅片有良好的钝化效果，对转换效率有明显提升。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1：一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，包括以下制备步骤：
1)制绒：选用1000片的P型1-3Ω·cm硅片采用利用7wt％的双氧水进行去除油污等杂质，然后在3wt％的氢氧化钠溶液和1wt％硅酸钠溶液进行制绒，在硅片的表面形成绒面；随后采用7％的HF溶液和10％HCL溶液去除金属离子等杂质，清洗并烘干；制绒后硅片减重为0.5g，硅片反射率为11％；
2)磷扩散：将制绒后的硅片进行磷扩散处理，处理后的硅片方阻为110Ω/□，结深为50nm；
3)激光重掺杂：使用帝尔激光机台将扩散后的硅片进行激光重掺杂，激光重掺杂后硅片的方阻为60Ω/□；
4)氧化：
a)将激光重掺杂后的硅片置于管式炉中，在600℃下保温7min，随后将炉管内抽成真空状态，真空度为0.01MPa；
b)通入氧气，流量为3000sccm，在600℃下保温8min，对磷掺杂的那面镀一层氧化硅；
c)在600℃温度下将炉管泄压成常压状态，取出完成氧化；氧化得到的氧化硅厚度为30nm；
5)采用14wt％的HF溶液去除硅片背面的硅磷玻璃；
6)碱蚀刻抛光：采用2wt％氢氧化钠溶液和1.5wt％硅酸钠溶液对硅片背面进行碱蚀刻抛光，抛光后片减重为0.3g，背面反射率为50％；
7)采用14wt％的HF溶液去除硅片正面的硅磷玻璃；
8)退火：对去除硅片正面的硅磷玻璃后的硅片进行退火处理，退火处理温度为800℃，处理后氧化硅厚度为6nm；
9)在硅片表面镀双面氧化铝钝化膜，氧化铝钝化膜的厚度为5nm，氧化铝钝化膜的折射率为 1.63；
10)正面沉积减反射膜：通过PECVD在正面沉积氮化硅膜，正面氮化硅膜的厚度为75nm，折射率为2.13；
11)背面沉积钝化膜：通过PECVD在背面沉积氮化硅膜，背面氮化硅膜的厚度为90nm；
12)背面激光开槽：对背面氮化硅和氧化铝进行激光开槽，激光开槽光斑大小为25μm；
13)丝网印刷：对背电极、背电场和正电极进行印刷；
14)烧结：对丝网印刷后的硅片在500℃下进行烧结，得到高转换效率SE-PERC太阳能电池。
实施例2：一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，包括以下制备步骤：
1)制绒：选用1000片的P型1-3Ω·cm硅片采用利用15wt％的双氧水进行去除油污等杂质，然后在1wt％的氢氧化钠溶液和2wt％硅酸钠溶液进行制绒，在硅片的表面形成绒面；随后采用9％的HF溶液和13％HCL溶液去除金属离子等杂质，清洗并烘干；制绒后硅片减重为0.7g，硅片反射率为9％；
2)磷扩散：将制绒后的硅片进行磷扩散处理，处理后的硅片方阻为90Ω/□，结深为10nm；
3)激光重掺杂：使用帝尔激光机台将扩散后的硅片进行激光重掺杂，激光重掺杂后硅片的方阻为50Ω/□；
4)氧化：
a)将激光重掺杂后的硅片置于管式炉中，在700℃下保温6min，随后将炉管内抽成真空状态，真空度为0.02MPa；
b)通入氧气，流量为4000sccm，在700℃下保温10min，对磷掺杂的那面镀一层氧化硅；
c)在700℃温度下将炉管泄压成常压状态，取出完成氧化；氧化得到的氧化硅厚度为80nm；
5)采用14wt％的HF溶液去除硅片背面的硅磷玻璃；
6)碱蚀刻抛光：采用1wt％氢氧化钠溶液和1wt％硅酸钠溶液对硅片背面进行碱蚀刻抛光，抛光后片减重为0.5g，背面反射率为45％；
7)采用14wt％的HF溶液去除硅片正面的硅磷玻璃；
8)退火：对去除硅片正面的硅磷玻璃后的硅片进行退火处理，退火处理温度为550℃，处理后氧化硅厚度为17nm；
9)在硅片表面镀双面氧化铝钝化膜，氧化铝钝化膜的厚度为2nm，氧化铝钝化膜的折射率为 1.65；
10)正面沉积减反射膜：通过PECVD在正面沉积氮化硅膜，正面氮化硅膜的厚度为68nm，折射率为1.95；
11)背面沉积钝化膜：通过PECVD在背面沉积氮化硅膜，背面氮化硅膜的厚度为200nm；
12)背面激光开槽：对背面氮化硅和氧化铝进行激光开槽，激光开槽光斑大小为40μm；
13)丝网印刷：对背电极、背电场和正电极进行印刷；
14)烧结：对丝网印刷后的硅片在960℃下进行烧结，得到高转换效率SE-PERC太阳能电池。
实施例3：一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，包括以下制备步骤：
1)制绒：选用1000片的P型1-3Ω·cm硅片采用利用5wt％的双氧水进行去除油污等杂质，然后在5wt％的氢氧化钠溶液和3wt％苯甲酸钠溶液进行制绒，在硅片的表面形成绒面；随后采用5％的HF溶液和20％HCL溶液去除金属离子等杂质，清洗并烘干；制绒后硅片减重为 0.4g，硅片反射率为12％；
2)磷扩散：将制绒后的硅片进行磷扩散处理，处理后的硅片方阻为130Ω/□，结深为30nm；
3)激光重掺杂：使用帝尔激光机台将扩散后的硅片进行激光重掺杂，激光重掺杂后硅片的方阻为80Ω/□；
4)氧化：
a)将激光重掺杂后的硅片置于管式炉中，在500℃下保温10min，随后将炉管内抽成真空状态，真空度为0.018MPa；
b)通入氧气，流量为2000sccm，在500℃下保温6min，对磷掺杂的那面镀一层氧化硅；
c)在500℃温度下将炉管泄压成常压状态，取出完成氧化；氧化得到的氧化硅厚度为10nm；
5)采用14wt％的HF溶液去除硅片背面的硅磷玻璃；
6)碱蚀刻抛光：采用3wt％氢氧化钠溶液和0.5wt％苯甲酸钠溶液对硅片背面进行碱蚀刻抛光，抛光后片减重为0.2g，背面反射率为35％；
7)采用14wt％的HF溶液去除硅片正面的硅磷玻璃；
8)退火：对去除硅片正面的硅磷玻璃后的硅片进行退火处理，退火处理温度为900℃，处理后氧化硅厚度为3nm；
9)在硅片表面镀双面氧化铝钝化膜，氧化铝钝化膜的厚度为10nm，氧化铝钝化膜的折射率为1.6；
10)正面沉积减反射膜：通过PECVD在正面沉积氮化硅膜，正面氮化硅膜的厚度为85nm，折射率为2.01；
11)背面沉积钝化膜：通过PECVD在背面沉积氮化硅膜，背面氮化硅膜的厚度为80nm；
12)背面激光开槽：对背面氮化硅和氧化铝进行激光开槽，激光开槽光斑大小为45μm；
13)丝网印刷：对背电极、背电场和正电极进行印刷；
14)烧结：对丝网印刷后的硅片在300℃下进行烧结，得到高转换效率SE-PERC太阳能电池。
实施例4：一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，包括以下制备步骤：
1)制绒：选用1000片的P型1-3Ω·cm硅片采用利用8wt％的双氧水进行去除油污等杂质，然后在4wt％的氢氧化钠溶液和0.5wt％苯甲酸钠溶液进行制绒，在硅片的表面形成绒面；随后采用15％的HF溶液和18％HCL溶液去除金属离子等杂质，清洗并烘干；制绒后硅片减重为0.3g，硅片反射率为13％；
2)磷扩散：将制绒后的硅片进行磷扩散处理，处理后的硅片方阻为150Ω/□，结深为100nm；
3)激光重掺杂：使用帝尔激光机台将扩散后的硅片进行激光重掺杂，激光重掺杂后硅片的方阻为70Ω/□；
4)氧化：
a)将激光重掺杂后的硅片置于管式炉中，在800℃下保温5min，随后将炉管内抽成真空状态，真空度为0.015MPa；
b)通入氧气，流量为5000sccm，在800℃下保温13min，对磷掺杂的那面镀一层氧化硅；
c)在800℃温度下将炉管泄压成常压状态，取出完成氧化；氧化得到的氧化硅厚度为100nm；
5)采用14wt％的HF溶液去除硅片背面的硅磷玻璃；
6)碱蚀刻抛光：采用4wt％氢氧化钠溶液和3wt％苯甲酸钠溶液对硅片背面进行碱蚀刻抛光，抛光后片减重为0.4g，背面反射率为55％；
7)采用14wt％的HF溶液去除硅片正面的硅磷玻璃；
8)退火：对去除硅片正面的硅磷玻璃后的硅片进行退火处理，退火处理温度为600℃，处理后氧化硅厚度为20nm；
9)在硅片表面镀双面氧化铝钝化膜，氧化铝钝化膜的厚度为20nm，氧化铝钝化膜的折射率为1.68；
10)正面沉积减反射膜：通过PECVD在正面沉积氮化硅膜，正面氮化硅膜的厚度为60nm，折射率为2.27；
11)背面沉积钝化膜：通过PECVD在背面沉积氮化硅膜，背面氮化硅膜的厚度为140nm；
12)背面激光开槽：对背面氮化硅和氧化铝进行激光开槽，激光开槽光斑大小为30μm；
13)丝网印刷：对背电极、背电场和正电极进行印刷；
14)烧结：对丝网印刷后的硅片在850℃下进行烧结，得到高转换效率SE-PERC太阳能电池。
实施例5：一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，包括以下制备步骤：
1)制绒：选用1000片的P型1-3Ω·cm硅片采用利用12wt％的双氧水进行去除油污等杂质，然后在2wt％的氢氧化钠溶液和2.5wt％苯甲酸钠溶液进行制绒，在硅片的表面形成绒面；随后采用12％的HF溶液和15％HCL溶液去除金属离子等杂质，清洗并烘干；制绒后硅片减重为0.6g，硅片反射率为10％；
2)磷扩散：将制绒后的硅片进行磷扩散处理，处理后的硅片方阻为120Ω/□，结深为80nm；
3)激光重掺杂：使用帝尔激光机台将扩散后的硅片进行激光重掺杂，激光重掺杂后硅片的方阻为65Ω/□；
4)氧化：
a)将激光重掺杂后的硅片置于管式炉中，在640℃下保温8min，随后将炉管内抽成真空状态，真空度为0.013MPa；
b)通入氧气，流量为3600sccm，在640℃下保温11min，对磷掺杂的那面镀一层氧化硅；
c)在640℃温度下将炉管泄压成常压状态，取出完成氧化；氧化得到的氧化硅厚度为50nm；
5)采用14wt％的HF溶液去除硅片背面的硅磷玻璃；
6)碱蚀刻抛光：采用5wt％氢氧化钠溶液和2wt％苯甲酸钠溶液对硅片背面进行碱蚀刻抛光，抛光后片减重为0.35g，背面反射率为60％；
7)采用14wt％的HF溶液去除硅片正面的硅磷玻璃；
8)退火：对去除硅片正面的硅磷玻璃后的硅片进行退火处理，退火处理温度为700℃，处理后氧化硅厚度为11nm；
9)在硅片表面镀双面氧化铝钝化膜，氧化铝钝化膜的厚度为15nm，氧化铝钝化膜的折射率为1.67；
10)正面沉积减反射膜：通过PECVD在正面沉积氮化硅膜，正面氮化硅膜的厚度为80nm，折射率为2.19；
11)背面沉积钝化膜：通过PECVD在背面沉积氮化硅膜，背面氮化硅膜的厚度为180nm；
12)背面激光开槽：对背面氮化硅和氧化铝进行激光开槽，激光开槽光斑大小为20μm；
13)丝网印刷：对背电极、背电场和正电极进行印刷；
14)烧结：对丝网印刷后的硅片在400℃下进行烧结，得到高转换效率SE-PERC太阳能电池。
对比例1：与实施例1的区别在于：取消步骤4)氧化，将激光重掺杂后的硅片直接进行碱蚀刻抛光。
对比例2：与实施例2的区别在于：取消步骤4)氧化，将激光重掺杂后的硅片直接进行碱蚀刻抛光。
对比例3：与实施例1的区别在于：
步骤4)氧化操作如下：
a)将激光重掺杂后的硅片置于管式炉中，在400℃下保温3min，随后将炉管内抽成真空状态，真空度为0.014MPa；
b)通入氧气，流量为1000sccm，在400℃下保温7min，对磷掺杂的那面镀一层氧化硅；
c)在400℃温度下将炉管泄压成常压状态，取出完成氧化；氧化得到的氧化硅厚度为20nm。
对比例4：与实施例2的区别在于：
步骤8)退火操作如下：对去除硅片正面的硅磷玻璃后的硅片进行退火处理，退火处理温度为500℃，处理后氧化硅厚度为1.5nm。
对比例5：与实施例1的区别在于：
步骤4)氧化操作如下：
a)将激光重掺杂后的硅片置于管式炉中，在1000℃下保温10min，随后将炉管内抽成真空状态，真空度为0.014MPa；
b)通入氧气，流量为4500sccm，在1000℃下保温17min，对磷掺杂的那面镀一层氧化硅；
c)在1000℃温度下将炉管泄压成常压状态，取出完成氧化；氧化得到的氧化硅厚度为120nm。
对比例6：与实施例2的区别在于：
步骤8)退火操作如下：对去除硅片正面的硅磷玻璃后的硅片进行退火处理，退火处理温度为1000℃，处理后氧化硅厚度为35nm。
将实施例1-5及对比例1-6进行电性能测试，得到的电性能参数如下表所述。
表1实施例及对比例电性能参数。
Figure BDA0002181069820000091
Figure BDA0002181069820000101
上表中Uoc是开路电压，Isc是短路电流，Rs是串联电阻，Rsh是并联电阻，FF是填充因子，NCell是电池片的转换效率。
从表中可以看出，实施例1-5的转换效率较高，能够达到21.96％以上；对比例1-2没有经过氧化步骤，因此转换效率较低；对比例3和5中，氧化温度超过优选范围，氧化膜厚度也过薄或过厚，因此转换效率虽然高于未经过氧化的对比例，但相对实施例较低。对比例3和5中，退火温度超过优选范围，氧化膜厚度也过薄或过厚，因此转换效率均低于实施例。

Claims (9)

1.一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1）制绒：在硅片的表面形成绒面；
2）磷扩散：将制绒后的硅片进行磷扩散处理；
3）激光重掺杂：将扩散后的硅片进行激光重掺杂；
4）氧化：将激光重掺杂后进行掺杂的那面镀一层氧化膜；
5）去PSG：去除硅片背面的硅磷玻璃；
6）碱蚀刻抛光：将硅片背面进行碱蚀刻抛光；
7）去除硅片正面的硅磷玻璃；
8）退火：对硅片进行退火处理；
9）在硅片表面镀双面氧化铝钝化膜；
10）正面沉积减反射膜：正面镀氮化硅膜；
11）背面沉积钝化膜：背面镀氮化硅膜；
12）背面激光开槽：对背面氮化硅和氧化铝进行激光开槽；
13）丝网印刷：对背电极、背电场和正电极进行印刷；
14）烧结：对丝网印刷后的硅片进行烧结，得到高转换效率SE-PERC太阳能电池。
2.根据权利要求1所述的一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤1）中制绒后硅片减重为0.3-0.7g，硅片反射率为9-13%。
3.根据权利要求1所述的一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤2）磷扩散后硅片方阻为90-150Ω/□，结深为10-100nm；步骤3）激光重掺杂后硅片的方阻为50-80Ω/□。
4.根据权利要求1所述的一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤4）氧化的步骤包括：
a）将激光重掺杂后的硅片置于管式炉中，在500-800℃下保温5-10min，随后将炉管内抽成真空状态，真空度为0.01-0.02MPa；
b）通入氧气，流量为2000-5000sccm，在500-800℃下保温6-13min，对磷掺杂的那面镀一层氧化膜；
c）在500-800℃温度下将炉管泄压成常压状态，取出完成氧化；氧化后氧化膜的厚度为10-100nm。
5.根据权利要求1所述的一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤6）碱蚀刻抛光后硅片减重为0.2-0.5g，背面反射率为35-60%。
6.根据权利要求1所述的一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤8）退火温度为600-900℃，氧化膜的厚度为3-20nm；步骤9）氧化铝钝化膜的厚度为2-20nm，氧化铝钝化膜的折射率为1.6-1.68。
7.根据权利要求1所述的一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤10）正面氮化硅膜的厚度为60-85nm，折射率为1.95-2.27；步骤11）背面氮化硅膜的厚度为80-200nm。
8.根据权利要求1所述的一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤12）背面激光开槽光斑大小为20-45μm。
9.根据权利要求1所述的一种高转换效率SE-PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，步骤14）烧结温度为300-960℃。
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Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111341880A (zh) * 2020-03-06 2020-06-26 浙江正泰太阳能科技有限公司 太阳能电池的制造方法
CN111564530A (zh) * 2020-06-09 2020-08-21 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种新型晶硅perc电池前氧化层制备工艺
CN111739956A (zh) * 2020-06-30 2020-10-02 常州时创能源股份有限公司 激光se电池的制备方法
CN112054091A (zh) * 2020-08-28 2020-12-08 江苏润阳悦达光伏科技有限公司 一种高效太阳能perc-se电池的氧化工艺
CN112071928A (zh) * 2020-09-11 2020-12-11 晋能清洁能源科技股份公司 一种perc电池片的制备方法
CN112309849A (zh) * 2020-09-30 2021-02-02 英利能源（中国）有限公司 一种硅片单面刻蚀抛光的方法
CN112397610A (zh) * 2020-10-21 2021-02-23 晶澳太阳能有限公司 一种太阳能电池片电极印刷方法
CN112756808A (zh) * 2020-12-31 2021-05-07 天津爱旭太阳能科技有限公司 一种减少晶硅太阳能电池复合损失的切割方法
CN113161449A (zh) * 2021-04-20 2021-07-23 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种perc太阳能电池的制备方法
CN113314627A (zh) * 2021-05-28 2021-08-27 常州时创能源股份有限公司 一种perc太阳能电池及制备方法
CN113314626A (zh) * 2021-05-26 2021-08-27 江苏润阳世纪光伏科技有限公司 一种太阳能电池片的制造方法
CN113594303A (zh) * 2021-08-05 2021-11-02 通威太阳能（安徽）有限公司 一种选择性发射极的制作方法
CN114203856A (zh) * 2021-11-26 2022-03-18 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 一种太阳能光伏电池低压水平磷扩散生产线
CN114447140A (zh) * 2020-10-30 2022-05-06 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种单晶太阳能电池片的扩散工艺
CN114530520A (zh) * 2020-11-02 2022-05-24 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种perc电池及其制备方法和应用
CN114613875A (zh) * 2020-12-09 2022-06-10 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种提高电池双面率的电池制备方法以及制备得到的电池
CN114765231A (zh) * 2020-12-30 2022-07-19 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 光伏电池及其制备方法
CN115132876A (zh) * 2021-03-22 2022-09-30 黄河水电西宁太阳能电力有限公司 一种基于se背面碱抛光的高效perc电池制备工艺
CN115332390A (zh) * 2022-08-12 2022-11-11 通威太阳能（安徽）有限公司 太阳能电池及其制备方法
WO2023179023A1 (zh) * 2022-03-24 2023-09-28 通威太阳能（安徽）有限公司 太阳能电池的制备方法、太阳能电池及发电装置
CN113594303B (zh) * 2021-08-05 2024-05-28 通威太阳能（安徽）有限公司 一种选择性发射极的制作方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109713053A (zh) * 2018-12-27 2019-05-03 江苏日托光伏科技股份有限公司 一种mwt太阳能电池的制备方法
CN109888061A (zh) * 2019-03-22 2019-06-14 通威太阳能（合肥）有限公司 一种碱抛光高效perc电池及其制备工艺
CN109994553A (zh) * 2019-04-30 2019-07-09 通威太阳能（成都）有限公司 一种三层介电钝化膜perc太阳电池及制作工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109713053A (zh) * 2018-12-27 2019-05-03 江苏日托光伏科技股份有限公司 一种mwt太阳能电池的制备方法
CN109888061A (zh) * 2019-03-22 2019-06-14 通威太阳能（合肥）有限公司 一种碱抛光高效perc电池及其制备工艺
CN109994553A (zh) * 2019-04-30 2019-07-09 通威太阳能（成都）有限公司 一种三层介电钝化膜perc太阳电池及制作工艺

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111341880A (zh) * 2020-03-06 2020-06-26 浙江正泰太阳能科技有限公司 太阳能电池的制造方法
CN111564530A (zh) * 2020-06-09 2020-08-21 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种新型晶硅perc电池前氧化层制备工艺
CN111564530B (zh) * 2020-06-09 2022-07-29 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种新型晶硅perc电池前氧化层制备工艺
CN111739956B (zh) * 2020-06-30 2022-04-26 常州时创能源股份有限公司 激光se电池的制备方法
CN111739956A (zh) * 2020-06-30 2020-10-02 常州时创能源股份有限公司 激光se电池的制备方法
CN112054091A (zh) * 2020-08-28 2020-12-08 江苏润阳悦达光伏科技有限公司 一种高效太阳能perc-se电池的氧化工艺
CN112071928A (zh) * 2020-09-11 2020-12-11 晋能清洁能源科技股份公司 一种perc电池片的制备方法
CN112309849A (zh) * 2020-09-30 2021-02-02 英利能源（中国）有限公司 一种硅片单面刻蚀抛光的方法
CN112309849B (zh) * 2020-09-30 2022-11-22 英利能源（中国）有限公司 一种硅片单面刻蚀抛光的方法
CN112397610A (zh) * 2020-10-21 2021-02-23 晶澳太阳能有限公司 一种太阳能电池片电极印刷方法
CN114447140A (zh) * 2020-10-30 2022-05-06 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种单晶太阳能电池片的扩散工艺
CN114530520A (zh) * 2020-11-02 2022-05-24 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种perc电池及其制备方法和应用
CN114613875B (zh) * 2020-12-09 2024-02-23 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种提高电池双面率的电池制备方法以及制备得到的电池
CN114613875A (zh) * 2020-12-09 2022-06-10 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 一种提高电池双面率的电池制备方法以及制备得到的电池
CN114765231A (zh) * 2020-12-30 2022-07-19 苏州阿特斯阳光电力科技有限公司 光伏电池及其制备方法
CN112756808A (zh) * 2020-12-31 2021-05-07 天津爱旭太阳能科技有限公司 一种减少晶硅太阳能电池复合损失的切割方法
CN115132876A (zh) * 2021-03-22 2022-09-30 黄河水电西宁太阳能电力有限公司 一种基于se背面碱抛光的高效perc电池制备工艺
CN113161449A (zh) * 2021-04-20 2021-07-23 山西潞安太阳能科技有限责任公司 一种perc太阳能电池的制备方法
CN113314626A (zh) * 2021-05-26 2021-08-27 江苏润阳世纪光伏科技有限公司 一种太阳能电池片的制造方法
CN113314627A (zh) * 2021-05-28 2021-08-27 常州时创能源股份有限公司 一种perc太阳能电池及制备方法
CN113594303A (zh) * 2021-08-05 2021-11-02 通威太阳能（安徽）有限公司 一种选择性发射极的制作方法
CN113594303B (zh) * 2021-08-05 2024-05-28 通威太阳能（安徽）有限公司 一种选择性发射极的制作方法
CN114203856A (zh) * 2021-11-26 2022-03-18 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 一种太阳能光伏电池低压水平磷扩散生产线
CN114203856B (zh) * 2021-11-26 2022-09-06 深圳市拉普拉斯能源技术有限公司 一种太阳能光伏电池低压水平磷扩散生产线
WO2023179023A1 (zh) * 2022-03-24 2023-09-28 通威太阳能（安徽）有限公司 太阳能电池的制备方法、太阳能电池及发电装置
CN115332390A (zh) * 2022-08-12 2022-11-11 通威太阳能（安徽）有限公司 太阳能电池及其制备方法

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