CN111354840A - 一种选择性发射极双面perc太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法。所述制备方法中采用碱抛光技术进行边缘刻蚀、去PSG；其中，碱抛光技术中使用的碱液为有机碱和无机碱的混合溶液。得到的太阳能电池具有较好的电性能，较高的光电转换效率，并且绿色环保，制备方法简单易行，适宜于工业化推广应用。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池技术领域，具体涉及一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法。
背景技术
由于应用太阳能具有无污染、太阳光照的普遍性以及永不枯竭等特点，符合世界环境保护的要求以及资源日渐短缺的趋势，因此对太阳能的有效利用成为近年来颇具活力的研究领域。太阳能电池硅材料具有高转换效率、及其微小的生态影响和长时间不降解的优点，使其自从太阳能电池发明至今依然是太阳能发电装置的主要材料。相比其他太阳能电池结构，钝化发射极背面接触(PERC)电池仅需增加背钝化及激光开线两道工艺，成本增加较低但效率却显著提升，成为现阶段高效电池产业化研究中最具性价比的技术。进一步研究发现，通过少量技术改变，在基本不增加成本的基础上，PERC电池可实现双面发电，双面PERC已成为太阳能电池行业新热点。
根据金半接触理论，金属和硅接触区域的接触电阻和复合受接触区域的掺杂浓度影响较大。在实际应用中，往往会对接触区域进行重掺杂，从而取得较低的接触电阻和接触区域复合速率。然而，过重的掺杂会导致非接触区域的复合速率过高，因此，开发具有局部重掺杂的结构(选择性发射极)和工艺的意义重大。一方面，在金属区域具有较高的掺杂浓度，可以保证其金半接触电阻和金半接触复合，另一方面其在非金属区域具有较低的掺杂浓度，能够获得较低的表面钝化效果。
更为重要的是，太阳能电池的传统制作过程中，印刷工艺流程采用细栅与主栅同时印刷的一次印刷方式。一次印刷不仅对印刷浆料、网版以及操作人员要求较高；而且容易造成断栅，导致主栅区域易被烧穿，电池开压和效率的损失等问题。对一次印刷技术进行改进，优化电池的开压、电流和填充因子，可以进一步提高多晶硅电池的效率。
发明内容
为克服以上技术问题，本发明提供了一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法。得到的太阳能电池具有较好的电性能，较高的光电转换效率，并且绿色环保，制备方法简单易行，适宜于工业化推广应用。
为实现以上目的，本发明提供的技术方案如下：
一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，所述选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法中采用碱抛光技术进行边缘刻蚀、去PSG；其中，碱抛光技术中使用的碱液为有机碱和无机碱的混合溶液。
优选地，所述无机碱为KOH、NaOH、CeOH、RbOH和NH4OH水溶液中的任一种或多种；
优选地，所述有机碱为四甲基氢氧化铵(TMAH)、羟乙基二胺、三乙醇胺、四羟基乙二胺和四羟乙基乙二胺水溶液中的任一种或多种；
优选地，所述碱抛光技术中使用的碱液为KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的混合水溶液；
优选地，所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的质量比为1-4:1-2:2-4:1-3；
优选地，所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的总质量分数为5-10％；
优选地，所述碱液中还包括添加剂，所述添加剂为：山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的混合物；
优选地，所述山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为1-3：1-2：2-4：1-5；
优选地，所述碱液中添加剂的质量分数为0.1-3％，优选为0.5-1％。
优选地，所述选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)硅片切割、去除损伤层，制绒、清洗，扩散形成PN结；
(2)取扩散形成PN结后硅片，进行边缘刻蚀、去PSG、清洗；
(3)采用激光轻掺杂形成N+轻掺杂区域，再采用激光对硅片正面进行重掺杂形成局部N++重掺杂区域；
(4)完成背面钝化层、背面减反层以及正面钝化层、正面减反层的沉积；
(5)在硅片背面钝化层上印刷掺硼硅浆料并烘干；
(6)采用激光在印刷区域将硼驱入硅片的硅基体内，形成P+局部发射极，同时形成线型局域开窗；
(7)经过二次印刷，制备电极。
优选地，步骤(1)中，所述制绒、清洗的过程为：在温度为75-80℃、1-2w％的碱液或在温度为65-70℃、6-8w％的酸液和添加剂体系中制绒，使硅片的表面形成绒面，最后在酸(或碱)液中化学清洗，中和碱(酸)液并除去表面杂质。
优选地，步骤(1)中，所述扩散形成PN结过程为：将制绒后硅片放在管式扩散炉的石英容器内，在850-900℃高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器，通过三氯氧磷和硅片进行反应得到PN结；
优选地，步骤(2)中，所述边缘刻蚀、去PSG为：采用碱抛光技术实现边缘刻蚀，去除扩散过程中形成的磷硅玻璃(PSG)，提升电池背面的平整度而不破坏正面PN结；采用HF去除电池正面的SiNx掩膜和PSG，实现双面PERC背面金字塔绒面，提高双面率；
优选地，步骤(2)中，所述刻蚀的温度为30-50℃。
优选地，分别选用1064nm的红外调Q激光进行轻掺杂和532nm的连续激光进行重掺杂，所述N+轻掺杂区域的掺杂浓度为(2-4)×1020/m3；所述N++重掺杂区域的掺杂浓度为(2-3)×1020/m3。
优选地，步骤(4)中，所述正面钝化层和正面减反层的总厚度为78-80nm，正面减反层的折射率为2.08-2.10；所述背面钝化层厚度为8-10nm，背面减反层厚度为80-90nm，背面减反层的折射率为2.08-2.10，退火条件为500-700℃；
优选地，步骤(5)中，所述掺硼硅浆料为：硼掺杂硅纳米颗粒和有机载体；
优选地，所述掺硼硅浆料中硼掺杂硅纳米颗粒与有机载体的质量比为4-5：5-6；
优选地，所述硼掺杂硅纳米颗粒中，硼掺杂浓度为20-30％；
优选地，所述硼掺杂硅纳米颗粒的制备方法为：在冷等离子体纳米晶制备系统中，将反应体系压力抽至真空，然后通入气态硼源和气态硅源，得到硼掺杂硅纳米颗粒。
优选地，所述有机载体为二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的混合物。
优选地，所述有机载体中二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的质量比为10-15：2-3：1-2；
优选地，所述掺硼硅浆料在25℃下的粘度为45000-60000mPa·s；
优选地，步骤(6)中，所述激光的参数如下：激光器为532nm绿光激光器或355nm紫光激光器，激光功率为40-60W，激光频率为18000-24000KHz，激光运行速度为8-15m/s。
优选地，步骤(7)中，所述二次印刷经过两次印刷，第一次印刷副栅线，第二次印刷为套印主栅线和副栅线；
优选的，所述第一次印刷的印刷压力为30-50N，印刷速度为400-500片/min；
优选的，所述第二次印刷的印刷压力为30-50N，印刷速度为400-500片/min；
优选的，所述第一次印刷后所得副栅线孔的宽度均为25μm；
优选的，所述第二次印刷后所得副栅线孔的宽度均为30μm；
优选的，所述第二次印刷后所得主栅线孔的宽度均为0.5-1.2mm。
与现有技术比，本发明的技术优势在于：
(1)本发明提供了的选择性发射极双面PERC太阳能电池具有较好的光电转换效率，制备方法简单易行，适宜于工业化推广应用。
(2)本发明采用碱抛光技术实现边缘刻蚀和去除PSG，整个生产流程中完全不使用硝酸，彻底解决氮氧化物废气与废水总氮含量的两大症结问题，从根源上实现了整条电池产线的绿色环保。
(3)本发明中碱抛光技术中选用复合碱液处理一方面可以降低碱液的使用浓度，另一方面能够更好地得到光滑的刻蚀表面，提高电池性能。
(4)本发明的双面选择性发射极PERC电的制备方法，采用双面激光掺杂，可同时实现背面局域接触，提升了产品的质量。
(5)本发明采用优化后的碱抛配方，有效的延长了碱抛槽的药液寿命达到了产能提升，同时添加剂及碱的耗量大幅度下降，突破碱抛SE的产能瓶颈。
附图说明
图1：选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备工艺；
现结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，但本发明并不局限于此。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)硅片切割、去除损伤层，在温度为78℃、1.5w％的碱液或在温度为68℃、7w％的酸液和添加剂体系中制绒，使硅片的表面形成绒面，最后在酸(或碱)液中化学清洗，中和碱(酸)液并除去表面杂质，将制绒后硅片放在管式扩散炉的石英容器内，在880℃高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器，通过三氯氧磷和硅片进行反应得到PN结；
(2)取扩散形成PN结后硅片，采用碱抛光技术40℃进行边缘刻蚀，去除扩散过程中形成的磷硅玻璃(PSG)；采用HF去除电池正面的SiNx掩膜和PSG；
(3)选用1064nm的红外调Q激光轻掺杂形成N+轻掺杂区域，再采用532nm的连续激光对硅片正面进行重掺杂形成局部N++重掺杂区域；所述N+轻掺杂区域的掺杂浓度为3×1020/m3；所述N++重掺杂区域的掺杂浓度为3×1020/m3；
(4)完成背面钝化层、背面减反层以及正面钝化层、正面减反层的沉积；
所述正面钝化层和正面减反层的总厚度为78nm，正面减反层的折射率为2.08；所述背面钝化层厚度为10nm，背面减反层厚度为80nm，背面减反层的折射率为2.10，退火条件为600℃；
(5)在硅片背面钝化层上印刷掺硼硅浆料并烘干；
(6)采用激光在印刷区域将硼驱入硅片的硅基体内，形成P+局部发射极，同时形成线型局域开窗；所述激光的参数如下：激光器为532nm绿光激光器或355nm紫光激光器，激光功率为50W，激光频率为20000KHz，激光运行速度为10m/s；
(7)经过二次印刷，制备电极；其中，第一次印刷副栅线，第二次印刷为套印主栅线和副栅线；所述第一次印刷的印刷压力为40N，印刷速度为500片/min；
所述第二次印刷的印刷压力为40N，印刷速度为500片/min；
所述第一次印刷后所得副栅线孔的宽度均为25μm；
述第二次印刷后所得副栅线孔的宽度均为30μm；
所述第二次印刷后所得主栅线孔的宽度均为1.0mm。
本实施例中，所述碱抛光技术中使用的碱液为KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的混合水溶液；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的质量比为3:1:3:2；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的总质量分数为6％；
所述添加剂为：山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的混合物；所述山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为2：1：3：3；所述碱液中添加剂的质量分数为0.5％。
所述掺硼硅浆料为：硼掺杂硅纳米颗粒和有机载体；
所述掺硼硅浆料中硼掺杂硅纳米颗粒与有机载体的质量比为4：6；所述硼掺杂硅纳米颗粒中，硼掺杂浓度为25％；
所述硼掺杂硅纳米颗粒的制备方法为：在冷等离子体纳米晶制备系统中，将反应体系压力抽至真空，然后通入气态硼源和气态硅源，得到硼掺杂硅纳米颗粒。
所述有机载体为二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的混合物；所述有机载体中二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的质量比为10：3：2；所述掺硼硅浆料在25℃下的粘度为60000mPa·s。
实施例2
一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)硅片切割、去除损伤层，在温度为75℃、1w％的碱液或在温度为65℃、8w％的酸液和添加剂体系中制绒，使硅片的表面形成绒面，最后在酸(或碱)液中化学清洗，中和碱(酸)液并除去表面杂质，将制绒后硅片放在管式扩散炉的石英容器内，在900℃高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器，通过三氯氧磷和硅片进行反应得到PN结；
(2)取扩散形成PN结后硅片，采用碱抛光技术50℃进行边缘刻蚀，去除扩散过程中形成的磷硅玻璃(PSG)；采用HF去除电池正面的SiNx掩膜和PSG；
(3)选用1064nm的红外调Q激光轻掺杂形成N+轻掺杂区域，再采用532nm的连续激光对硅片正面进行重掺杂形成局部N++重掺杂区域；所述N+轻掺杂区域的掺杂浓度为4×1020/m3；所述N++重掺杂区域的掺杂浓度为2×1020/m3；
(4)完成背面钝化层、背面减反层以及正面钝化层、正面减反层的沉积；
所述正面钝化层和正面减反层的总厚度为80nm，正面减反层的折射率为2.10；所述背面钝化层厚度为10nm，背面减反层厚度为90nm，背面减反层的折射率为2.10，退火条件为700℃；
(5)在硅片背面钝化层上印刷掺硼硅浆料并烘干；
(6)采用激光在印刷区域将硼驱入硅片的硅基体内，形成P+局部发射极，同时形成线型局域开窗；所述激光的参数如下：激光器为532nm绿光激光器或355nm紫光激光器，激光功率为60W，激光频率为24000KHz，激光运行速度为15m/s；
(7)经过二次印刷，制备电极；其中，第一次印刷副栅线，第二次印刷为套印主栅线和副栅线；所述第一次印刷的印刷压力为30N，印刷速度为500片/min；
所述第二次印刷的印刷压力为30N，印刷速度为500片/min；
所述第一次印刷后所得副栅线孔的宽度均为25μm；
述第二次印刷后所得副栅线孔的宽度均为30μm；
所述第二次印刷后所得主栅线孔的宽度均为1.2mm。
本实施例中，所述碱抛光技术中使用的碱液为KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的混合水溶液；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的质量比为1:2:4:1；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的总质量分数为5％；
所述添加剂为：山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的混合物；所述山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为1：2：4：5；所述碱液中添加剂的质量分数为0.1％。
所述掺硼硅浆料为：硼掺杂硅纳米颗粒和有机载体；
所述掺硼硅浆料中硼掺杂硅纳米颗粒与有机载体的质量比为4：6；所述硼掺杂硅纳米颗粒中，硼掺杂浓度为30％；
所述硼掺杂硅纳米颗粒的制备方法为：在冷等离子体纳米晶制备系统中，将反应体系压力抽至真空，然后通入气态硼源和气态硅源，得到硼掺杂硅纳米颗粒。
所述有机载体为二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的混合物；所述有机载体中二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的质量比为15：3：2；所述掺硼硅浆料在25℃下的粘度为50000mPa·s。
实施例3
一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)硅片切割、去除损伤层，在温度为80℃、2w％的碱液或在温度为70℃、6w％的酸液和添加剂体系中制绒，使硅片的表面形成绒面，最后在酸(或碱)液中化学清洗，中和碱(酸)液并除去表面杂质，将制绒后硅片放在管式扩散炉的石英容器内，在850-900℃高温下使用氮气将三氯氧磷带入石英容器，通过三氯氧磷和硅片进行反应得到PN结；
(2)取扩散形成PN结后硅片，采用碱抛光技术30℃进行边缘刻蚀，去除扩散过程中形成的磷硅玻璃(PSG)；采用HF去除电池正面的SiNx掩膜和PSG；
(3)选用1064nm的红外调Q激光轻掺杂形成N+轻掺杂区域，再采用532nm的连续激光对硅片正面进行重掺杂形成局部N++重掺杂区域；所述N+轻掺杂区域的掺杂浓度为2×1020/m3；所述N++重掺杂区域的掺杂浓度为3×1020/m3；
(4)完成背面钝化层、背面减反层以及正面钝化层、正面减反层的沉积；
所述正面钝化层和正面减反层的总厚度为78nm，正面减反层的折射率为2.08；所述背面钝化层厚度为8nm，背面减反层厚度为80nm，背面减反层的折射率为2.08，退火条件为500℃；
(5)在硅片背面钝化层上印刷掺硼硅浆料并烘干；
(6)采用激光在印刷区域将硼驱入硅片的硅基体内，形成P+局部发射极，同时形成线型局域开窗；所述激光的参数如下：激光器为532nm绿光激光器或355nm紫光激光器，激光功率为40W，激光频率为18000KHz，激光运行速度为8m/s；
(7)经过二次印刷，制备电极；其中，第一次印刷副栅线，第二次印刷为套印主栅线和副栅线；所述第一次印刷的印刷压力为50N，印刷速度为400片/min；
所述第二次印刷的印刷压力为50N，印刷速度为400片/min；
所述第一次印刷后所得副栅线孔的宽度均为25μm；
述第二次印刷后所得副栅线孔的宽度均为30μm；
所述第二次印刷后所得主栅线孔的宽度均为0.5mm。
本实施例中，所述碱抛光技术中使用的碱液为KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的混合水溶液；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的质量比为4:1:2 3；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的总质量分数为10％；
所述添加剂为：山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的混合物；所述山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为3：1：2：1；所述碱液中添加剂的质量分数为3％。
所述掺硼硅浆料为：硼掺杂硅纳米颗粒和有机载体；
所述掺硼硅浆料中硼掺杂硅纳米颗粒与有机载体的质量比为5：5；所述硼掺杂硅纳米颗粒中，硼掺杂浓度为20％；
所述硼掺杂硅纳米颗粒的制备方法为：在冷等离子体纳米晶制备系统中，将反应体系压力抽至真空，然后通入气态硼源和气态硅源，得到硼掺杂硅纳米颗粒。
所述有机载体为二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的混合物；所述有机载体中二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的质量比为10：2：1；所述掺硼硅浆料在25℃下的粘度为45000mPa·s。
对比例1
一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，步骤同实施例1。
与实施例1相比，区别仅在于碱液的组成不同。
其中，碱液为：KOH、TMAH的混合水溶液；所述碱液中KOH、TMAH的质量比为1：1；所述碱液中KOH、TMAH的总质量分数为6％。
所述添加剂为：山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的混合物；所述山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为2：1：3：3；所述碱液中添加剂的质量分数为0.5％。
所述掺硼硅浆料为：硼掺杂硅纳米颗粒和有机载体；
所述掺硼硅浆料中硼掺杂硅纳米颗粒与有机载体的质量比为4：6；所述硼掺杂硅纳米颗粒中，硼掺杂浓度为25％；
所述硼掺杂硅纳米颗粒的制备方法为：在冷等离子体纳米晶制备系统中，将反应体系压力抽至真空，然后通入气态硼源和气态硅源，得到硼掺杂硅纳米颗粒。
所述有机载体为二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的混合物；所述有机载体中二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的质量比为10：3：2。
对比例2
一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，步骤同实施例1。
与实施例1相比，区别仅在于添加剂的组成不同。
本实施例中，所述碱抛光技术中使用的碱液为KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的混合水溶液；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的质量比为3:1:3:2；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的总质量分数为6％；
所述添加剂为：异丙醇、乙酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的混合物；所述异丙醇、乙酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为2：1：3：3；所述碱液中添加剂的质量分数为0.5％。
所述掺硼硅浆料为：硼掺杂硅纳米颗粒和有机载体；
所述掺硼硅浆料中硼掺杂硅纳米颗粒与有机载体的质量比为4：6；所述硼掺杂硅纳米颗粒中，硼掺杂浓度为25％；
所述硼掺杂硅纳米颗粒的制备方法为：在冷等离子体纳米晶制备系统中，将反应体系压力抽至真空，然后通入气态硼源和气态硅源，得到硼掺杂硅纳米颗粒。
所述有机载体为二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的混合物；所述有机载体中二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的质量比为10：3：2。
对比例3
一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，步骤同实施例1。
与实施例1相比，区别仅在于掺硼硅浆料不同。
本实施例中，所述碱抛光技术中使用的碱液为KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的混合水溶液；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的质量比为3:1:3:2；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的总质量分数为6％；
所述添加剂为：山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的混合物；所述山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为2：1：3：3；所述碱液中添加剂的质量分数为0.5％。
所述掺硼硅浆料为：纳米硅、硼单质、有机载体；
所述掺硼硅浆料中有机载体质量分数为60％；所述硼单质的质量分数为10％，纳米硅的质量分数为30％；
所述有机载体为二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的混合物；所述有机载体中二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的质量比为10：3：2。
对比例4
一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，步骤同实施例1。
与实施例1相比，区别仅在于掺硼硅浆料不同。
本实施例中，所述碱抛光技术中使用的碱液为KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的混合水溶液；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的质量比为3:1:3:2；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的总质量分数为6％；
所述添加剂为：山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的混合物；所述山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为2：1：3：3；所述碱液中添加剂的质量分数为0.5％。
所述掺硼硅浆料为：硼掺杂硅纳米颗粒和有机载体；
所述掺硼硅浆料中硼掺杂硅纳米颗粒与有机载体的质量比为4：6；所述硼掺杂硅纳米颗粒中，硼掺杂浓度为25％；
所述硼掺杂硅纳米颗粒的制备方法为：在冷等离子体纳米晶制备系统中，将反应体系压力抽至真空，然后通入气态硼源和气态硅源，得到硼掺杂硅纳米颗粒。
所述有机载体为松油醇、甲基羟丙基纤维素、柠檬酸三丁酯的混合物；所述有机载体中松油醇、甲基羟丙基纤维素、柠檬酸三丁酯的质量比为10：3：2。
对比例5
一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，步骤同实施例1。
与实施例1相比，区别仅在于碱液的质量分数不同。
本实施例中，所述碱抛光技术中使用的碱液为KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的混合水溶液；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的质量比为3:1:3:2；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的总质量分数为3％；
所述添加剂为：山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的混合物；所述山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为2：1：3：3；所述碱液中添加剂的质量分数为0.5％。
所述掺硼硅浆料为：硼掺杂硅纳米颗粒和有机载体；
所述掺硼硅浆料中硼掺杂硅纳米颗粒与有机载体的质量比为4：6；所述硼掺杂硅纳米颗粒中，硼掺杂浓度为25％；
所述硼掺杂硅纳米颗粒的制备方法为：在冷等离子体纳米晶制备系统中，将反应体系压力抽至真空，然后通入气态硼源和气态硅源，得到硼掺杂硅纳米颗粒。
所述有机载体为二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的混合物；所述有机载体中二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的质量比为10：3：2。
对比例6
一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，步骤同实施例1。
与实施例1相比，区别仅在于掺硼硅浆料的掺杂浓度不同。
本实施例中，所述碱抛光技术中使用的碱液为KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的混合水溶液；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的质量比为3:1:3:2；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的总质量分数为6％；
所述添加剂为：山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的混合物；所述山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为2：1：3：3；所述碱液中添加剂的质量分数为0.5％。
所述掺硼硅浆料为：硼掺杂硅纳米颗粒和有机载体；
所述掺硼硅浆料中硼掺杂硅纳米颗粒与有机载体的质量比为4：6；所述硼掺杂硅纳米颗粒中，硼掺杂浓度为40％；
所述硼掺杂硅纳米颗粒的制备方法为：在冷等离子体纳米晶制备系统中，将反应体系压力抽至真空，然后通入气态硼源和气态硅源，得到硼掺杂硅纳米颗粒。
所述有机载体为二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的混合物；所述有机载体中二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的质量比为10：3：2。
效果试验
将实施例1-3及对比例1-6制成的太阳能电池，选用光伏电池工业生产中常用的测试设备进行电性能测试。
其中，检测设备使用DELTA ELECTRONICS的测试分选机，设定测试条件AM＝1.5，光强＝1000W/m2，PN结温度＝25℃。所测电池片的转换效率EFF(％)、开路电压Voc(mV)、填充因子FF(％)电性能参数见表1。
表1电性能参数
由此可知，本申请提供的选择性发射极双面PERC太阳能电池具有较好的电性能，正面光电转换效率可以达到24％以上、开路电压Voc可达680mV以上、填充因子FF最高为85.13；背面光电转换效率可以达到22％以上、开路电压Voc可达670mV以上、填充因子FF最高为82.52；同时，制备过程中碱液的选择、浓度以及掺硼硅浆料的组成和硼掺杂浓度均对电池性能具有重要的影响。
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法中采用碱抛光技术进行边缘刻蚀、去PSG；其中，碱抛光技术中使用的碱液为有机碱和无机碱的混合溶液。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无机碱为KOH、NaOH、CeOH、RbOH和NH4OH水溶液中的任一种或多种；所述有机碱为四甲基氢氧化铵、羟乙基二胺、三乙醇胺、四羟基乙二胺和四羟乙基乙二胺水溶液中的任一种或多种。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱抛光技术中使用的碱液为KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的混合水溶液；其中，KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的质量比为1-4:1-2:2-4:1-3；所述碱液中KOH、NH4OH、TMAH、三乙醇胺的总质量分数为5-10％。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碱液中还包括添加剂，所述添加剂为：山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的混合物；所述山梨醇、乳酸、2-羟基乙胺、十二烷基苯磺酸钠的质量比为1-3：1-2：2-4：1-5；所述碱液中添加剂的质量分数为0.1-3％。
5.如权利要求1-4任一所述的制备方法，其特征在于，所述选择性发射极双面PERC太阳能电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)硅片切割、去除损伤层，制绒、清洗，扩散形成PN结；
(2)取扩散形成PN结后硅片，进行边缘刻蚀、去PSG、清洗；
(3)采用激光轻掺杂形成N+轻掺杂区域，再采用激光对硅片正面进行重掺杂形成局部N++重掺杂区域；
(4)完成背面钝化层、背面减反层以及正面钝化层、正面减反层的沉积；
(5)在硅片背面钝化层上印刷掺硼硅浆料并烘干；
(6)采用激光在印刷区域将硼驱入硅片的硅基体内，形成P+局部发射极，同时形成线型局域开窗；
(7)经过二次印刷，制备电极。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，分别选用1064nm的红外调Q激光进行轻掺杂和532nm的连续激光进行重掺杂，所述N+轻掺杂区域的掺杂浓度为(2-4)×1020/m3；所述N++重掺杂区域的掺杂浓度为(2-3)×1020/m3。
7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述掺硼硅浆料为：硼掺杂硅纳米颗粒和有机载体；所述掺硼硅浆料中硼掺杂硅纳米颗粒与有机载体的质量比为4-5：5-6；所述硼掺杂硅纳米颗粒中，硼掺杂浓度为20-30％。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述硼掺杂硅纳米颗粒的制备方法为：在冷等离子体纳米晶制备系统中，将反应体系压力抽至真空，然后通入气态硼源和气态硅源，得到硼掺杂硅纳米颗粒。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述有机载体为二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的混合物；所述有机载体中二乙二醇二丁醚、甲基羟丙基纤维素、琥珀酸酯的质量比为10-15：2-3：1-2。
10.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，所述二次印刷经过两次印刷，第一次印刷副栅线，第二次印刷为套印主栅线和副栅线；
所述第一次印刷的印刷压力为30-50N，印刷速度为400-500片/min；
所述第二次印刷的印刷压力为30-50N，印刷速度为400-500片/min；
所述第一次印刷后所得副栅线孔的宽度均为25μm；
所述第二次印刷后所得副栅线孔的宽度均为30μm；
所述第二次印刷后所得主栅线孔的宽度均为0.5-1.2mm。
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