CN111509089A - 一种双面太阳能电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了双面太阳能电池制作方法，包括获得正面形成有扩散层的预处理硅片，且预处理硅片的正面和背面均具有金字塔绒面结构；去除位于预处理硅片的背面的磷硅玻璃，并清洗去除磷硅玻璃后的预处理硅片，得到清洗后硅片；在清洗后硅片的正面依次形成叠加的氧化层和第一钝化层，得到处理后硅片；利用氢氟酸溶液去除位于处理后硅片的背面的绕镀氧化层和绕镀钝化层，并利用碱溶液去除位于处理后硅片的背面的扩散层和制绒，得到再处理硅片；在再处理硅片的背面形成第二钝化层，并对第二钝化层进行开槽处理，得到电池前驱体；分别在电池前驱体的正面和背面形成电极，得到双面太阳能电池，有效提高电池的双面率，并减小正面和背面的色差。
Description
技术领域
本申请涉及太阳能电池技术领域，特别是涉及一种双面太阳能电池及其制作方法。
背景技术
PERC(passivated emitter and rear contact，钝化发射极及背接触)电池因其自身良好的背钝化结构，可以提高电池的开压和短路电流，成为光伏行业的研究热点。
目前在制备PERC双面太阳能电池时，在对硅片的正面进行扩散，形成金字塔结构之后，采用酸刻蚀的方法去除背面的PSG以及对背面进行抛光处理，因在背面采用酸刻蚀的方式，使得硅片背面反射率高，陷光能力差，导致电池背面效率不高，双面率一般为70％-75％，并且由于对背面进行刻蚀处理，使得硅片背面是凹凸不平的结构，而不是金字塔结构，即与正面的结构类型不同，导致PERC双面太阳能电池外观差异较大。
因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。
发明内容
本申请的目的是提供一种双面太阳能电池及其制作方法，以提高双面太阳能电池的双面率，并减小正面和背面的色差。
为解决上述技术问题，本申请提供一种双面太阳能电池制作方法，包括：
获得正面形成有扩散层的预处理硅片，且所述预处理硅片的所述正面和背面均具有金字塔绒面结构；
去除位于所述预处理硅片的所述背面的磷硅玻璃，并清洗去除所述磷硅玻璃后的所述预处理硅片，得到清洗后硅片；
在所述清洗后硅片的所述正面依次形成叠加的氧化层和第一钝化层，得到处理后硅片；
利用氢氟酸溶液去除位于所述处理后硅片的所述背面的绕镀氧化层和绕镀钝化层，并利用碱溶液去除位于所述处理后硅片的所述背面的扩散层和制绒，得到再处理硅片；
在所述再处理硅片的所述背面形成第二钝化层，并对所述第二钝化层进行开槽处理，得到电池前驱体；
分别在所述电池前驱体的正面和背面形成电极，得到双面太阳能电池。
可选的，所述获得正面形成有扩散层的预处理硅片，且所述预处理硅片的所述正面和背面均具有金字塔绒面结构包括：
获得去损伤硅片；
利用碱溶液对所述去损伤硅片进行制绒处理；
对制绒后硅片的所述正面进行磷掺杂形成所述扩散层，得到所述预处理硅片。
可选的，在所述对制绒后硅片的所述正面进行磷掺杂形成所述扩散层之后，还包括：
对所述扩散层进行选择性发射电极掺杂。
可选的，所述对制绒后硅片的所述正面进行磷掺杂形成所述扩散层包括：
利用扩散法或者离子注入法，对制绒后硅片的所述正面进行磷掺杂形成所述扩散层。
可选的，所述在所述再处理硅片的所述背面形成第二钝化层包括：
在所述再处理硅片的所述背面依次形成叠加的氧化铝层和氮化硅层；
相应的，对所述第二钝化层进行开槽处理包括：
对所述氮化硅层进行开槽处理。
可选的，在所述清洗后硅片的所述正面形成所述氧化层时，包括：
利用高温热氧氧化法、硝酸氧化法、化学气相沉积法中的任一种方法形成所述氧化层。
可选的，在所述清洗后硅片的所述正面形成所述第一钝化层时，包括：
利用等离子体增强化学气相沉积法形成所述第一钝化层。
本申请还提供一种双面太阳能电池，所述双面太阳能电池由上述任一种所述的双面太阳能电池制作方法制得。
本申请所提供的一种双面太阳能电池制作方法，包括获得正面形成有扩散层的预处理硅片，且所述预处理硅片的所述正面和背面均具有金字塔绒面结构；去除位于所述预处理硅片的所述背面的磷硅玻璃，并清洗去除所述磷硅玻璃后的所述预处理硅片，得到清洗后硅片；在所述清洗后硅片的所述正面依次形成叠加的氧化层和第一钝化层，得到处理后硅片；利用氢氟酸溶液去除位于所述处理后硅片的所述背面的绕镀氧化层和绕镀钝化层，并利用碱溶液去除位于所述处理后硅片的所述背面的扩散层和制绒，得到再处理硅片；在所述再处理硅片的所述背面形成第二钝化层，并对所述第二钝化层进行开槽处理，得到电池前驱体；分别在所述电池前驱体的正面和背面形成电极，得到双面太阳能电池。
可见，本申请中的双面太阳能电池制作方法对预处理硅片仅去除背面的磷硅玻璃而保留背面的金字塔绒面结构，并进行清洗，然后在清洗后硅片的正面形成氧化层和钝化层以得到处理后硅片，再用氢氟酸去除在背面形成的绕镀氧化层和绕镀钝化层，并用碱溶液去除在正面形成扩散层时在背面形成的扩散层，同时碱溶液还能在背面形成金字塔绒面结构，即在硅片的正面和背面均为金字塔绒面结构，使得到的双面电池的背面效率及双面率提高，且正面和背面色差减小，外观更加美观，双面电池的良率提高；另外，在利用氢氟酸溶液和碱溶液去除氧化层、绕镀钝化层、扩散层时，第一钝化层还起到掩膜层的作用，无需引入额外的掩膜层，有效减少外来污染，更适用工业化生产。
此外，本申请还提供一种具有上述优点的双面太阳能电池。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种双面太阳能电池制作方法的流程图；
图2为获得正面形成有扩散层的预处理硅片的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
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它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述，现有的PERC双面太阳能电池双面率比较低，并且背面的绒面结构与正面不同，导致PERC双面太阳能电池的色差较大。
有鉴于此，本申请提供了一种双面太阳能电池制作方法，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种双面太阳能电池制作方法的流程图，该方法包括：
步骤S101：获得正面形成有扩散层的预处理硅片，且所述预处理硅片的所述正面和背面均具有金字塔绒面结构。
需要指出的是，本申请中的硅片主要对于P型单晶硅片而言，但不限于P型单晶硅片。正面即为双面太阳能电池面对太阳的一面，背面与正面相背。
步骤S102：去除位于所述预处理硅片的所述背面的磷硅玻璃，并清洗去除所述磷硅玻璃后的所述预处理硅片，得到清洗后硅片。
在对硅片的正面进行扩散形成扩散层时，在背面也会产生扩散层和磷硅玻璃，本步骤即是去除在背面产生的磷硅玻璃，具体可以采用氢氟酸溶液去除磷硅玻璃。
进一步的，磷硅玻璃去除后，采用湿化学清洗方式清洗预处理硅片以去除颗粒、金属离子等沾污。
步骤S103：在所述清洗后硅片的所述正面依次形成叠加的氧化层和第一钝化层，得到处理后硅片。
具体的，先在清洗后硅片的正面形成氧化层，然后在氧化层背离清洗后硅片的表面形成第一钝化层。其中，氧化层为氧化硅层，第一钝化层为氮化硅层。
需要说明的是，本申请中形成氧化层的方法不作具体限定，视情况而定。例如，可以利用高温热氧氧化法、硝酸氧化法、化学气相沉积法中的任一种方法形成所述氧化层。
在所述清洗后硅片的所述正面形成所述第一钝化层时，可以利用等离子体增强化学气相沉积法形成所述第一钝化层，当然本申请对此并不做具体限定，在其他实施例中还可以采用化学气相沉积法。
步骤S104：利用氢氟酸溶液去除位于所述处理后硅片的所述背面的绕镀氧化层和绕镀钝化层，并利用碱溶液去除位于所述处理后硅片的所述背面的扩散层和制绒，得到再处理硅片。
在正面形成氧化层和第一钝化层时同样会绕在背面形成，即绕镀氧化层和绕镀钝化层，将处理后硅片置于盛有氢氟酸溶液的槽体中浸泡，去除绕镀氧化层和绕镀钝化层，此时背面仍有扩散层，再用碱溶液去除扩散层，同时碱溶液还能在背面产生金字塔绒面结构，进一步促进背面的绒面结构与正面一致。
需要指出的是，本实施例中对氢氟酸溶液的浓度以及浸泡时间不做具体限定，只要保证将绕镀氧化层和绕镀钝化层去除，并保证正面的第一钝化层不被腐蚀即可。
可选的，碱溶液为氢氧化钾溶液。
步骤S105：在所述再处理硅片的所述背面形成第二钝化层，并对所述第二钝化层进行开槽处理，得到电池前驱体。
可选的，所述在所述再处理硅片的所述背面形成第二钝化层包括：
在所述再处理硅片的所述背面依次形成叠加的氧化铝层和氮化硅层；
相应的，对所述第二钝化层进行开槽处理包括：
对所述氮化硅层进行开槽处理。
具体的，可以采用原子层沉积法在再处理硅片的背面制备氧化铝层，采用等离子体增强化学气相沉积法在氧化铝层背离再处理硅片的表面制备氮化硅层。
优选地，利用皮秒激光器进行开槽处理，以提升开槽处理的精度和速度。
步骤S106：分别在所述电池前驱体的正面和背面形成电极，得到双面太阳能电池。
具体的，采用丝网印刷技术在正面和背面印刷银浆并烧结，制备正面电极和背面电极。
本申请中的双面太阳能电池制作方法对预处理硅片仅去除背面的磷硅玻璃而保留背面的金字塔绒面结构，并进行清洗，然后在清洗后硅片的正面形成氧化层和钝化层以得到处理后硅片，再用氢氟酸去除在背面形成的绕镀氧化层和绕镀钝化层，并用碱溶液去除在正面形成扩散层时在背面形成的扩散层，同时碱溶液还能在背面形成金字塔绒面结构，即在硅片的正面和背面均为金字塔绒面结构，使得到的双面电池的背面效率及双面率提高，且正面和背面色差减小，外观更加美观，双面电池的良率提高；另外，在利用氢氟酸溶液和碱溶液去除氧化层、绕镀钝化层、扩散层时，第一钝化层还起到掩膜层的作用，无需引入额外的掩膜层，有效减少外来污染，更适用工业化生产。
下面对预处理硅片的获得过程进行进一步阐述，请参见图2，所述获得正面形成有扩散层的预处理硅片，且所述预处理硅片的所述正面和背面均具有金字塔绒面结构包括：
步骤S1011：获得去损伤硅片。
具体的，可以利用打磨抛光、清洗等方式去除硅片的损伤。
步骤S1012：利用碱溶液对所述去损伤硅片进行制绒处理。
利用碱溶液在去损伤硅片的正面和背面形成金字塔绒面结构，控制去损伤硅片制绒减重量在0.3至0.35g。可选的，碱溶液为氢氧化钾溶液。
步骤S1013：对制绒后硅片的所述正面进行磷掺杂形成所述扩散层，得到所述预处理硅片。
在本申请的一个实施例中，采用扩散法对制绒后硅片进行掺杂形成扩散层，但是本申请对此并不做具体限定，在本申请的其他实施例中还可以采用离子注入法对制绒后硅片进行掺杂形成扩散层。
优选地，在所述对制绒后硅片的所述正面进行磷掺杂形成所述扩散层之后，还包括：
对所述扩散层进行选择性发射电极掺杂。
在正面电极与硅片接触部位进行高浓度掺杂，而在正面电极以外的区域进行低浓度掺杂，形成选择性发射极结构，提升双面太阳能电池的开压。
下面对本申请中的双面太阳能电池制作方法进行进一步具体阐述。
步骤1.将P型单晶硅片去损伤后，利用氢氧化钾溶液在P型单晶硅片的正面和背面制绒，产生金字塔结构，制绒减重控制在0.3-0.35g；
步骤2.对P型单晶硅片的正面进行磷扩散处理，并利用激光选择性掺杂设备对扩散层进行选择性发射电极掺杂，形成选择性发射电极结构；
步骤3.利用氢氟酸溶液去除背面的磷硅玻璃，并利用湿化学清洗工艺对P型单晶硅片进行清洗，得到洁净的表面；
步骤4.对P型单晶硅片正面进行退火氧化处理，制备氧化硅层，并在氧化硅层的上表面制备氮化硅层；
步骤5.将P型单晶硅片置于盛有氢氟酸溶液的槽体中进行浸泡去除背面的氧化硅层和氮化硅层，再用氢氧化钾溶液去除背面的扩散层，同时氢氧化钾溶液在背面进行制绒，制绒减重控制在0.15-0.25g；
步骤6.在P型单晶硅片的背面依次叠加制备氧化铝层和氮化硅层；
步骤7.对氮化硅进行激光开槽，并在正面和背面丝网印刷银浆，再进行烧结，得到双面太阳能电池。
本申请还提供一种双面太阳能电池，所述双面太阳能电池由上述任一种所述的双面太阳能电池制作方法制得。
本申请中的双面太阳能电池在制作时，对预处理硅片仅去除背面的磷硅玻璃而保留背面的金字塔绒面结构，并进行清洗，然后在清洗后硅片的正面形成氧化层和钝化层以得到处理后硅片，再用氢氟酸去除在背面形成的绕镀氧化层和绕镀钝化层，并用碱溶液去除在正面形成扩散层时在背面形成的扩散层，同时碱溶液还能在背面形成金字塔绒面结构，即在硅片的正面和背面均为金字塔绒面结构，使得到的双面电池的背面效率及双面率提高，且正面和背面色差减小，外观更加美观，双面电池的良率提高；另外，在利用氢氟酸溶液和碱溶液去除氧化层、绕镀钝化层、扩散层时，第一钝化层还起到掩膜层的作用，无需引入额外的掩膜层，有效减少外来污染，更适用工业化生产。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的双面太阳能电池及其制作方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种双面太阳能电池制作方法，其特征在于，包括：
获得正面形成有扩散层的预处理硅片，且所述预处理硅片的所述正面和背面均具有金字塔绒面结构；
去除位于所述预处理硅片的所述背面的磷硅玻璃，并清洗去除所述磷硅玻璃后的所述预处理硅片，得到清洗后硅片；
在所述清洗后硅片的所述正面依次形成叠加的氧化层和第一钝化层，得到处理后硅片；
利用氢氟酸溶液去除位于所述处理后硅片的所述背面的绕镀氧化层和绕镀钝化层，并利用碱溶液去除位于所述处理后硅片的所述背面的扩散层和制绒，得到再处理硅片；
在所述再处理硅片的所述背面形成第二钝化层，并对所述第二钝化层进行开槽处理，得到电池前驱体；
分别在所述电池前驱体的正面和背面形成电极，得到双面太阳能电池。
2.如权利要求1所述的双面太阳能电池制作方法，其特征在于，所述获得正面形成有扩散层的预处理硅片，且所述预处理硅片的所述正面和背面均具有金字塔绒面结构包括：
获得去损伤硅片；
利用碱溶液对所述去损伤硅片进行制绒处理；
对制绒后硅片的所述正面进行磷掺杂形成所述扩散层，得到所述预处理硅片。
3.如权利要求2所述的双面太阳能电池制作方法，其特征在于，在所述对制绒后硅片的所述正面进行磷掺杂形成所述扩散层之后，还包括：
对所述扩散层进行选择性发射电极掺杂。
4.如权利要求3所述的双面太阳能电池制作方法，其特征在于，所述对制绒后硅片的所述正面进行磷掺杂形成所述扩散层包括：
利用扩散法或者离子注入法，对制绒后硅片的所述正面进行磷掺杂形成所述扩散层。
5.如权利要求1所述的双面太阳能电池制作方法，其特征在于，所述在所述再处理硅片的所述背面形成第二钝化层包括：
在所述再处理硅片的所述背面依次形成叠加的氧化铝层和氮化硅层；
相应的，对所述第二钝化层进行开槽处理包括：
对所述氮化硅层进行开槽处理。
6.如权利要求1所述的双面太阳能电池制作方法，其特征在于，在所述清洗后硅片的所述正面形成所述氧化层时，包括：
利用高温热氧氧化法、硝酸氧化法、化学气相沉积法中的任一种方法形成所述氧化层。
7.如权利要求1所述的双面太阳能电池制作方法，其特征在于，在所述清洗后硅片的所述正面形成所述第一钝化层时，包括：
利用等离子体增强化学气相沉积法形成所述第一钝化层。
8.一种双面太阳能电池，其特征在于，所述双面太阳能电池由如权利要求1至7任一项所述的双面太阳能电池制作方法制得。
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