CN114284395A - 一种先制绒后吸杂的硅基异质结太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的一种先制绒后吸杂的硅基异质结太阳能电池的制备方法，本发明采用将n型单晶硅基片制绒后再进行高温磷吸杂处理，吸杂处理后去除吸杂层，并将金字塔圆润化，去除吸杂层和金字塔圆润化通过一台湿法设备完成，两道湿法制程的化学品用量相对传统的异质结电池单道制绒+圆润化工艺的化学品用量基本相同；本发明通过在金字塔表面进行高温吸杂处理，相对于传统方式在抛光面进行高温吸杂处理，可提升吸杂效果，且避免引入新的污染或增加缺陷密度，进而使得异质结太阳能电池光电转换效率得到进一步提升。
Description
技术领域
本发明涉及光伏高效电池技术领域，尤其涉及一种先制绒后吸杂的硅基异质结太阳能电池的制备方法。
背景技术
硅基异质结太阳能电池基于较高的光电转换效率，被光伏行业公认为下一代可规模化量产的光伏电池技术。硅基异质结太阳能电池结构包括n型单晶硅基片、非晶硅/晶硅膜、透明导电膜、金属电极等。常规制备步骤包括：绒面制备并清洗、非晶硅/微晶硅膜沉积、透明导电膜沉积及电镀或丝网印刷制备金属电极。为进一步提高提升异质结太阳能电池效率，技术人员通常会考虑在硅片制绒前进行磷吸杂处理，如中国专利CN112466989A提供了一种异质结太阳能电池的制备工艺，中国专利CN112466990A提供了一种高效异质结太阳能电池的制备工艺，增加了前清洗甚至用碱液抛光处理，再进行磷吸杂处理；又如中国专利CN112289894A提供了一种高效异质结太阳能电池及制备方法，在制绒前进行链式高温热处理吸杂。
现有技术制备方法增加了前清洗环节，需要去损伤层和表面清洗，增加了化学品的使用，并存在表面未清洗好导致硅片经高温处理后，增加单晶硅基片缺陷和污染的风险。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种先制绒后吸杂的硅基异质结太阳能电池的制备方法，采用将n型单晶硅基片制绒后再进行高温磷吸杂处理，吸杂处理后去除吸杂层，并将金字塔圆润化，去除吸杂层和金字塔圆润化通过一台湿法设备完成；通过在金字塔表面进行高温吸杂处理，相对于传统方式在抛光面进行高温吸杂处理，可提升吸杂效果，且避免引入新的污染或增加缺陷密度，进而使得异质结太阳能电池光电转换效率得到进一步提升。
本发明的目的是这样实现的：
一种先制绒后吸杂的硅基异质结太阳能电池的制备方法，包括以下内容：
步骤一、用湿法化学腐蚀法在n型单晶硅基片表面形成金字塔绒面结构；
步骤二、制绒后，对上述双绒面n型单晶硅基片进行高温磷吸杂处理，在硅片表面形成吸杂层；
步骤三、去除吸杂层，并对金字塔进行圆润化；
步骤四、在n型单晶硅基片主表面依次沉积第一本征非晶硅/微晶硅膜、不少于两层的n型非晶硅/微晶硅膜和第一透明导电膜；
步骤五、在n型单晶硅基片的背面依次沉积第二本征非晶硅/微晶硅膜、不少于两层的p型非晶硅/微晶硅膜和第二透明导电膜；
步骤六、在主表面和背面的透明导电膜上分别制备金属电极。
进一步地，步骤二中的高温磷吸杂工序通过管式磷扩散炉，使用三氯氧磷作为吸杂源。
进一步地，步骤二的高温磷吸杂的工艺温度为600~850℃。
进一步地，步骤三中通过湿法化学腐蚀去除吸杂层。
进一步地，步骤六中制备金属电极采用丝网印刷金属浆料，或通过电镀方式沉积金属电极。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明采用将n型单晶硅基片制绒后再进行高温磷吸杂处理，吸杂处理后去除吸杂层，并将金字塔圆润化，去除吸杂层和金字塔圆润化通过一台湿法设备完成，两道湿法制程的化学品用量相对传统的异质结电池单道制绒+圆润化工艺的化学品用量基本相同。
（2）本发明通过在金字塔表面进行高温吸杂处理，相对于传统方式在抛光面进行高温吸杂处理，可提升吸杂效果，且避免引入新的污染或增加缺陷密度，进而使得异质结太阳能电池光电转换效率得到进一步提升。
附图说明
图1为本发明的硅基异质结太阳能电池的制备流程示意图。
具体实施方式
实施例1：
参见图1， 本发明涉及的一种先制绒后吸杂的硅基异质结太阳能电池的制备方法，包括以下几个步骤：
步骤一、采用湿法化学腐蚀方法在n型单晶硅基片表面制备金字塔绒面结构，获得双绒面n型单晶硅基片；
步骤二、制绒后，使用高温管式磷扩散炉对以上所述双绒面n型单晶硅基片进行高温吸杂处理，使用三氯氧磷作为吸杂源，工艺温度在600~850℃区间内，在表面形成吸杂层和磷硅玻璃层；
步骤三、通过湿法化学腐蚀去除吸杂层和磷硅玻璃层，并对金字塔进行圆润化，利于后道非晶硅/微晶硅膜的沉积；
步骤四、通过等离子体化学气相沉积法在所述n型单晶硅基片主表面依次沉积第一本征非晶硅/微晶硅膜、两层或多层n型非晶硅/微晶硅膜，通过磁控溅射或其他物理气相沉积法在n型非晶硅/微晶硅层表面沉积第一透明导电膜；
步骤五、通过等离子体化学气相沉积法在所述n型单晶硅基片的背面依次沉积第二本征非晶硅/微晶硅膜、两层或多层p型非晶硅/微晶硅膜，通过磁控溅射或其他物理气相沉积法在p型非晶硅/微晶硅膜表面沉积第二透明导电膜；
步骤六、采用丝网印刷或电镀工艺在主表面、背面透明导电膜上分别制备金属电极。
综上所述，本发明的硅基异质结太阳能电池制备方法，在n型单晶硅基片制绒后再进行高温磷吸杂处理，即在金字塔表面进行高温吸杂处理，吸杂处理后去除吸杂层，并将金字塔圆润化；相对于传统方式在抛光面进行高温吸杂处理，可提升吸杂效果，且避免引入新的污染或增加缺陷密度，并节约了化学品的使用。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (5)
1.一种先制绒后吸杂的硅基异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于，包括以下内容：
步骤一、用湿法化学腐蚀法在n型单晶硅基片表面形成金字塔绒面结构；
步骤二、制绒后，对上述双绒面n型单晶硅基片进行高温磷吸杂处理，在硅片表面形成吸杂层；
步骤三、去除吸杂层，并对金字塔进行圆润化；
步骤四、在n型单晶硅基片主表面依次沉积第一本征非晶硅/微晶硅膜、不少于两层的n型非晶硅/微晶硅膜和第一透明导电膜；
步骤五、在n型单晶硅基片的背面依次沉积第二本征非晶硅/微晶硅膜、不少于两层的p型非晶硅/微晶硅膜和第二透明导电膜；
步骤六、在主表面和背面的透明导电膜上分别制备金属电极。
2.根据权利要求1所述的一种先制绒后吸杂的硅基异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤二中的高温磷吸杂工序通过管式磷扩散炉，使用三氯氧磷作为吸杂源。
3.根据权利要求1所述的一种先制绒后吸杂的硅基异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤二的高温磷吸杂的工艺温度为600~850℃。
4.根据权利要求1所述的一种先制绒后吸杂的硅基异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤三中通过湿法化学腐蚀去除吸杂层。
5.根据权利要求1所述的一种先制绒后吸杂的硅基异质结太阳能电池的制备方法，其特征在于：步骤六中制备金属电极采用丝网印刷金属浆料，或通过电镀方式沉积金属电极。
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