[发明专利]一种制备太阳能电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池制造领域，特别是涉及一种制备太阳能电池的方法。

背景技术

随着传统能源的日益减少，太阳能电池作为一种可再生能源越来越受到人们的重视。如何提高电池效率、降低电池成本一直是人们努力的目标。

目前，在提高电池效率方面，制备绒面结构是单晶硅太阳能电池制备中的一道常用工序，其目的是减少入射光在硅片表面的反射损失，增加光的利用率。

由于绒面结构能够使入射光发生多次反射，将反射率由光面结构的33％降低到9.04％，因此可以使反射损失降低约2/3。

现有的制绒技术包括：化学腐蚀法、等离子体刻蚀、机械V型刀刻槽、激光刻槽等方法。虽然等离子体刻蚀、激光刻槽等方法能够制备单面绒面结构，但由于成本昂贵，目前仅限于实验室阶段。机械V型刀刻槽虽然成本较低，但由于其是利用V型刀在硅片表面磨擦形成沟槽，且硅片具有硬而脆的特点，因此该方法成形速率低、硅片极易破损。

所以，工业生产中制备单晶硅绒面结构主要采用化学腐蚀法。该方法利用单晶硅片腐蚀的各向异性，将单晶硅片直接浸入所述低浓度碱液中。低浓度的碱溶液对晶体硅在不同晶向上具有不同的腐蚀速率，因此在硅片表面腐蚀出密布金字塔形状的表面形貌，具有成本低、易于大规模生产等优点。

单晶硅太阳能电池的制备流程如图1-图5所示：提供一个清洗干净的单晶硅衬底10’(图1)，将衬底10’置于浓度为1％-2％的碱溶液中，在70-90℃下腐蚀20-40min，在所述衬底的上下表面形成双绒面结构(图2)；对衬底11’进行掺杂制结(对P型衬底通常掺硼元素)，在衬底11’上下表面分别形成掺杂层20’、掺杂层30’(图3)；对衬底11’去边、去PSG(Phosphosilicate Glass，磷硅酸盐玻璃)以及沉积SiN薄膜40’(图4)；对衬底11’的上下表面分别进行丝网印刷电极50’和背电极60’，形成单晶硅太阳能电池(图5)。

但是，从图中可以看出，该方法会在硅片的上、下表面同时进行腐蚀，造成双绒面结构。而电池的背光面是希望获得光滑的平面结构，以增强对光的反射，使得透入硅片的入射光能够反射回去，再次获得吸收利用。而双绒面结构会使硅片中约2/3的光直接透射出电池体外，降低了电池效率。

而且，具有双绒面结构的电池，在印刷电极浆料后，相对于光面结构，浆料与硅片之间容易存在孔隙，在后续进行背电极烧结工艺时，极易产生“铝泡”现象，造成电极接触不良。

因此，针对上述双绒面结构的缺点，在2007年8月8日公开的公开号为CN101015037的发明专利申请公开说明书中，记载了一种制备单面绒面的解决方案。其基本思想是：将硅片置于滚轮上，当硅片移动通过腐蚀液时，只将硅片的下表面浸入到腐蚀液中进行制绒处理，未浸入腐蚀液的硅片上表面仍保持原来的形貌，最终形成单面绒面的结构。

由于硅片本身厚度只有200～300μm，因此对设备控制的要求很高，对腐蚀液面的控制要求十分精准，过高/过低就会出现过刻/未刻的部分，因此对设备投入的成本很高。此外，对设备的工作环境也有一定的要求，环境的微小扰动都会对液面高度控制产生较大影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备太阳能电池的方法，以解决现有技术制备单面绒面太阳能电池对设备和工作环境要求过高的问题。

本发明提供了一种制备太阳能电池的方法，所述方法包括：

提供一衬底；

将所述衬底置于第一浓度的碱溶液中，以在所述衬底的上下表面形成绒面；

对形成绒面的衬底进行掺杂制结，以在所述衬底的上下表面形成掺杂层；

在带有掺杂层的所述衬底的上表面沉积保护层；

将所述衬底浸入第二浓度的碱溶液中，以对所述衬底的下表面进行抛光；

在所述抛光后衬底的上下表面进行丝网印刷电极，形成太阳能电池。

优选的，所述保护层的材料为氮化硅。

具体的，沉积所述氮化硅的工艺可以为等离子体增强化学气相沉积或溅射。

优选的，所述溅射工艺采用的靶材为高纯氮化硅陶瓷靶或高纯硅靶。

优选的，所述第二浓度为20％-30％。

优选的，所述衬底在第二浓度碱溶液中的反应温度为70℃-90℃。

优选的，所述衬底在第二浓度碱溶液中的反应时间为1-3分钟。

优选的，所述第二浓度的碱溶液为NaOH、KOH或其组合。

优选的，所述第二浓度的碱溶液中还包括反应活性剂。

具体的，所述反应活性剂可以为异丙醇、乙醇或其组合。