[发明专利]一种太阳能电池片的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池片的制备方法。

背景技术

伴随着传统能源的日渐枯竭、环境污染问题的日益加剧，新能源的开发和应用已经成为人类研究的热点。取之不尽用之不竭、绿色无污染的太阳能是新能源开发利用的重点之一。

硅片是太阳能能源太阳能电池的核心部件，硅片一般是通过原料硅经过多步提纯后制片后成硅片，后硅片经过去油工艺→去除损伤层→制绒→扩散工艺→周边刻蚀→去除氧化层→制氮化硅膜→丝网印刷背、正电极→烧结→测试分选等制得太阳能电池片。

太阳能电池对硅的纯度要求较高，一般是6N以上，均需要对硅原料进行复杂的提纯处理，但提纯的硅纯度仍然不高，仍然存在杂质，同时在太阳能电池片的制备过程中也不可避免的会引入金属杂质，而且由于太阳能电池片的制备工艺复杂，容易出现微缺陷，这些杂质和缺陷会在硅禁带中引入多重深能级，成为少数载流子的复合中心，严重影响太阳电池的光电转换效率。

现有技术有研究通过对硅片通磷源进行磷吸杂处理并去除吸杂层，例如通磷源、氮气和氧气在硅片表面制备吸杂层，后用氢氟酸浸泡除去吸杂层，但该方法是利用磷原子与硅原子由于直径不同而引起失配位错形成吸杂中心，所形成的吸杂有限，且一般需要高的磷表面浓度和结深，工艺更复杂，难实现，且为后续制备带来困难，与现行工艺改进方向矛盾。

发明内容

本发明为了解决现有技术制备的太阳能电池片中仍然存在较多的杂质和微缺陷，容易引起载流子复合，影响太阳电池的光电转换效率的问题，提供一种能明显降低硅片中杂质和微缺陷的太阳能电池片的制备方法。

一种太阳能电池片的制备方法，步骤包括：

a、在制绒后的硅片表面制备a-Si:H薄膜；

b、将步骤a所得的表面含有a-Si:H薄膜的硅片于800-900℃下高温处理60-120min；

c、将经过高温处理的硅片的表面进行腐蚀处理。

进一步优选硅片表面为硅片背面。

进一步优选步骤b在高温处理的同时对在背面含有a-Si:H薄膜的硅片正面进行磷扩散处理。

本发明意外发现在制绒后的硅片的表面尤其是背面沉积一层a-Si:H薄膜，可以很好的解决硅片中较多的杂质和微缺陷，提高电池片的使用寿命以及光电转化效率等电化学性能。原因可能因为a-Si:H薄膜为非晶结构，具有晶格不完整性，在高温条件下，晶体硅中的金属杂质和缺陷会发生杂质和缺陷的分解、扩散以及俘获，易向具有晶格不完整性的区域聚集的特性，较易富集到该层薄膜中，然后通过腐蚀去掉硅片表面上的a-Si:H薄膜以及富集在该层中的杂质，能有效去除硅片中杂质和缺陷，较大程度上减少硅片中的载流子的复合中心，提高电池的短路电流，从而提高晶体硅太阳电池的转换效率；特别是本发明的a-Si:H薄膜中的氢在高温退火时，能够扩散至晶体硅的表面及体内，从而能够起到很好的表面特别是背面及体钝化作用，提高太阳能电池的I-V特性。本发明进一步优选利用硅片表面a-Si:H薄膜吸杂后结合磷吸杂，能更有效减小硅片体内杂质及缺陷。当优选背面沉积a-Si:H薄膜时可以在处理a-Si:H薄膜的同时或之后制备正面磷吸杂，通过背面a-Si:H薄膜吸杂结合正面磷吸杂，不仅更能有效减小硅片体内杂质及缺陷，硅片的平均使用寿命大大提高，而且能形成完美PN结，电池片平均转化效率提高，电池片的各项电性能参数更优，同时工艺简单易实现。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种太阳能电池片的制备方法，步骤包括：

a、在制绒后的硅片表面制备a-Si:H薄膜；

b、将步骤a所得的表面含有a-Si:H薄膜的硅片于800-900℃下高温处理60-120min；

c、将经过高温处理的硅片的表面进行腐蚀处理。

可以结合磷扩散处理，可以在高温处理的同时对沉积有a-Si:H薄膜的硅片正面进行磷扩散处理，此种情况在硅片的背面和正面沉积的a-Si:H薄膜的厚度不同，正面沉积的a-Si:H薄膜的厚度一般较薄，制成氧化层，后进行磷扩散处理制备完美PN结。优选在步骤c腐蚀处理后即去除吸杂了的a-Si:H薄膜后对硅片进行磷扩散处理，后再进行去硅磷层，去除杂质层和硅磷玻璃等，一般是将硅片于HF的水溶液中浸泡1-10min时间。