[发明专利]一种掩膜扩散法制备N型太阳能电池的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种N型太阳能电池制备方法，尤其涉及一种掩膜扩散法制备N型太阳能电池的方法。

背景技术

目前，国内各大太阳能公司生产的晶体硅太阳能能电池都是P型硅基体，但是由于N型硅基体对杂质的抵抗性较大，且没有光致衰减问题，理论上可以取得更高的效率，事实上德国，美国，日本等发达国家对可再生能源尤其是太阳能资源的重视，已经在N型太阳能电池的研究和生产方面取得了很大的突破，如德国弗劳恩霍夫太阳能系统研究所宣布，该机构研制的以N型单晶硅太阳能电池，其转换效率达到了23.4％。美国Sunpower公司的N型背接触太阳能电池，其最高效率达到24.3％，其已经实现量产多年，另外，日本三洋公司的HIT电池，其转换效率达到23％，且已经量产，不过，上述N型太阳能电池工艺过程复杂，成本高。在这种形势下，研究并生产适合大规模生产的N型晶体硅太阳电池意义非常重大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服背景技术中存在的缺陷，提供一种掩膜扩散法制备N型太阳能电池的方法，通过掩膜法实现发射极及表面场的生产方法，实现大规模生产N型太阳能电池。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种掩膜扩散法制备N型太阳能电池的方法，其工艺流程如下：

1)、N型直拉单晶硅片正面经过清洗及正金字塔织构化处理；

2)、N型直拉单晶硅片通过BBr₃液态硼扩散源制备P型发射结；

3)、使用HF/HNO₃混合液刻蚀掉背面P型发射结及同时用HF去除硼硅玻璃；

4)、N型直拉单晶硅片正面P型发射结面沉积致密的氮化硅掩膜层，氮化硅掩膜层厚度为80～100nm；

5)、N型直拉单晶硅片背面通过使用POCl₃液态磷扩散源制备背面场N型发射结；

6)、使用热的浓磷酸去除氮化硅掩膜层；

7)、使用等离子体刻蚀去除边缘P-N结；

8)、使用浓度2～10％HF去除磷硅玻璃；

9)、正面场P型发射结面先沉积10～50nm的Al₂O₃钝化膜，然后正面场再沉积厚度为40～80nm的氮化硅减反射膜，Al₂O₃钝化膜和氮化硅减反射膜的总厚度为70～80nm；

10)、背面场N型发射结面沉积厚度为70-100nm的氮化硅钝化膜；

11)、正面场印刷银铝浆，烘干；

12)、背面场印刷银浆，烧结。

进一步的，工序2)中：所述的BBr₃液态硼扩散源制备P型发射结，扩散温度900～950℃，时间为40～60min，方块电阻为60ohm/Sq。

进一步的，工序5)中：POCl₃液态磷扩散源制备背面场N型发射结，扩散温度800～900℃，时间为30～50min，方块电阻为40ohm/Sq。

进一步的，工序9)中：正面场先沉积20nm的Al₂O₃钝化膜，并在400℃下退火5min，用PECVD法沉积55nm的SiNx:H减反射膜。

进一步的，工序10)中：背面场N型发射结面用PECVD法沉积厚度为70-100nm的SiNx:H钝化膜。

本发明的有益效果是：本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明通过掩膜法实现发射极及表面场的生产方法，实现大规模生产N型太阳能电池，整个工艺过程简单，容易控制，成本低，光电转换效率高达到18.8％。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是采用本发明的方法生产的N型太阳能电池的结构示意图。

其中：1.N型直拉单晶硅片，2.P型发射结，3.Al₂O₃钝化膜，

4.氮化硅减反射膜，5.银铝金属栅线，6.N型发射结，

7.氮化硅钝化膜，8.银金属栅线。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

一种掩膜扩散法制备N型太阳能电池的方法，其工艺流程如下：

1)、选用晶面(100)，掺杂浓度12Ωcm的N型直拉单晶硅片1，N型直拉单晶硅片1正面经过清洗及正金字塔织构化处理，N型直拉单晶硅片1正面形成正金字塔绒毛结构以减少反射；